10.4. Штамповка

Штамповка – способ изготовления сложных изделий давлением за один рабочий ход специального инструмента – штампа. Различают объемную и листовую штамповку, которую проводят в горячем и холодном состоянии. При объемной штамповке металл заготовки простой формы, деформируется и заполняет всю полость штампа. При листовой штамповке толщина полученных деталей незначительно отличается от исходной толщины листа (заготовки). Объемная штамповка чаще бывает горячей, листовая – холодной. Горячую листовую штамповку применяют при обработке давлением металлов, которые не обладают достаточной пластичностью в холодном состоянии, толстых (свыше 20 мм) листов из низкоуглеродистых сталей.

Горячая штамповка. Горячей объемной штамповкой в специальных штампах из заготовок получают штампованные поковки. Штамп – металлическая форма, внутренняя поверхность которой соответствует будущей детали, состоит обычно из двух частей, в которых имеются полости – ручьи. Одна часть штампа закрепляется на шаботе молота или плите пресса, другая – в подвижной их части.

При штамповке в открытых штампах (см. рис. 10.7,а) между частями штампа имеется зазор высотой h, в который вытекает избыток металла – облой (заусенец). Облой закрывает выход из полости штампа и заставляет металл заполнять всю форму.

При штамповке в закрытых штампах (рис. 10.7,б) зазор очень мал, облоя нет. Расход металла меньше, лучше структура металла, но масса заготовки должна отмеряться очень точно.

Р азличают штамповку в одноручьевых и многоручьевых штампах. Одноручьевые штампы имеют одну полость. В них штампуют изделия простой конфигурации. В многоручьевом штампе деформация происходит сначала в заготовительных (черновых) ручьях, в которых выполняются операции вытяжки или гибки, затем – в штамповочных (предварительных и окончательных) ручьях. Штампы изготавливают из легированного чугуна (для листовой штамповки) и специальных штамповых сталей, обладающих высокой твердостью, вязкостью, жаропрочностью. Оборудование для горячей штамповки – паровоздушные штамповочные молоты, гидравлические прессы. Завершающие и отделочные операции: калибровка, термообработка, очистка, правка и чеканка.

Холодная штамповка имеет высокую производительность, низкую себестоимость, дает возможность получения простых и сложных деталей с высокой степенью точности и взаимозаменяемости. Холодное выдавливание – формирование сплошного или полого изделия за счет пластического течения металла из полости штампа через отверстие. Оно имеет много общего с прессованием и бывает прямое, обратное, комбинированное в зависимости от того через какое отверстие выдавливается металл. Холодная высадка – осадка части заготовки. Этим способом производят крепежные изделия. Холодная объемная штамповка производится аналогично горячей, но только в открытых штампах.

Разделительные операции холодной листовой штамповки. Отрезка – отделение части листа в штампах или на машинных ножницах. Вырубка, пробивка – отделение части листа по замкнутому контуру. В первом случае отделяемая внутренняя часть – деталь, во втором – отход.

Формообразующие операции. Правка – необходима для устранения неровностей и искривлений плоских деталей после вырубки, пробивки.

Вытяжка – получение пустотелых, открытых с одной стороны деталей из плоской заготовки. Гибка – изменение кривизны заготовки. Отбортовка – получение горловины или бортов вокруг предварительно пробитых отверстий. Обжим – операция, при которой уменьшается диаметр концевой части полой заготовки. Вальцовка (рельефная формовка) – получение из листа заготовок труб, гофрированной (волнистой) поверхности, например, накатывание резьбы на цоколях электроламп.

Штамповка взрывом. Установленная на матрице листовая заготовка опускается в воду, затем в воде, над поверхностью заготовки производится взрыв. Под действием давления жидкости заготовка деформируется и принимает форму матрицы. Электрогидравлическая штамповка подобна штамповке взрывом, только ударная волна возникает при пропускании электрического разряда через жидкость.

Специализированные процессы обработки давлением. К таким процессам относятся: обкатывание, раскатывание и калибрование отверстий, накатывание рифлений, зубьев, резьбы и т. д. Обкатыванием и раскатыванием можно проводить упрочнение плоских, конических и цилиндрических, наружных и внутренних поверхностей деталей.

Калиброванием отверстий называют однократное или многократное перемещение инструмента имеющего размеры несколько больше чем отверстие. Инструмент – шарик, специальная прошивка. Происходит сглаживание неровностей и упрочнение поверхности.

Накатывание служит для получения внешних фасонных поверхностей при вдавливании инструмента в материал заготовки. Этим методом выполняют резьбы, клейма, рифления на поверхности и т. д.