Оснастка в штамповке это

Листовая штамповка

Люди издревле делали из металла тонкостенные изделия, сосуды и украшения. Они изготавливались из листа металла методом чеканки-придания формы холодному или разогретому листу пластичного металла путем обстукивания его молотком вокруг деревянной модели будущего изделия. Швы запаивались или чеканились. Такой обработке подвергалась чаще всего медь, реже серебро или золото. Полученные таким образом изделия ценились чрезвычайно высоко, поскольку все операции были ручными и на изготовление одного кувшина у мастера уходил не один день.

Пытливый человеческий ум искал пути ускорить и удешевить производство до середины 19 века, когда появился такой мощный источник энергии, как пар. С тех пор технология производства тонкостенных изделий из металлического листа путем деформации его под давлением, или листовая штамповка, существенно усовершенствовалась. Сегодня этим методом производят миллиарды различных деталей — от частей телефонов до корпусов автомобилей.

Холодная листовая штамповка — гарантия получения высокоточных деталей

Листовая штамповка из листа при комнатной температуре называется холодной штамповкой. Ее применяют при малых толщинах листа и в случае пластичных сплавов. Если же штампуют из толстого листа (от 5 мм) или из сплавов с малой текучестью, то для повышения пластичности лист заготовки нагревают.

Листовая штамповка гарантирует получение большого количества абсолютно идентичных по форме и размерам деталей с высокой точностью.

Холодная объемная штамповка позволяет получать высокоточные тонкостенные детали практически любой формы при себестоимости существенно ниже, чем в случае использования литья или механической обработке. Намного выше получается и коэффициент использования металла. Кроме того, холодная объемная штамповка гарантирует не только прочность, но и однородность свойств материала детали, что особенно важно в ответственных конструкциях.

Как объемная, так и листовая штамповка экономически эффективна в рамках больших серий. Это объясняется большими затратами на подготовку производства.

Характеристика листовой штамповки

холодная листовая штамповка является на сегодня одной из самых широко распространённых технологий обработки металлов, пластмасс и некоторых других материалов. Диапазон применения технологии — от крупных конструкций в судостроении до тонкостенных деталей бытовой техники

Технология характеризуется следующими неоспоримыми преимуществами:

• Исключительные возможности для механизации и автоматизации производственных процессов.
• Снижение себестоимости изготовления массовых изделий.
• Высокий коэффициент использования листового металла.
• Возможность точного изготовления тонкостенных, но прочных изделий практически любой формы.
• Минимальная потребность в последующей механической обработке.

Однако, кроме явных достоинств, холодная листовая штамповка металла обладает и недостатками. Это, прежде всего:

• Высокая трудоемкость проектирования технологического процесса.
• Высокая стоимость подготовки производства изготовление пресс-форм.
• Высокая квалификация отладчиков прессового оборудования.

Штамповка листового металла

Следует отметить, что при больших сериях выпускаемых изделий эти недостатки нивелируются за счет известного из экономики эффекта масштаба, и себестоимость производимой продукции оказывается ниже, чем при альтернативных способах обработки металлов.

Виды оборудования для листовой штамповки

Для различных видов операций листовой штамповки применяется широкий спектр оборудования.

Так, для операций резки используют вибрационные, или гильотинные ножницы.

Для выполнения формообразующих операций применяют основное штамповочное оборудование — станок для листовой штамповки или пресс. По типу они различаются на:

• Кривошипно-шатунные.
• Гидравлические.
• Радиально-ковочные.
• электромагнитные.

Самым простым в устройстве и обслуживании является пресс с кривошипно-шатунным приводом. Он пригоден для выполнения несложной листовой штамповки — тонкостенных деталей малого и среднего размера простой формы.

Пресс с кривошипно-шатунным приводом

Гидравлические прессы позволяют развивать намного большее усилие (до 2 тысяч тонн) и точнее регулировать ход пресса. Этот тип оборудования применяют для операций гибки или объемной штамповки из листа большой толщины.

Радиально-ковочные комплексы используют для листовой штамповки деталей, имеющих форму тела вращения.

Электромагнитные прессы — достаточно новый тип оборудования. Давления на заготовку производится за счет массы электромагнитного сердечника, направляемого к пуансону электромагнитным импульсом. Импульс противоположной полярности возвращает сердечник в исходное положение. Такой привод намного проще в изготовлении и обслуживании, чем гидравлический, но пока не достигает его мощности.

Принцип работы

Физический принцип работы штамповочного оборудования — это пластическая деформация листовой заготовки под давлением. Форма будущей детали задается двумя деталями — матрицей и пуансоном, которые прижимают к листовой заготовке с двух сторон под большим давлением. Там где у матрицы находится выпуклость — у пуансона расположена соответствующая ей по форме и размерам впадина. Деформируясь, листовая заготовка повторяет форму матрицы и пуансона.

Вместе с этим может происходить просечка отверстий, вырубка отдельных деталей из материала листа. При проектировании технологического процесса холодной штамповки деталей из листового металла конструктор оснастки и технолог комбинируют и по возможности совмещает формоизменяющие разделительные операции, чтобы обойтись минимальным числом рабочих проходив штампа и снизить, таким образом, себестоимость изготовления изделия.

В случае тонких листов осуществляется холодная листовая штамповка. При работе с толстыми листами или с мало пластичными сплавами заготовку предварительно нагревают, чтобы повысить ее пластичность.

Какие операции подразумевает холодная штамповка

Все рабочие операции холодной листовой штамповки делятся на две большие группы: разделительные и формоизменяющие.

Разделительные операции листовой штамповки

К разделительным операциям листовой штамповки относятся операции, связанные с нарушением целостности материала листа. Наиболее употребительные из них-

• Резка-отделение части заготовки по прямой или искривленной линии. Применяется как для получения готовых изделий, так и для разделения листа на заготовки нужного размера с целью дальнейшей обработки.
• Вырубка-отделение части заготовки по замкнутому контуру. Внутри контура также может быть вырублена часть металла.
• Пробивка — получение в заготовке отверстий круглой или произвольной формы.

Формоизменяющие операции листовой штамповки

К формоизменяющим операциям листовой штамповки относятся операции, изменяющие пространственную форму листа без нарушения его целостности, такие, как:

• Гибка — придание плоской заготовке изогнутой вдоль продольной оси формы. Различают V образную, U- образную и более сложные формы гибки.
• Вытяжка-преобразование плоской заготовки в полую пространственную форму. При вытяжке может меняться толщина заготовки.
• Отбортовка-создание бортиков по наружному или внутреннему контуру изделия.
• Обжим-обжатие материала заготовки в конической матрице с целью уменьшения размеров концевой части детали.
• Формовка-Изменение формы части детали с сохранением линии наружного контура.

При проектировании технологии листовой штамповки технолог комбинирует операции из обеих групп.

Технология процесса

Процесс холодной листовой штамповки начинается с совместной работы технолога и конструктора оснастки. Они рассматривают все изменения, которые должны произойти с плоской заготовкой на ее пути к готовому изделию, планируют и группируют разделительные и формообразующие операции. После такой группировки определяются операции, выполняемые при каждом проходе пресса (если деталь не удается отштамповать за один проход). Под этот конкретный перечень операций проектируется пара матрица — пуансон.

Матрицы и пуансоны, как правило, изготовляют методом фрезерования на многокоординатных обрабатывающих центрах. От точности изготовления напрямую зависит точность соблюдения размеров штамповки и конечное качество изделия. В качестве материалов используют высоколегированную сталь — пресс- форма должна выдержать сотни, а то и миллионы циклов штамповки и при этом не измениться в размерах. Часто пресс-формы делают состоящими из нескольких частей, которые потом надежно соединяют.

Иногда в пресс-форму устанавливают вставку из более прочного материала, например, в той части, где будет осуществляться вырубка или вытяжка и которая будет подвержена существенно большим напряжениям, чем остальная часть пресс-формы.

Исключительно важный этап технологии — это наладка прессов для листовой штамповки. Каждый рабочий проход пресса нуждается в строгом соблюдении предписанного технологией усилия, чтобы, с одной стороны, точно отформовать заготовку, а , с другой стороны ,не повредить ее.

Прогрессивные способы штамповки листового металла

Штамповка резиной. Используется для заготовок малой толщины и высокой пластичности. Роль матрицы или пуансона выполняет твердая резина. Упрощается изготовление пуансона, подходит для малых серий штамповки.

Схемы листовой штамповки эластичными средами

Штамповка жидкостью. Роль пуансона играет жидкость, подаваемая под давлением. Она прижимает заготовку к матрице и заставляет лист в точности повторять ее форму. Метод используют для вытяжки изделий сложной пространственной формы.

Штамповка взрывом. В защищенной камере производят подрыв небольшого заряда взрывчатых веществ. Возникающее в результате высокое давление вдавливает заготовку в матрицу. Метод используют для деталей больших размеров и замысловатой конфигурации, которые затруднительно изготовить по-другому. Достигается существенная экономия в стоимости оснастки.

Электрогидравлическая штамповка листового метал

Электрогидравлическая штамповка. Роль механического давления выполняет ударная волна в жидкости, которая вызывается разрядом высокого напряжения. Метод отличается высокой точностью и экономичностью.

Схема магнитно-импульсной штамповки листового металла

Магнитно-импульсная штамповка. Магнитные импульсы высокой интенсивности формируют высокоэнергетическое магнитное поле, воздействующее на заготовку, вызывающее в ней вихревые токи и вынуждающее ее принимать заданную форму. Таким способом проводят обжатие труб, формовку сложных рельефов.

Жидкая штамповка

В отличие от предыдущих способов, относящихся к холодной объемной штамповке, данный метод является комбинацией двух технологий: штамповки и литья. Вначале в матрицу заливают необходимый объем расплавленного металла, после чего в нее опускают пуансон.

Происходит выдавливание жидкого металла в зазор между матрицей и пуансоном, который и представляет собой форму будущего изделия. Способ используют при изготовлении больших тонкостенных деталей корпусов из легкоплавкого и пластичного сплава.

Оснастка и инструменты

Основным типом молотов являются паровоздушные штамповочные молоты. Их конструкция несколько отличается от ковочных молотов. Стойка станины устанавливается непосредственно на шаботе. Молоты имеют усиленные регулируемые направляющие для движения бабы. Масса шабота превышает массу падающих частей в 3 — 30 раз. Все это обеспечивает необходимую точность соударения штампов.

Масса падающих частей составляет 630 — 25000 кг. Используются молоты бесшаботной конструкции. Шабот заменен подвижной нижней бабой, связанной с верхней бабой механической или гидравлической связью. Энергия удара поглощается механизмами молота. При соударении верхней и нижней баб развивается значительная энергия, что позволяет штамповать поковки в одноручьевых штампах. Особенностями ГОШ на молотах являются ударный характер деформирующего воздействия и возможность регулирования хода подвижных частей и величины удара при одновременном кантовании заготовки, что позволяет более эффективно производить перераспределение металла. На молотах возможно выполнение всех заготовительных переходов, в том числе протяжки и подката. Одним из важнейших видов оборудования, применяемого в металлообработке, является штамповая оснастка. Штамповка — это сложный процесс пластической деформации металла, применяемый для придания металлу другой формы и размеров. Штамповка широко применяется при массовом производстве деталей и осуществляется на специальном металлообрабатывающем оборудовании (прессах).

Штамповая оснастка — это разнообразные детали и приспособления, с помощью которых заготовкам придаёт новая форма и размеры. От качества штамповой оснастки во многом зависит качество выпускаемого товара и себестоимость металлопродукции.

С помощью разных видов штамповой оснастки можно осуществлять деформацию металлических, пластмассовых, бумажных заготовок. В промышленности используются два вида штамповки — листовая и объёмная. Листовая штамповка применяется при обработке заготовок, у которых одно из измерений очень мало по сравнению с двумя другими (лист, лента, полоса). Если все измерения заготовки не имеют существенных отличий друг от друга, то штамповка получается объемной. В процессе объёмной штамповки на заготовку из сортового металла воздействуют специальным инструментом — пуансоном. Металл заполняет полость матрицы и приобретает её размеры и форму. Для операций холодной штамповки традиционно используют недорогие металлы и сплавы, обладающие гибкостью и пластичностью, что позволяет значительно уменьшить количество отходов, образующихся при штамповке.

Оснастка штамповая классифицируется по следующим признакам: по способу обработки (штампы вырубные, формовочные, чеканочные, гибочные, вытяжные и прочие); по температурному режиму (штампы для горячей и холодной штамповки); по размерам; по количеству выполненных операций (штампы последовательного или комбинированного действия); по функциональности (для изготовления одного изделия или со сменными частями — для нескольких изделий).

Штамповая оснастка в процессе эксплуатации находится под действием значительных нагрузок. Эти нагрузки различны по величине и направлению и зависят от характера работ, для которых предназначен штамп. Так, например, матрицы вырубных штампов при работе испытывают напряжение на изгиб, на разрыв и на срез; матрицы штампов ударного выдавливания испытывают напряжения на изгиб и разрыв, а пуансоны к этим штампам — напряжения на изгиб и сжатие. Выдержать все эти нагрузки сможет лишь такая деталь штампа, для изготовления которой правильно выбран материал. Применяется штамповая оснастка разъемной конструкции, что позволяет обеспечить высокую точность днищ и возможность съема отштампованного охлажденного днища с формообразующей поверхности пуансона. Применение штамповой оснастки стало зависимым главным образом от стоимости сменной вставки, необходимой для изготовления той или иной мелкой серии заготовок, что же касается стоимости универсального блока, то она должна быть отнесена к сумме всех деталей одного и того же технологического ряда. Достоинством данной штамповой оснастки также является его штампосварное исполнение, что позволяет увеличить ресурс работы и ремонтопригодность оснастки по сравнению с литой конструкцией.

Стоимость обычной штамповой оснастки для горячей штамповки составляет 15-30 % себестоимости штамповок, изготовленных в условиях крупносерийного производства. Парк штамповой оснастки современных штамповочных цехов оптико-механической промышленности достигает 7 — 10 тыс. единиц, а стоимость такого количества штампов составляет несколько миллионов рублей, иногда превышая стоимость основного оборудования штамповочного цеха. Поэтому необходимо так организовать систему штампового хозяйства, чтобы можно было в надлежащем порядке и работоспособном состоянии хранить огромное количество штампов, вести их учет и расчет оборотного фонда, правильную эксплуатацию, ремонт и технический надзор.

В штамповой оснастке пуансон-матрица наибольший контакт с нагретой заготовкой имеет пуансон, наружный контур которого формирует внутреннюю поверхность днища. Вследствие температурного расширения пуансона происходит увеличение внутреннего диаметра днища и отклонение его от номинальных значений. Одновременно происходит уменьшение зазора между пуансоном и матрицей, что вызывает уменьшение толщины стенки, образование гофр и выпучин. Поэтому для получения взаимозаменяемых днищ (с размахом диаметров в пределах поля допуска) необходимо обеспечивать постоянство размера пуансона, формирующего базовые размеры днища. Оборудование для горячей объемной штамповки молоты штамповочные, горячештамповочные кривошипные прессы, горизонтально-ковочные машины. Процессы штамповки на этих машинах имеют свои особенности, обусловленные устройством и принципом их действия.

Оснастка в штамповке это

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ И ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ

Проектирование штамповой оснастки

На штамповую оснастку в процессе штамповки приходятся основные максимальные нагрузки, поэтому она должна выдерживать многократные циклические напряжения в режиме сжатие-разрыв.

Оснастка изготавливается из инструментальных сталей повышенной износостойкости — штамповых сталей:

• 27Х2Н2М1Ф, 3Х2Н2МВФ, 40Х5МФ — ответственные детали прессового инструмента с высокими свойствами прочности и повышенной пластичностью после нормализации и отпуска, t экспл. — до 500 о С;
• 3Х2В8Ф — тяжелонагруженный прессовый инструмент при горячем деформировании легированных конструкционных сталей и жаропрочных сплавов;
• 2Х6В8М2К8 — иглы, пуансоны для прессования жаропрочных и коррозионно-стойких сплавов при t_экспл. — до 650-675 о С без охлаждения;

• Х12МФ, Х12Ф1 — профилировочные ролики, секции кузовных штампов, дыропрошивные матрицы при формовке листового металла, эталонные шестерни, накатные плашки, волоки, матрицы и пуансоны вырубных просечных штампов;
• Х12, Х12ВМ, Х12ВМФ — холодные штампы высокой устойчивости против истирания; волочильные доски, глазки для калибрования, гибочные и формовочные штампы, секции кузовных штампов, матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов;

• 5Х2МНФ — цельные штампы (Ф до 600 мм), штамповка поковок из констр. и жаропрочных сплавов на молотах и прессах; зажимные и формующие вставки, наборные и формовочные пуасоны для высадки констр. и жаропрочных сплавов на ковочных машинах;
• 6ХВГ — пуансоны сложной формы для холодной прошивки фигурных отверстий в листовом материале, штампы для горячей штамповки.

Этапы изготовления штампа:

• Получение и детальное согласование технического задания.
• Моделирование схемы переходов ШО.
• Проектирование конструкторской документации.
• Механическая обработка, термообработка на требуемых этапах и сборка согласно разработанной КД.
• Контроль деталей штампа и штампа в сборе на соответствие КД с использованием КИМ.
• Запуск ШО, испытание, доводка при необходимости.
• Изготовление наладочной партии деталей.
• Оформление паспорта технического контроля.
• Отгрузка заказчику.
• При необходимости выезд специалиста на заключительные испытания на территории заказчика.

с разделением материала для холодной листовой штамповки

совмещенного действия для холодной листовой штамповки

с изменением формы заготовки для холодной листовой штамповки

последовательного действия для холодной листовой штамповки

Наши технические возможности позволяют провести комплекс мероприятий по восстановлению штамповой оснастки, что существенно увеличит ее эксплуатационный ресурс и снизит экономические издержки заказчика.

ПО ПРЕССЛИТМАШ предоставляет гарантию на поставляемую новую или восстановленную штамповую оснастку.

Применение в технологическом процессе штамповки позволяет упростить процесс, одновременно не выходя за рамки требуемых параметров и рационально использовать материалы. Точность деталей, изготавливаемых штамповкой, находится в прямой зависимости от качества изготовления штамповой оснастки.

Производственное объединение Пресслитмаш предоставляет полный цикл производства штамповой оснастки на заказ. Мы обладаем опытом поставки следующей номенклатуры штамповой оснастки:

вытяжные, формовочные (горячей и холодной формовки), гибочные, отбортовочные

пробивные, вырубные, отрезные, зачистные

вырубка с пробивкой, отрезкой, вытяжкой

Производство штамповой оснастки

Разработка комплекта КД для штамповой оснастки производится в следующем порядке:

1. Получение технического задания (ТЗ) исполнителем от заказчика в соответствии с бланком ТЗ либо по форме заказчика, но с указанием всей информации, содержащейся в бланке ТЗ.
2. Разработка схемы переходов, операционных листов, разверток с обязательным согласованием с заказчиком.
3. Разработка 3D-модели сборки, сборочного чертежа и спецификации. Согласование с заказчиком.
4. Разработка чертежей деталировки.

Полный комплект КД передается заказчику в бумажном виде и в виде файлов следующих форматов: PDF, JPEG, TIFF. Математические модели передаются в виде файлов форматов STEP, x.t.

В случаях, когда деталь имеет сложную конфигурацию (корпусные детали и т.п.) или когда высока вероятность непредсказуемого пружине-ния после штамповки, в соответствующих программных продуктах делается моделирование процесса штамповки и

и доработка тех. процесса штамповки до достижения результата, обеспечивающего получение деталей штамповкой согласно предъявленным к ней требованиям. такое моделирование минимизирует или полностью исключает временные и финансовые издержки испытаний и доводки оснастки.

Оснастка в штамповке это

Штамп – инструмент, предназначенный для изготовления любого количества идентичных деталей заданной конфигурации посредством пластической деформации заготовки или разделением ее на части (штамповкой).

Точность деталей, изготавливаемых штамповкой находится в прямой зависимости от качества изготовления штамповой оснастки. На штамповую оснастку в процессе штамповки приходятся основные максимальные нагрузки, поэтому она должна выдерживать многократные циклические напряжения в режиме сжатие-разрыв.

Штампы должны удовлетворять следующим требованиям:

1) точность и качество штампуемых деталей должны соответствовать чертежу и техническим условиям;

2) рабочие части штампа должны обладать достаточной прочностью, эксплуатационной стойкостью и возможностью легкой и быстрой замены изношенных деталей;

3) штамп должен обеспечивать требуемую производительность, удобство обслуживания, безопасность работы и надежность закрепления его на прессе;

4) в конструкции штампа в основном должны быть использованы стандартные и нормализованные детали; количество специальных деталей должно быть минимальным;

5) отходы при штамповке должны быть минимальными.

Проектирование и изготовление штампов на ООО «СЗХИ» обязательно выполняется согласно требованиям, предъявляемым к изготовлению штампов.

По технологическому признаку штампы разделяются на две группы: штампы для разделительных операций и штампы для формоизменяющих операций.

К первой группе относятся штампы для отрезания, вырубки, пробивки, надрезания, обрезания, зачистки, ко второй – штампы для гибки, формовки, вытяжки, объемной штамповки и некоторых других операций.

Кроме того, к технологическому признаку классификации штампов относится степень совмещенности операций: штампы однооперационные и многооперционные (комбинированные). Комбинированные штампы могут быть подразделены на штампы совмещенного действия и на штампы последовательного действия.

По конструктивному оформлению различают штампы без направляющих устройств, с направляющей плитой (пакетные штампы), с направляющими колонками (блочные штампы).

По способу подачи заготовок штампы могут быть разделены на штампы с ручной и автоматической подачей.

По способу удаления отштампованных деталей – на штампы с провалом через окно в матрице, с обратной запрессовкой детали в полосу, с выталкиванием детали в верхнюю часть штампа и удалением ее жестким выталкивателем, сдуванием сжатым воздухом или удалением вручную.

Изучив все требования, предъявляемые к условиям изготовления штампов, техническая служба ООО «СЗХИ» приступает к разработке технологической документации изготовления штампа.

К изготовлению штампов для холодной штамповки предъявляются следующие основные требования:
— высокая точность изготовления деталей и сборки;
— высокое качество обработки сопрягаемых и формующих поверхностей деталей.

Точность изготовления деталей штампов связана с точностью, предъявляемой к детали, для которой предназначен штамп. Поэтому вопросы точности рассматриваются в каждом случае, исходя из назначения детали штампа и заданной точности штампуемой детали. При этом все детали штамповой оснастки разделяются на две группы:

1) детали технологического назначения непосредственно участвующие в формообразовании штампуемых деталей (матрицы, пуансоны); к изготовлению деталей этой группы предъявляются наиболее высокие требования;

2) детали конструктивного назначения, обеспечивающие связь и взаимную фиксацию частей штампа; детали этой группы изготавливаются с пониженной точностью.

Для выполнения основных требований, предъявляемых при изготовлении деталей штампа и его сборки на ООО «СЗХИ» созданы все технические условия. Завод располагает наличием огромного количества металлообрабатывающего современного оборудования:

* электроэрозионная группа, электропрожигной;
* многокоординатные фрезерные и токарно-фрезерные станки;
* шлифовальная группа (плоская, круглая шлифовка);
* группа универсальных токарных, фрезерных, координатно-расточных и прочих станков.

Наличие такого современного оборудования на ООО «СЗХИ» позволяет работать с любыми материалами с одинаково высоким качеством и точностью.

Этапы изготовления штампов

Изготовление штампа

Разработка чертежа и последующее изготовление штампа, используемого для холодной штамповки, выполняется в несколько этапов:
• составление эскиза будущего штампа;
• изучение схемы, по которой будет выполняться раскрой материала, проверка такой схемы посредством специальной компьютерной программы;
• редактирование эскиза, если в том есть необходимость;
• окончательная проверка размеров разработанного штампа;
• обозначение положения и точных размеров отверстий, которые будут выполнены на рабочей поверхности штампа.

Сборка штампа

Сборка является завершающим и наиболее ответственным этапом в изготовлении штампов. Малейшая небрежность в сборке может привести к уменьшению срока службы штампа или вызвать аварию при его эксплуатации.

Сборке штампов на ООО «СЗХИ» уделяется особое внимание. На организованных инструментальных участках работают высококвалифицированные слесари-инструментальщики с высоким разрядом и огромным опытом работы.

Испытание штампа

Вновь изготовленная штамповая оснастка (штамп) обязательно проходит испытание.

Так как малое количество отштампованных деталей не дает полного представления о работе штампа, поэтому в период испытания изготавливается опытная партия 50-70 штамповок и, если все они удовлетворительного качества, штамп снимается с пресса.