Какой штангенциркуль выбрать: простой или электронный, топ лучших фирм, какой купить
Штангенциркуль незаменим, когда нужно снять точные замеры с детали, узнать диаметр отверстия. Инструмент бывает электронный и обычный механический. Точность замера будет зависеть от того, какая погрешность у штангенциркуля.
Как выбрать электронный штангенциркуль
Чтобы подобрать лучший инструмент, не стоит полагаться только на рейтинги и рекомендации консультантов. Нужно самостоятельно владеть базовыми знаниями, которые помогут разобраться с основными параметрами цифровых штангенциркулей.
Результат замера у цифрового штангенциркуля выводится на электронное табло
Основные разновидности
Электронный измерительный инструмент считается лучшим по сравнению с механическими штангенциркулями из-за скорости работы и простоты пользования. Человеку не приходится присматриваться к разметке, что особо проблематично людям с плохим зрением. Данные выводятся в виде цифр на электронный дисплей.
Электронные штангенциркули разделяются на несколько видов, каждый из которых отличается исполнением и областью применения:
- ТИП 1 и 2. Цифровой инструмент этой группы предназначен для выполнения наружных и внутренних замеров. По конструкции штангенциркули бывают одно- и двухсторонние. У них может присутствовать или отсутствовать глубиномер.
- ТИП 3. Электронные модели этой группы способны делать замеры большого диапазона.
- Разметочные. Простейший вид штангенциркулей, которые используют для разметки заготовок.
- Специальные. Электронными штангенциркулями этой группы замеряют наружные и внутренние канавки, уступы и другие сложные элементы.
Осуществляя выбор лучшего цифрового устройства, в первую очередь задумываются о задачах, которые собираются решать с помощью инструмента. Отсюда определяются, какими характеристиками должен обладать цифровой инструмент. Основными из них являются:
- диапазон замера;
- размер погрешности;
- цена деления;
- в каких условиях способен работать цифровой прибор: влажность, диапазон температур.
Если осуществлять выбор электронного устройства для пользования в быту, то диапазона измерений хватит от 0-125 до 0-150 мм. При этом цены деления хватит 0,01 мм. Для профессионального пользования требования будут выше. Диапазон измерений от 300 мм. Цена деления – 0,01, 0,02, 0,05 и 0,1 мм.
Качество исполнения
Штангенциркуль является измерительным высокоточным инструментом. Для него важна точность замера, которая часто зависит от качества исполнения электронного устройства. При покупке нужно тщательно провести осмотр. Внимание обращают на следующие нюансы:
- Внешний вид. Цифровая модель должна соответствовать фотографии на упаковке, а также изображению, которое производитель размещает на официальном сайте. Номер на корпусе должен означать страну-изготовителя.
- Исполнение подвижной рамки. Элемент должен свободно и плавно перемещаться по линейке. Лучшей считается рамка из нержавейки или сплавов цветных металлов.
- Губки. Именно этот элемент во многом отвечает за точность замера. На губках должна быть идеальная шлифовка поверхности, отсутствие зазубрин, люфта и других дефектов. В сомкнутом состоянии между губками не должен оставаться зазор, а на электронном дисплее высвечиваться значение 0.
- Точность. Параметр должен соответствовать указанным производителем характеристикам. Для этого проводят контрольный замер детали с известными точными размерами.
- Комплектность. С цифровым штангенциркулем должен идти технический паспорт, в котором стоит отметка о гарантии, поверке, инструкция. Плюсом будет, если производитель предусмотрел чехол, батарейки.
Кейс обеспечивает хорошую сохранность электронного устройства
Если, осуществляя выбор штангенциркуля, при осмотре обнаружили большие несоответствия, от такой цифровой модели лучше отказаться.
Дополнительные функции
Производитель наделяет свои электронные устройства дополнительными функциями. Они направлены на упрощение работы, делают цифровой инструмент лучшим среди конкурентов.
К дополнительным функциям относятся:
- Автоматическое включение цифрового прибора при перемещении губок и самостоятельное отключение в случае его неиспользования. Функция ускоряет рабочий процесс за счет отсутствия необходимости выполнять лишние действия. Автоматическое отключение экономит заряд батареек.
- Функция переключения единиц измерения позволяет выводить на электронный экран результат в дюймах и миллиметрах.
- Функция переключения относительный/абсолютный режим позволяет выставить в требуемой точке 0 и отсюда продолжать делать замер.
- Функция MODE. При запуске цифровой инструмент переходит в режим быстрой работы, предоставляется возможность выполнять замеры минимального или максимального значения.
Дополнительной функцией считается вывод данных на компьютер. Некоторые дешевые цифровые модели лишены этого приоритета.
Какой штангенциркуль лучше – электронный или простой
Каждый измерительный инструмент имеет свои плюсы и недостатки, предназначен для выполнения определенных задач. Если рассматривать механический штангенциркуль, можно выделить следующие преимущества:
- простота обращения для человека, который не дружит с электроникой;
- изделие не боится влаги, легких ударов, кратковременного воздействия высоких температур;
- нет необходимости покупать батарейки, переживать, что в случае их разряда произойдет сбой в работе инструмента.
Недостатком считается только низкая скорость работы. Если на электронном дисплее быстро видны результаты, то здесь после каждого замера нужно присматриваться к шкале. Данные придется записывать на бумагу, что требует лишнего времени.
Качественный механический штангенциркуль считается «не убиваемым» инструментом
Электронный измерительный инструмент хорош своей многофункциональностью и скоростью работы. Однако нужно помнить, что электроника боится ударов, влаги воздействия высоких температур. Если цифровое устройство уронить в воду, оставить на солнце или случайно ударить по дисплею, оно выйдет из строя. За хороший электронный штангенциркуль придется выложить приличную сумму. Таким инструментом лучше работать на «чистом» производстве, где минимизированы вредные факторы, которые приведут к быстрому выходу из строя.
Электронный штангенциркуль лучше приобретать для выполнения задач, которые не приведут к быстрой поломке цифрового устройства
Какой производитель штангенциркулей лучше
От производителя во многом зависит качество цифрового прибора. Однако с популярностью бренда увеличивается цена изделия. Лучшими зарубежными производителями являются:
- швейцарские компании Tesa/ Brown&Sharpe и Sylvac;
- японский бренд Mitutoyo;
- германские производители Mahr и Helios-Preisser;
- американская компания Starrett;
- китайское оборонно-промышленное предприятие SHAN.
Российских лучших производителей штангенциркулей мало, но они есть. К таковым относится «Челябинский Инструментальный Завод», МИКРОН и завод «Красный инструментальщик».
Какой фирмы лучше цифровой штангенциркуль
Среди представленных на рынке популярных цифровых моделей лучшим по цене/качеству считается Holex 412805 150. Инструмент рассчитан на 150 мм хода, имеет простой интерфейс, выход microUSB для подключения к компьютеру или смартфону.
Цифровая модель Holex 412805 150 подойдет для домашнего и профессионального пользования
Из других фирм можно обратить внимание на следующие модели:
- Yato обеспечивает точность замера до 25 микрон;
- Fit Digital Caliper отличается качественным электронным модулем, точностью замера 10 микрон;
- IP67 Filetta серии 907 работает под водой, имеет 300 мм хода;
- ШЦЦ-1/2/3 считаются лучшими профессиональными цифровыми инструментами;
- «Ермак» MT-027 обеспечивает точность 0,01 мм;
- Qstexpress 150 не боится влаги, но качество замера среднее, а популярен из-за бюджетной стоимости;
- Qstexpress 008 является аналогом предыдущей модели, имеет точность 0,1 мм.
Все перечисленные цифровые модели имеют несущую конструкцию из нержавейки, автоматически отключаются при неактивности.
Какой штангенциркуль лучше выбрать
Цифровые измерительные приборы покупают в торговых точках, интернет-магазине, заказывают на зарубежных сайтах. Выбор товара огромен. Чтобы определить лучшую модель, стоит рассмотреть рейтинги.
Топ-5 лучших штангенциркулей с Алиэкспресс
Как бы ни ругали китайцев за подделки, популярность Алиэкспресс с каждым днем растет. На сайте магазина представлен широкий ассортимент товара разной ценовой категории. Если хорошо поискать, то и здесь получится купить хороший штангенциркуль механического типа или с цифровым измерительным механизмом.
MITUTOYO ARMATURE FRONT
Материал изготовления нержавеющая сталь. На крупном дисплее хорошо видны цифры. Точность измерений 0,1 мм. На выбор предоставляется три модели с рабочим диапазоном: 0-150, 0-200, 0-300 мм.
Стоимость модели около 2,6 тыс. рублей
FUJIWARA FUJ-SXKC-01
По отзывам цифровой штангенциркуль является лучшим в своей категории по качеству сборки. Материалом изготовления использована нержавеющая сталь. Точность измерения 0,01 мм. Рабочий диапазон 0-150 мм.
WANHENDA DIGITAL METAL CALIPER
Лучший из недорогих электронных моделей штангенциркуль обладает точностью измерений 0,02 мм. Максимальная погрешность 0,01 мм позволяет использовать инструмент при профессиональных замерах. Подвижной механизм обладает мягким ходом.
Средняя цена WANHENDA DIGITAL METAL CALIPER 800 рублей, но она зависит от формы заказа: с кейсом или без него
KETOTEK VERNIER CALIPER
Еще один лучший по многочисленным отзывам электронный штангенциркуль с бюджетной ценой и точностью измерения 0,02 мм. Работает от батарейки LR44 напряжением 1,5 вольт. Качество сборки на высоте. Погрешность не превышает 0,01 мм. Материал изготовления нержавеющая сталь.
Средняя стоимость устройства 760 рублей, зависит от формы заказа: с чехлом или без него
XUELIEE T1269
Кроме цифровых устройств, на Алиэкспресс можно подобрать лучший механический штангенциркуль. Представленная модель отличается бюджетной ценой. Однако точность измерений достигает 0,01 мм. Рабочий диапазон 0-150 мм. Общая длина штангенциркуля 228 мм.
Материалом изготовления XUELIEE T1269 использован пластик, отсюда и низкая цена – 64 рубля
Топ-5 лучших электронных штангенциркулей
К выбору цифровых устройств нужно подходить с особой тщательностью. Стоят они недешево по сравнению с механическими аналогами. Для домашнего пользования не всегда разумно переплачивать за брендовую продукцию. Можно присмотреться, что предлагают китайцы.
XINGWEIANG XWQ-K150
Открывает рейтинг цифровых штангенциркулей бюджетная модель для домашнего пользования. Стоимость около 250 рублей объясняется использованием материалом изготовления пластика. Электронный дисплей размером 40х15 мм отчетливо отображает цифры. Точность измерений достигает 0,1 мм.
По отзывам от частого пользования пластик модели расшатывается, появляется люфт
TONGFENGLH FEN056
Еще одна лучшая бюджетная модель обойдется в 190 рублей. Выполнена она из пластика. Класс точности 0,2 мм. Ход механизма плавный. На цифровом дисплее имеется кнопка обнуления данных, а также переключение единиц измерения.
В комплекте с устройством не предусмотрены чехол и батарейки
HILDA VERNIER CALIPERS
Лучший бюджетный цифровой прибор обладает автоматическим обнулением показателей. Рабочий диапазон 0-150 мм. Точность замера составляет 0,2 мм. Корпус выполнен из пластика, но качественного. Имеется блокировка винта и автоматическое включение.
Средняя стоимость цифрового прибора 270 рублей
QSTEXPRESS QST-008
Один из лучших инструментов для домашнего пользования стоит около 250 рублей. Рабочий диапазон 0-150 мм. Цифровой дисплей включается автоматически при движении губки. Штангенциркуль обладает классом точности 0,1 мм, имеет погрешность не более 0,2 мм.
Штангенциркуль изготовлен из пластика, продается без чехла
JIGONG JIGO-150
Лучшая цифровая модель от китайских производителей выполнена из нержавейки. Минусом считается отсутствие инструкции на русском языке. Работает от батарейки AG13, которая поставляется в запасе. Электронный инструмент обладает классом точности 0,01 мм. Погрешность не превышает 0,01 мм.
Средняя стоимость JIGONG JIGO-150 800 рублей, что зависит от заказа с чехлом или без него
Лучшие дорогие электронные модели
Когда требуются точные замеры, предпочтение отдают дорогому инструменту. Здесь уже пластик не применяют. Корпус выполнен из нержавейки, титана или алюминиевого сплава.
Проводить обзор электронного штангенциркуля нужно с того, что он является рекордсменом продаж. Цифровой прибор способен похвастаться точностью замера до 25 микрон. Скорость замера 1,5 миллисекунды.
Польский производитель дает гарантию на модель 6 месяцев
Fit Digital Caliper
Лучшее электронное устройство востребовано для замера мелких деталей, хотя, имеет рабочий ход 150 мм. Высокая точность составляет 10 мкм. Скорость замера высокая, составляет 1,5 миллисекунды.
Электронное устройство канадского бренда продается в пластиковом кейсе
IP67 Filetta серии 907
Многофункциональный и дорогой прибор со степенью защиты IP67 позволяет производить замеры под водой. Однако длительность погружения не должна превышать 20 минут.
Даже при условии выполнения замера под водой цифровой прибор показывает высокую точность
Лучшие модели дешевой ценовой категории
В эту группу вошли модели, которые одинаково хороши для применения дома и на производстве. Однако они выполнены из бюджетного материала, что существенно отражается на коротком сроке эксплуатации.
Vastar Vernier Caliper
Модель выполнена из пластика. Отличается инструмент невысокой точностью. Подходит для выполнения грубых замеров. Погрешность достигает 0,2 мм. Поставляется без чехла и батарейки
На суппорте модели нет стопорного винта
Protomer PTHT453
Материал изготовления корпуса – углеродистое волокно. Точность невысокая, до 0,1 мм. Считывание показаний облегчают крупные черные цифры на белом фоне. На суппорте нет стопорного винта.
Продается без футляра и батарейки
Xingweiqiang XWN-G150
Инструмент считается умеренной точности. Применяется мастерами в сфере деревообработки. Линейка сделана из нержавейки, а все остальное пластиковое. На суппорте расположен направляющий ролик, имеется стопорный винт.
Несмотря на бюджетную стоимость, электронный прибор продается в кейсе
Заключение
Штангенциркуль часто востребован в токарных мастерских. Однако инструмент дома тоже не помешает. Просто для бытового пользования не стоит покупать дорогостоящую модель.
Штамповка металла – технология, разновидности, оборудование, ГОСТ
Штамповка как технологический процесс обработки заготовок, изготовленных из металла, позволяет получить готовые изделия плоского или объемного типа, отличающиеся как своей формой, так и размерами. В качестве рабочего инструмента при выполнении штамповки может выступать штамп, закрепленный на прессе или оборудовании другого типа. В зависимости от условий выполнения штамповка металла бывает горячая и холодная. Эти два вида данной технологии предполагают использование различного оборудования и соблюдение определенных технологических норм.
Штамповка – пластическая деформация металла, изменяющая форму или размеры материала
Особенности технологии
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к обработке металла штампованием можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
Кроме разделения на горячую и холодную, штамповка изделий из металла подразделяется и на ряд других категорий в зависимости от ее назначения и технологических условий. Так, операции штамповки, в результате которых происходит отделение части металлической заготовки, называются разделительными. Сюда, в частности, относятся резка, рубка и пробивка деталей из металла.
Другой категорией таких операций, в результате которых штампуемый лист металла изменяет свою форму, являются формоизменяющие штамповочные операции, часто называемые формовкой. В результате их выполнения детали из металла могут подвергаться вытяжке, холодному выдавливанию, гибке и другим процедурам по обработке.
Схемы и разновидности выдавливания (прессования)
Как уже отмечалось выше, существуют такие виды штамповки, как холодная и горячая, которые, хотя и реализуются по одному принципу, предполагающему деформирование металла, имеют ряд значимых отличий. Штамповку деталей, предполагающую их предварительный нагрев до определенной температуры, применяют преимущественно на крупных производственных предприятиях.
Это связано прежде всего с достаточно высокой сложностью такой технологической операции, для качественного выполнения которой необходимо сделать предварительный расчет и точно соблюсти степень нагрева обрабатываемой заготовки. С помощью штамповки, выполняемой по горячей технологии, из листового металла различной толщины получают такие ответственные детали, как днища котлов и другие изделия в форме полусфер, корпусные и другие элементы, используемые в судостроении.
Характеристики и виды деталей, производимых на горячештамповочных прессах
Для нагрева деталей из металла перед их горячей штамповкой используется нагревательное оборудование, которое в состоянии обеспечить точный температурный режим. В этой функции, в частности, могут использоваться электрические, плазменные и другие нагревательные устройства. Перед началом выполнения горячей штамповки необходимо не только рассчитать нормы нагрева обрабатываемых деталей, но и разработать точный и подробный чертеж готового изделия, в котором будет учтена усадка остывающего металла.
При выполнении холодной штамповки металлических деталей процесс формирования готового изделия протекает только за счет давления, оказываемого рабочими элементами пресса на заготовку. За счет того, что заготовки при штамповке по холодной технологии предварительно не нагреваются, они не подвержены усадке. Это позволяет изготавливать изделия законченного вида, которые не требуют дальнейшей механической доработки. Именно поэтому данная технология считается не только более удобным, но и экономически выгодным вариантом обработки.
Методом холодной штамповки обрабатывают листовой металл толщиной до 10 мм
Если квалифицированно подойти к вопросам проектирования размеров и формы заготовок и к последующему раскрою материала, то можно значительно уменьшить его расход, что особенно актуально для предприятий, выпускающих свою продукцию крупными сериями. В качестве материала, заготовки из которого успешно подвергаются штамповке, может выступать не только углеродистые или легированные стали, но также алюминиевый и медный сплавы. Более того, оснащенный соответствующим образом штамповочный пресс успешно используется для обработки заготовок из таких материалов, как резина, кожа, картон, полимерные сплавы.
Разделительное штампование, целью которого является отделение от обрабатываемой заготовки части металла, – это очень распространенная технологическая операция, используемая практически на каждом производственном предприятии. К таким операциям, которые выполняются посредством специального инструмента, установленного на штамповочный пресс, относятся резка, вырубка и пробивка.
На этом прессе установлены специальные плунжеры для пробивки отверстий в заготовке
В процессе резки металлические детали разделяются на отдельные части, причем такое разделение может осуществляться по прямой или кривой линии реза. Для выполнения резки могут использоваться различные устройства: дисковые и вибрационные станки, гильотинные ножницы и др. Резку чаще всего используют для того, чтобы раскроить металлические заготовки для их дальнейшей обработки.
Вырубка – это технологическая операция, в процессе которой из металлического листа получают детали, имеющие замкнутый контур. При помощи пробивки в заготовках из листового металла делают отверстия различной конфигурации. Каждая из таких технологических операций должна быть тщательно спланирована и подготовлена, чтобы в результате ее выполнения получилось качественное готовое изделие. В частности, должны быть точно рассчитаны геометрические параметры используемого инструмента.
Перфорированный металлический лист получается в результате вырубки отверстий на координатно-пробивном прессе
Технологическими операциями штамповки, в процессе которых осуществляется изменение начальной конфигурации металлических деталей, являются формовка, гибка, вытяжка, отбортовка и обжим. Гибка – это наиболее распространенная формоизменяющая операция, в процессе которой на поверхности металлической заготовки формируются участки с изгибом.
Вытяжка – это объемная штамповка, целью выполнения которой является получение из плоской металлической детали объемного изделия. Именно при помощи вытяжки металлический лист превращается в изделия цилиндрической, конической, полусферической или коробчатой конфигурации.
По контуру изделий из листового металла, а также вокруг отверстий, которые в них выполнены, часто необходимо сформировать бортик. С этой задачей успешно справляется отбортовка. Такой обработке, выполняемой посредством специального инструмента, подвергают и концы труб, на которые необходимо установить фланцы.
Отбортовка может выполнятся различными способами
При помощи обжима, в отличие от отбортовки, концы труб или края полостей в заготовках из листового металла не расширяют, а сужают. При выполнении такой операции, осуществляемой при помощи специальной конической матрицы, происходит наружное обжатие листового металла. Формовка, которая также является одной из разновидностей штамповки, предполагает изменение формы отдельных элементов штампованной детали, при этом наружный контур детали остается неизменным.
Объемная штамповка, которая может выполняться по различным технологиям, требует не только тщательных предварительных расчетов и разработки сложных чертежей, но и использования специально изготовленного оборудования, поэтому реализовать такую технологию в домашних условиях проблематично.
Инструменты и оборудование
Даже обработка мягких металлов, в частности штамповка алюминия, требует применения специального оборудования, в качестве которого могут выступать гильотинные ножницы, кривошипный или гидравлический пресс. Кроме того, необходимо умение производить расчеты расхода материала и разрабатывать технические чертежи. При этом следует учитывать требования, которые содержит соответствующий ГОСТ.
Штамповку, для выполнения которой не требуется предварительный нагрев обрабатываемой заготовки, выполняют преимущественно на гидравлических прессах, производство которых регулирует ГОСТ. Разнообразие серийных моделей этого оборудования позволяет подбирать станок для производства изделий различных конфигураций и габаритных размеров.
В мелком производстве часто используют эластичный метод штамповки, когда шаблон является металлическим элементом, а матрица – резиновым или пластиковым
Выбирая пресс для выполнения штамповки, в первую очередь следует ориентироваться задачи, для решения которых он необходим. Например, для выполнения таких технологических операций, как вырубка или пробивка, используют штамповочное оборудование простого действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают небольшой ход. Для того чтобы выполнить вытяжку, требуется оборудование двойного действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают значительно больший ход.
Кривошипный пресс КД-238 относится к категории простого оборудования. Предназначен для холодной штамповки: гибки, пробивки, вырубки и неглубокой вытяжки
По своей конструкции, как указывает ГОСТ, оборудование для выполнения штамповки делится на несколько типов, а именно:
- однокривошипное;
- двухкривошипное;
- четырехкривошипное.
На прессах двух последних категорий устанавливают ползуны более крупных размеров. Однако вне зависимости от конструктивного исполнения каждый штамповочный пресс оснащается матрицей. Основное движение, за счет которого и выполняется обработка заготовки на штамповочном прессе, совершает ползун, нижняя часть которого соединена с подвижной частью штампа. Для сообщения такого движения ползуну пресса приводной электродвигатель связывается с ним посредством таких элементов кинематической цепи, как:
- клиноременная передача;
- пусковая муфта;
- шайбы;
- кривошипный вал;
- шатун, при помощи которого можно регулировать величину рабочего хода ползуна.
Схема гидравлического пресса
Для запуска ползуна, который совершает возвратно-поступательное движение по направлению к рабочему столу пресса, используется ножная пресс-педаль, напрямую связанная с пусковой муфтой.
Несколько другим принципом работы отличается четырехшатунный пресс, рабочие органы которого создают усилие с центром, приходящимся на середину четырехугольника, образуемого четырьмя шатунами. Благодаря тому, что усилие, создаваемое таким прессом, приходится не на центр ползуна, это устройство успешно используется для того, чтобы изготавливать изделия даже очень сложной конфигурации. Прессы данной категории, в частности, применяют для того, чтобы изготовить асимметричные изделия, отличающиеся значительными габаритами.
Промышленные четырехшатунные прессы могут развивать усилие в сотни тонн
Чтобы изготовить изделия более сложной конфигурации, используют прессовое оборудование пневматического типа, конструктивная особенность которого заключается в том, что оно может быть оснащено двумя или даже тремя ползунами. В прессе двойного действия применяются одновременно два ползуна, один из которых (внешний) обеспечивает фиксацию заготовки, а второй (внутренний) выполняет вытяжку поверхности обрабатываемого металлического листа. Первым в работе такого пресса, конструктивные параметры которого также регламентирует ГОСТ, участвует внешний ползун, фиксирующий заготовку при достижении самой нижней точки. После того как внутренний ползун выполнит свою работу по вытяжке листового металла, внешний рабочий орган поднимается и освобождает заготовку.
Для штамповки тонколистового металла используются преимущественно специальные фрикционные прессы, технические параметры которых также устанавливает ГОСТ. Чтобы обрабатывать более толстый листовой металл, лучше всего применять гидравлическое штамповочное оборудование, которое оснащено более надежными шайбами и другими конструктивными элементами.
Штамповка металла любой толщины должна производится с высокой точностью
Отдельную категорию составляет оборудование, при помощи которого выполняется штамповка взрывом. На таких устройствах, в которых энергия управляемого взрыва преобразуется в усилие, оказываемое на металл, обработке подвергают металлические заготовки значительной толщины. Работа такого оборудования, считающегося инновационным, даже на видео выглядит очень эффектно.
Чтобы получаемый сгиб и общая конфигурация готового изделия из металла отличались высоким качеством, в последнее время стали активно использовать прессы, оснащенные встроенными вибрационными ножницами. Использование такого оборудования с более короткими ножками позволяет изготавливать изделия практически любой конфигурации.
Таким образом, выполнение штамповки листового металла требует наличия не только специализированного оборудования, но и соответствующих навыков и знаний, поэтому реализовать такую технологию в домашних условиях достаточно сложно.
Штамповка металла – технология, разновидности, оборудование, ГОСТ
Череповецкий завод металлоконструкций занимается профессиональной штамповкой металла. Делая заказ у нас, вы можете быть уверены в качестве выполненной работы и профессионализме сотрудников.
Штамповка металла – это процесс, под которым подразумевается изменение формы материала под действием факторов внешней среды для получения необходимой детали. Для выполнения данной процедуры требуются большие усилия. Поэтому для штамповки используют специальное оборудование, которое может работать с изделиями от 16 до 500 тонн. Оснащение, которое устанавливается в пресс, называется штампом. Он позволяет металлу соприкасаться с рабочим инструментом. В результате получается деталь высокой точности.
История возникновения процесса
Штамповка изделий из металла берет свое начало в XVI веке. Необходимость в данном процессе появилась из-за развития оружейного производства, где требовалось изготовление большого количества одинаковых изделий. В XIX веке началось активное развитие штамповочного производства. Стали выпускать предметы домашней утвари, а также появляется потребность в изготовлении серийной продукции.
С появлением автомобиле- и судостроения штамповка металла играла важную роль в развитии этих отраслей. Данный процесс позволил производить изделия больших габаритов.
Автоматические штамповочные линии
Высокая производительность технологий кузнечно-штамповочного производства предполагает обязательное применение средств механизации и автоматизации. Для этого создаются и используются поточно-механизированные и автоматизированные линии. В состав таких линий входят:
- Автоматические стеллажи (преимущественно для разделительного оборудования);
- Бункерно-загрузочные устройства для штучных заготовок (используются в нагревательных устройствах и листоштамповочных комплексах);
- Подачи – валковые, роликовые, клещевые, клиновые, которые встраиваются в схему работы оборудования;
- Перекладчики, которые применяются при многопозиционной горячей или холодной штамповке.
Высшей степенью автоматизации кузнечно-штамповочного производства является применение автоматических линий, управление которыми программируется и осуществляется с централизованного пульта. Часто в составе таких линий функционируют промышленные роботы.
Сферы использования штамповки металла
Производство в промышленных условиях обязательно подразумевает методы холодной и горячей штамповки. Данные способы дают возможность быстро и легко получить детали любых размеров. Горячий вид штамповки применяется для изготовления объемных изделий.
Для штамповки фланцев используют 2 метода:
- Использование гидравлических прессов в процессе ковки. Под действием давления в полость, изготовленную в бойке, идет затекание металла. Такое пространство соответствует форме получаемой детали.
- Если используется листовой металл, то в качестве заготовки применяют кривошипно-шатунные прессы. В них вставляется штамп и подается листовой металл. Вытяжка фланца происходит благодаря процессу давления.
Безоблойное производство поковок
Закрытые штампы не имеют зазоров – гравюры штампа соединяются плотно, исключая всякую возможность выпустить излишки металла. Это означает, что заготовка должна быть рассчитана максимально точно, поскольку в противном случае штамп просто не закроется. Точность в безоблойной штамповке играет очень важную роль!
Механические и термические нагрузки на штампы, применяемые в безоблойной штамповке, крайне высоки. Именно поэтому срок службы закрытых штампов составляет порядка 5000 поковок. Введение в состав штамповой стали легирующих металлов и применение к только что отлитым штампам приемов термического упрочнения позволяет несколько увеличить их эксплуатационный ресурс, но неизбежно повышает и цену.
Чтобы снизить износ безоблойных штампов, изготовление деталей в них принято разделять на две стадии:
- предварительную;
- окончательную.
Первая выполняется на предварительном штампе, имеющем более грубый рельеф. Он сообщает заготовке базовые параметры ее размеров и принимает на себя основной износ. Окончательные безоблойные штампы имеют более сложный рельеф – они завершают деформационные превращения заготовки, обрабатывая ее с высокой точностью.
Технология и виды штамповки
Технология штамповки конструкций из металла горячим или холодным способом подразумевает наличие оснастки. Для этих видов используются штампы, которые отличаются между собой определенным образом. Они используются для конструкций из металла различной толщины.
Изделия больших габаритов сначала нагреваются, а потом подвергаются воздействию ковки. В холодном состоянии толщина изделия обычно не превышает 1 мм. С материалом можно проводить различные операции, например, штамповку значков.
Существуют разные методы штамповки. Вот некоторые из них:
1. Холодная штамповка.
Процесс холодной штамповки не подразумевает нагрев листового материала. Усилий пресса вполне достаточно для того, чтобы осуществлять формоизменяющие и разделительные операции. В результате холодной штамповки получается изделие, которое не подвержено процессу усадки. Для более экономичного расхода материала штамповку проводят по правилам раскроя листа, соответствующим государственным стандартам.
К холодной штамповке относятся следующие процессы:
- Вырубка-пробивка. При таком процессе готовая деталь попадает в контейнер, а отходы остаются снаружи. При пробивке все происходит абсолютно наоборот: отходы попадают в контейнер, а деталь – снаружи. Конструкции обоих штампов одинаковые. В ходе работы проводится разделительная операция, в котором участвует матрица штампа и пуансон.
- Гибка – это несложная операции. Изделие укладывается между упорами на матрицу и давится сверху пуансоном.
- Вытяжка. Процесс происходит в несколько переходов и нуждается в изготовлении отдельных штампов. В ходе работы из заготовки круглой формы получается стакан, полусфера или конус. Это происходит из-за перераспределения металла в исходной заготовке.
- Отбортовка. Пуансон отбортовывает при помощи фиксатора: ловит отверстие в изделии и расширяет его.
Один из важнейших моментов в холодной штамповке – это выбор зазора между пуансоном и матрицей. Размер зависит от толщины и вида материала. Зазор тем больше, чем выше толщина металла. Эта величина уменьшается для мягких материалов вроде алюминия. В противном случае могут появляться заусенцы.
Преимущества холодной штамповки:
- широкие возможности для автоматизации и механизации процесса;
- низкая себестоимость производства;
- высокий коэффициент использование материала;
- при производстве деталей с тонкими стенками не понижается прочность металлической конструкции;
- исключается необходимость финишной обработки готовой продукции.
2. Горячая штамповка.
Метод горячей штамповки металла подразумевает прессование заготовки под воздействием высоких температур и их поступление в камеру нагрева. Штамповка объемного металла начинается после перехода рубежа температуры в 1200 градусов. Горячие заготовки закладываются в штамп, где находятся специальные ручьи для предварительной и заключительной штамповки.
При необходимости осадить нагретую поковку, придется поставить ее в пространство между двумя плоскими бойками. Оборудование начинает свою работу, и изделие принимает нужный размер.
Существует также горячая объемная штамповка металла. Этот вариант подразумевает пластическую деформацию сразу по трем плоскостям. Штамповка позволяет делать более сложные заготовки. В ходе работы деталь подвергается давлению и воздействию высоких температур. Процесс штамповки включает в себя следующие процедуры:
- выбор штампа по металлу;
- создание максимально подробного чертежа;
- расчет количества технологичных переходов;
- подготовка документов для каждого промежуточного этапа;
- выбор подходящих пресс-форм;
- установка характеристик и режимов нагрева заготовки;
- задание необходимых финишных процедур.
3. Разделительная штамповка.
Данная процедура становится необходимой, когда нужно получить лишь часть от обрабатываемой заготовки. Она может включать в себя операции по резке, пробивке, вырубке. Как одну из них, так и несколько сразу. Они выполняются при помощи оборудования, размещенного на прессе. В качестве инструмента можно выбрать ножницы, гильотину, дисковую пилу или вибрационную головку. Траектория движения может быть прямой или ломаной. Основная задача – получить изделие нужной формы и с нужным контуром.
4. Альтернативные методы штамповки.
Штамповка металла может осуществляться не только горячим или холодным методом. Она происходит под действием других сил:
- Взрыв. Данная процедура осуществляется в воде. При этом материалы находятся на матрице, где сделано углубление необходимой формы. Сверху создается взрыв, в результате которого заготовка заполняет ручей и приобретает нужную форму.
- Электрогидравлическая штамповка. В воду подается напряжение, и жидкость нагревается. Из-за высоких температур возникает ударная волна, которая и формирует заготовку.
- Протяжка металла через валки. Данный способ дает возможность придать заготовке оптимальную форму.
О работе механизмов
► Кривошипно – шатунные прессы. Принцип действия его заключается во вращении привода, который, в свою очередь, преобразует движение в возвратно-поступательное на установленном ползуне. Детали технического устройства выполняются из стали прочной структуры с ребрами жесткости.
Движется ползун по заданному режиму, при этом на него воздействует усилие в 8000 т. Установки кривошипного типа, используемые на производствах, снижают себестоимость деталей, а также упрощают их изготовление. Экономия составляет около 30%. Станки подразделяются на: простые, с двойным действием или с тройным действием.
С помощью технического устройства можно выполнять следующие технологические решения:
- Производство штампованных деталей при открытых или закрытых матрицах.
- Исполнение заусенца.
- Выдавливание заготовок.
- Прошивку.
- Обработку одновременно несколькими способами.
Под воздействием одной ударной нагрузки механические прессы производят работу, но при ударе меньшей силой от гидравлического пресса получается лучшие эффект. В связи с этим гидравлику используют для крупногабаритных и толстостенных деталей.
► Гидравлические прессы. Завод – изготовитель выпускает оборудование для ковки, создания продавливающих усилий и проштамповывания поверхности. Переработка металлических отходов с их помощью тоже результативна. Принцип действия заключается в увеличении силы давления на изделие в несколько раз.
Выглядит пресс следующим образом: это два цилиндра, заполненные водой и между ними расположена труба. В каждом цилиндре находятся поршни, а основа принципа работы заложена на законе Паскаля.
► Радиально-ковочные механизмы. Заготовка располагается в модуле, в котором осуществляется нагрев по принципу индукции. После того как материал становиться мягким она подается на захват через конвейерный механизм непосредственно в зону обработки. В процессе приобретения нужной формы заготовка вращается, что обеспечивает ее равномерную обработку. Ковка детали осуществляется бойками.
Функционирование пресса производиться от мотора, присоединенного к клиноременным передачам. Их вертикальное размещение передает движение на боек и шатунный механизм. Для синхронности работы в устройстве расположены копирные барабаны. Червячные передачи приводят в работу держатель электромотором. Притормаживание движений осуществляется пружинной муфтой.
Republished by Blog Post Promoter
Изготовление штампов по металлу
Из металлической заготовки необходимо сконструировать штампы по металлу. Первый этап подразумевает разработку детализированных чертежей с расшифровкой.
Штампы состоят из таких элементов:
- Пуасон и матрица. Это рабочие части, которые производятся из инструментальной стали. После обработки под воздействием высоких температур они получают закалку до 60 единиц.
- Пуасонодержатель.
- Прокладки. Они производятся из конструкционной стали с закалкой до 45 единиц.
- Съемник.
- Нижняя и верхняя плиты. Их толщина зависит от усилия, которые затрачиваются на штамповку.
- Колонки и втулки.
- Хвостовик.
Штамповка металла: виды, технология, процесс и стандарты
Чтобы избежать долгих процессов вырезки, изгиба и пр., которыми можно придать металлическому листу необходимую форму, используют новый метод с помощью пресса и ножей, расставленных определенным образом. В статье мы расскажем про штамповку изделий из металла: что это такое, какие существуют виды и методы.
История возникновения процесса
Изначально все делалось вручную. Первые механические действия с помощью машин в металлообрабатывающей промышленности начались в середине XIX века. Станки повысили качество обработки материала. Еще через 50 лет штампование впервые применялось в сфере автомобилестроения – началось изготовление изящных кузовов с закругленным элементами. Уже в 1930-х годах эту же технологию начали применять в авиастроении и судостроении, а спустя еще два десятилетия началось производство запчастей для ракет. Метод приобрел широкую популярность, теперь он используется для создания элементов абсолютно разного размера – от крыла самолета до маленькой часовой стрелки.
Технология штамповки деталей из листового металла
Исходный материал – это металлический лист, лента или любая плоская форма. Затем он будет подвергаться горячей или холодной обработке (об их отличии будем говорить ниже), но при любом способе исходник приобретает дополнительные свойства, увеличивается прочность. Суть процесса – воздействие посторонними предметами на пласт, чтобы добиться его деформации или отделения части, то есть разреза. Часто две эти процедуры происходят вместе. Выбираются инструменты, которые соприкасаются с заготовкой, затем действует пресс. Он является основной силой, оказывающей давление.
Технологические операции
В процессе работы станок может производить следующие действия:
- Отрезка. Две части разъединяются по кривой или прямой линии.
- Надрезка. Делаются только надсечки, прорези, но не нарушается общая целостность.
- Обрезка. Процедура обычно происходит с краями листа, они отъединяются и идут в мусор.
- Пробивка. Происходит перфорация сразу несколькими или одним отверстием, появляется узор, рисунок.
- Вырубка. Изнутри заготовки появляется замкнутый контур. По нему убирают целый фрагмент, не нарушая того, что вся деталь остается замкнутой.
- Зачистка. Декоративный элемент, исправляет неровности, сглаживает концы.
- Проколка. На поверхности появляются конусы, то есть прорывы, но без отсечения какого-либо металлического слоя.
Разновидности штамповки деталей из листового металла
Вся металлическая продукция, подвергнутая штампованию, имеет небольшую ширину, так как трудно гнуть чрезмерно плотный лист. Но в зависимости от его прочности применяют различные подходы. Рассмотрим особенности.
Холодная выштамповка
Заготовка обрабатывается без предварительного нагревания. Метод недорогой и менее трудозатратный, так как является одноступенчатым. Так обрабатываются только тонкие поверхности. Этапы процедуры:
- Увеличение плотности стали с помощью пресса. Так материал становится менее пластичным, более устойчивым к внешним воздействиям. Форма остается за изделием надолго.
- Обработка посредством обработки высокими температурами – 550-620 градусов поддерживается в печи. Это приводит к разрушению химический кристаллической решетки и к наполнению структуры дополнительными атомами углерода.
- Заготовка переводится в цех для холодного штампования металла. Здесь металлические формы используются для длительной эксплуатации. Матрицы для них делаются из очень прочных сплавов, которые остаются точными после долгого срока использования.
Особенности холодной штамповки
Происходит она не в домашних условиях, а исключительно в цехах. Причем достоинством является возможность нахождения сотрудников в помещении в момент работы оборудования, потому что они не присутствуют в зоне с высокими температурами. Сам момент, когда наносится штамп посредством пресса, занимает не более нескольких секунд, механизм приводится в действие автоматически. Такой вариант подходит для:
- легированных, углеродистых сталей;
- алюминия;
- меди;
- некоторых сплавов.
Также аналогичный метод применяют для создания изделий из:
- картона;
- кожи;
- полимерной глины;
- резины.
Подгонка оборудования (масса пресса, сталь для ножей) будет осуществляться, исходя из расчета свойств материала.
Горячий процесс штамповки металла
С его помощью обрабатывают более плотные заготовки. Они гнуться и подвергаются штампованию по причине разлома связей между молекулами (они находятся на большем расстоянии). Вся процедура имеет аналогичные подготовительные этапы, как и холодная разновидность, то есть прессовка и обработка в печах, закалка. Но уже на третьем шаге требуется более современное и трудное оборудование. Здесь пресс совмещается с нагревательным элементом. Металл изначально достигает состояния красного накаливания. И уже в таком виде происходит основная работа. Особенности:
- Автоматизация процесса – за станками не должны стоять люди, это тем более актуально, что невозможно работать в такой температуре воздуха.
- На компьютере предварительно нужно выставлять параметры материала.
- Сталь для самих штампов – только легированная, высокопрочная.
Если не используется автоматический нагрев, то процесс аналогичный, но в два шага – сначала раскаление, а затем штампование. Тогда в цеху должен присутствовать работник, который перекладывает щипцами (на примере небольших изделий) заготовку с одного места на другое. Это очень трудная работа, поэтому многие крупные предприятия переходят на дорогостоящую автоматику. После горячей металлической штамповки не требуется особенного охлаждения (водного или холодным воздухом). Температура приходит в норму в зависимости от того, какая масса и плотность у стали. Только после полного остывания можно проводить шлифование, оцинковку, покраску или прочие финишные работы.
Жидкое штампование
Второе название – литье под давлением, применяется не очень часто, так как оно дорогое, а также технологически трудное. Но для получения очень прочных, без заломов и возможных неточностей изделий, применяется именно этот способ. Он представляет собой расплавление металлического сплава и его последующее заливание в специальную штамповочную форму. После остывания может происходить повторная выштамповка, но уже в качестве финальной черты.
Разделительное штампование
Фактически это вырубка, пробивка и разрезка. То есть здесь материал не гнется, а только отсекается от него лишняя часть. Предаваться могут различные узоры и геометрические формы. Это может быть либо первичная обработка заготовки, а затем будет происходить формирование объемов, либо единственно необходимая для готового изделия ступень. Резка выполняется посредством специальных инструментов – ножей из высокопрочной и хорошо заточенной стали. Процедура может быть как по прямой, так и по изогнутой линии. Применяют:
- гильотинные ножницы;
- вибрационные станки;
- диски.
Также эту процедуру можно назвать раскройкой, термин используется у портных, которые аналогичным образам раскраивают подготовленную ткань.
Выбор пресса и оборудования для штамповки изделий из металла
В основном учитываются два фактора – тип работы, то есть то, что нужно сделать с листом – изогнуть, пробить. Второй – какой материал используется, его свойства – плотность, степень межмолекулярный связей. Расчеты производятся согласно нормативам, прописанным в ГОСТах. Может применяться гидравлическая или кривошипная прессовка, при этом ширина хода ползуна и шайбы зависит от трудности действия. Например, для выбивки небольшой, для вытяжки – шире.
Оборудование по ГОСТу
Есть следующие типы станков:
- однокривошипные;
- двухкривошипные;
- четырехкривошипные.
В любом варианте они оснащаются стальной матрицей и ползуном, который соединен со штампом. Движение начинается за счет электродвигателя, в котором есть элементы кинематической цепи. Для освобождения рук работника запуск производится ногой, снизу есть педаль, которая соединена с муфтой вращения. Далее сила передается на все движущиеся элементы, начинается процесс штамповки металлов, как вы понимаете, своими руками такой технологически трудный станок сделать нельзя.
Для сложных изделий
Структура, описанная выше, подходит для самых элементарных заготовок. Если форма имеет более трудную конфигурацию, применяют пневматический пресс с двумя или тремя ползунами. Это требуется для более прочной фиксации листа, а также для управления сразу несколькими матрицами. Если материал очень прочный и его не может «взять» ни один пресс, то используют инновационную разработку – взрыв. Его сила помогает пробить даже самые крепкие сплавы.
Листовая штамповка
Наиболее простые процедуры, они не предполагают изгибов. Используется обычно холодный метод. Особенность – высокая точность, вплоть до долей миллиметра. Такие изделия применяются фактически во всех отраслях машиностроения, поэтому и заводов, и станков подобного типа очень много.
Объёмная
Отличие – получаются сферические и изогнутые элементы. От маленьких строительных уголков (без этих крепежей трудно представить стройку и ремонт) до больших автомобильных дверей. Здесь может быть использован как холодный, так и горячий способ.
Штампы открытые и закрытые
Здесь все просто. Первые – это те, которые позволяют людям увидеть процесс, а также предлагают металлическому слою выходить наружу, создавая трудно счищаемый слой. Вторые – замкнутые. Они более точные, но для них нужно точно выполнять расчеты, чтобы количество заготовки соответствовало требуемым показателям.
Альтернативные методы
Вместо указанной процедуры используют:
- ковку на огне;
- магнитно-импульсное воздействие на физические свойства материала;
- электрогидравлический подход;
- изотермический подвид горячего штампования;
- прокатывание валом.
В качестве завершения статьи расскажем о достоинствах способа.
Преимущества
- Можно сделать фактически любую форму.
- Снижается расход металлического листа.
- Нет потери механических характеристик изделия.
- Может применяться как на крупном производстве, так и на мелкосерийном.
- Высокая скорость работы.
- Универсальность станков.
Мы рассказали про выштамповку металла. Если вы занимаетесь металлообработкой, то можете заказать высококачественное оборудование от компании «Роста».
Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.
Основные нюансы и технология штамповки металла
Штамповка металла — это формоизменение материала под действием внешней силы с целью получения нужной детали. Для обработки заготовки таким способом требуется большое усилие. Для этого существует оборудование, которое выпускается усилием от 16 до 500 тонн. Оснастка, устанавливаемая в пресс, носит название штамп. В ней происходит непосредственное соприкосновение рабочего инструмента с металлом. За 1 ход машины получается деталь высокой степени точности.
Процесс штамповки металла
История возникновения процесса
Штамповка изделий из металла впервые начала проводится в XVI в. Связано это было с развитием оружейного производства, где требовалось получение большого количества одинаковых деталей. В XIX веке началось бурное развитие штамповочного производства. Выпускаются предметы домашнего обихода. Возникает потребность изготовления качественных серийных изделий.
С появлением автомобилестроения и судостроения, обработка металлов давлением заняла ключевую позицию в развитии этих отраслей. С помощью штамповки начали производиться габаритные детали.
Сферы использования
Промышленное производство не обходится без холодной и горячей штамповки. С помощью этих методов за небольшой промежуток времени можно создать как мелкие, так и крупные детали. Горячая штамповка применяется там, где нужно получить объемные детали.
При штамповке фланцев применяются 2 метода:
- В процессе ковки используются гидравлические прессы. Здесь под действием давления идет затекание металла в полость, которая изготовлена в бойке. Это пространство соответствует форме получаемой детали.
- При использовании листового металла в качестве заготовки применяются кривошипно-шатунные прессы. В них вставляется штамп и подается листовой металл. Под давлением происходит вытяжка фланца.
Технология штамповки
Технология изготовления деталей штамповкой как горячим, так и холодным способом предполагает наличие оснастки. Для обоих видов изготавливаются штампы, которые имеют определенные отличия. Применяются они для металла, который имеет разную степень толщины.
Заготовки большого размера предварительно нагреваются, а затем идет процесс ковки. В холодном состоянии толщина листа редко превышает 1 мм. С таким материалом проводятся разные операции, например, штамповка значков.
Технология проведения штамповки
Холодная штамповка
В процессе холодной штамповки листового металла нагрев не проводится. Усилия пресса хватает, чтобы проводить разделительные или формоизменяющие операции. Как результат полученная деталь, не подверженная процессу усадки. Для экономии материала штамповку проводят согласно правилам раскроя листа, которые регламентируются ГОСТом.
К холодной штамповке относятся такие операции:
- Вырубка-пробивка. В процессе вырубки готовая деталь падает в контейнер, а снаружи остаются отходы. При пробивке, наоборот, отход падает в контейнер, а деталь формируется снаружи. Конструкция штампов одинаковая. В процессе работы проводится разделительная операция, в которой участвует пуансон и матрица штампа.
- Гибка. Относится к несложной операции. Деталь укладывается между упорами на матрицу и давится сверху пуансоном.
- Вытяжка. Часто получается за несколько переходов. Для этого изготавливаются отдельные штампы. В процессе работы из круглой заготовки получается стакан, конус или полусфера. Получается это за счет перераспределения металла в исходной заготовке.
- Отбортовка. Пуансон ловит фиксатором отверстие в детали и расширяет его, отбортовывая стенки.
Важным моментом является правильный выбор зазора между пуансоном и матрицей. Эта величина зависит от толщины и вида материала. Чем толще металл, тем больше зазор. Для алюминия и других мягких материалов этот размер уменьшается. В противном случае будут образовываться заусенцы.
Горячая штамповка
В процессе изготовления деталей из металла путем горячего прессования заготовки поступают в камеру нагрева. Горячая объемная штамповка металла начинается после достижения ими температуры 1200°С. Нагретые изделия закладываются в штамп, где имеются специальные ручьи, для предварительной и окончательной штамповки.
Если нужно осадить нагретую поковку, то она ставится в пространство между двумя плоскими бойками. Оборудование запускается, и заготовка осаживается на нужный размер.
Нагретый металл (Фото: pixabay.com)
Альтернативные методы штамповки
Штамповка металла может происходить и под действием других сил:
- Взрывом. Процесс проводится в воде. Материал располагается на матрице, в которой сделано углубление нужной формы. Сверху производится взрыв. В результате заготовка заполняет ручей и приобретает нужную форму.
- Электрогидравлическая. В водной среде подается напряжение. Происходит нагрев воды. Под действием высокой температуры возникает ударная волна, которая формирует заготовку.
- Протяжка металла через валки. Этот метод позволяет придать заготовке нужную форму.
Штампованные значки изготавливаются в штампе, где в углубление пуансона закладывается эмаль.
Изготовление штампов по металлу
Для изготовления штамповки из заготовки конструируются штампы по металлу. На первом этапе идет разработка чертежей со спецификацией и деталировкой.
Штампы состоят из следующих деталей:
- Рабочие части — пуансон и матрица. Изготавливаются из инструментальной стали У8а, У10а, Х12М. После термообработки получают закалку до 60 единиц по Роквеллу.
- Пуансонодержатель. Материал — Ст.3
- Прокладки. Изготавливаются из конструкционной стали со степенью закалки 45 единиц по Роквеллу.
- Съемник. Делается из Ст.3
- Верхняя и нижняя плиты. Их толщина зависит от усилия, затрачиваемого на штамповку.
- Колонки и втулки. Материалом является Сталь 20. По поверхности ведется цементация на глубину 1–1,5 мм. Затем проводится закалка этого слоя.
- Хвостовик. Вставляется в ползун пресса.
Детали для изготовления штампа
Оборудование и инструменты
Для формирования металлических изделий производятся штампы, вставляющиеся в прессах, которые бывают 2 типов:
- Кривошипно-шатунные. Основным элементом в них является ползун, двигающийся по направляющим. Сверху располагается электродвигатель, который дает толчок движению кривошипно-шатунного механизма. Снизу имеется плита, на которую ставится штамп. Оборудование быстроходное. К недостаткам относится большая сила удара при соприкосновении пуансона с металлом. В результате инструмент выкрашивается.
- Гидравлические прессы. Обладают большой мощностью. К преимуществам относится плавность движения ползуна. Благодаря этому при работе отсутствует механический удар, что приводит к длительной службе инструмента. Величина хода движения ползуна обеспечивает большую открытую высоту пространства пресса. Это дает возможность совершать операции глубокой вытяжки или гибки заготовок с высокими бортами.
Обработка металлов давлением позволяет получить за короткое время большое количество деталей. При этом они все будут иметь одинаковую форму. Точность их изготовления регламентируется ГОСТом.
Штамповка металла – технология, разновидности, оборудование, ГОСТ
Штамповка как технологический процесс обработки заготовок, изготовленных из металла, позволяет получить готовые изделия плоского или объемного типа, отличающиеся как своей формой, так и размерами. В качестве рабочего инструмента при выполнении штамповки может выступать штамп, закрепленный на прессе или оборудовании другого типа. В зависимости от условий выполнения штамповка металла бывает горячая и холодная. Эти два вида данной технологии предполагают использование различного оборудования и соблюдение определенных технологических норм.
Штамповка – пластическая деформация металла, изменяющая форму или размеры материала
Мы проконсультируем вас по любым вопросам!
Особенности технологии
ГОСТ 18970-84 Обработка металлов давлением. Операции ковки и штамповки. Термины и определения
Кроме разделения на горячую и холодную, штамповка изделий из металла подразделяется и на ряд других категорий в зависимости от ее назначения и технологических условий. Так, операции штамповки, в результате которых происходит отделение части металлической заготовки, называются разделительными. Сюда, в частности, относятся резка, рубка и пробивка деталей из металла.
Другой категорией таких операций, в результате которых штампуемый лист металла изменяет свою форму, являются формоизменяющие штамповочные операции, часто называемые формовкой. В результате их выполнения детали из металла могут подвергаться вытяжке, холодному выдавливанию, гибке и другим процедурам по обработке.
Схемы и разновидности выдавливания (прессования)
Как уже отмечалось выше, существуют такие виды штамповки, как холодная и горячая, которые, хотя и реализуются по одному принципу, предполагающему деформирование металла, имеют ряд значимых отличий. Штамповку деталей, предполагающую их предварительный нагрев до определенной температуры, применяют преимущественно на крупных производственных предприятиях.
Это связано прежде всего с достаточно высокой сложностью такой технологической операции, для качественного выполнения которой необходимо сделать предварительный расчет и точно соблюсти степень нагрева обрабатываемой заготовки. С помощью штамповки, выполняемой по горячей технологии, из листового металла различной толщины получают такие ответственные детали, как днища котлов и другие изделия в форме полусфер, корпусные и другие элементы, используемые в судостроении.
Характеристики и виды деталей, производимых на горячештамповочных прессах
Для нагрева деталей из металла перед их горячей штамповкой используется нагревательное оборудование, которое в состоянии обеспечить точный температурный режим. В этой функции, в частности, могут использоваться электрические, плазменные и другие нагревательные устройства. Перед началом выполнения горячей штамповки необходимо не только рассчитать нормы нагрева обрабатываемых деталей, но и разработать точный и подробный чертеж готового изделия, в котором будет учтена усадка остывающего металла.
При выполнении холодной штамповки металлических деталей процесс формирования готового изделия протекает только за счет давления, оказываемого рабочими элементами пресса на заготовку. За счет того, что заготовки при штамповке по холодной технологии предварительно не нагреваются, они не подвержены усадке. Это позволяет изготавливать изделия законченного вида, которые не требуют дальнейшей механической доработки. Именно поэтому данная технология считается не только более удобным, но и экономически выгодным вариантом обработки.
Методом холодной штамповки обрабатывают листовой металл толщиной до 10 мм
Если квалифицированно подойти к вопросам проектирования размеров и формы заготовок и к последующему раскрою материала, то можно значительно уменьшить его расход, что особенно актуально для предприятий, выпускающих свою продукцию крупными сериями. В качестве материала, заготовки из которого успешно подвергаются штамповке, может выступать не только углеродистые или легированные стали, но также алюминиевый и медный сплавы. Более того, оснащенный соответствующим образом штамповочный пресс успешно используется для обработки заготовок из таких материалов, как резина, кожа, картон, полимерные сплавы.
Разделительное штампование, целью которого является отделение от обрабатываемой заготовки части металла, – это очень распространенная технологическая операция, используемая практически на каждом производственном предприятии. К таким операциям, которые выполняются посредством специального инструмента, установленного на штамповочный пресс, относятся резка, вырубка и пробивка.
На этом прессе установлены специальные плунжеры для пробивки отверстий в заготовке
В процессе резки металлические детали разделяются на отдельные части, причем такое разделение может осуществляться по прямой или кривой линии реза. Для выполнения резки могут использоваться различные устройства: дисковые и вибрационные станки, гильотинные ножницы и др. Резку чаще всего используют для того, чтобы раскроить металлические заготовки для их дальнейшей обработки.
Вырубка – это технологическая операция, в процессе которой из металлического листа получают детали, имеющие замкнутый контур. При помощи пробивки в заготовках из листового металла делают отверстия различной конфигурации. Каждая из таких технологических операций должна быть тщательно спланирована и подготовлена, чтобы в результате ее выполнения получилось качественное готовое изделие. В частности, должны быть точно рассчитаны геометрические параметры используемого инструмента.
Перфорированный металлический лист получается в результате вырубки отверстий на координатно-пробивном прессе
Технологическими операциями штамповки, в процессе которых осуществляется изменение начальной конфигурации металлических деталей, являются формовка, гибка, вытяжка, отбортовка и обжим. Гибка – это наиболее распространенная формоизменяющая операция, в процессе которой на поверхности металлической заготовки формируются участки с изгибом.
Вытяжка – это объемная штамповка, целью выполнения которой является получение из плоской металлической детали объемного изделия. Именно при помощи вытяжки металлический лист превращается в изделия цилиндрической, конической, полусферической или коробчатой конфигурации.
По контуру изделий из листового металла, а также вокруг отверстий, которые в них выполнены, часто необходимо сформировать бортик. С этой задачей успешно справляется отбортовка. Такой обработке, выполняемой посредством специального инструмента, подвергают и концы труб, на которые необходимо установить фланцы.
Отбортовка может выполнятся различными способами
При помощи обжима, в отличие от отбортовки, концы труб или края полостей в заготовках из листового металла не расширяют, а сужают. При выполнении такой операции, осуществляемой при помощи специальной конической матрицы, происходит наружное обжатие листового металла. Формовка, которая также является одной из разновидностей штамповки, предполагает изменение формы отдельных элементов штампованной детали, при этом наружный контур детали остается неизменным.
Объемная штамповка, которая может выполняться по различным технологиям, требует не только тщательных предварительных расчетов и разработки сложных чертежей, но и использования специально изготовленного оборудования, поэтому реализовать такую технологию в домашних условиях проблематично.
Инструменты и оборудование
Даже обработка мягких металлов, в частности штамповка алюминия, требует применения специального оборудования, в качестве которого могут выступать гильотинные ножницы, кривошипный или гидравлический пресс. Кроме того, необходимо умение производить расчеты расхода материала и разрабатывать технические чертежи. При этом следует учитывать требования, которые содержит соответствующий ГОСТ.
Штамповку, для выполнения которой не требуется предварительный нагрев обрабатываемой заготовки, выполняют преимущественно на гидравлических прессах, производство которых регулирует ГОСТ. Разнообразие серийных моделей этого оборудования позволяет подбирать станок для производства изделий различных конфигураций и габаритных размеров
В мелком производстве часто используют эластичный метод штамповки, когда шаблон является металлическим элементом, а матрица – резиновым или пластиковым
Выбирая пресс для выполнения штамповки, в первую очередь следует ориентироваться задачи, для решения которых он необходим. Например, для выполнения таких технологических операций, как вырубка или пробивка, используют штамповочное оборудование простого действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают небольшой ход. Для того чтобы выполнить вытяжку, требуется оборудование двойного действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают значительно больший ход.
Кривошипный пресс КД-238 относится к категории простого оборудования. Предназначен для холодной штамповки: гибки, пробивки, вырубки и неглубокой вытяжки
По своей конструкции, как указывает ГОСТ, оборудование для выполнения штамповки делится на несколько типов, а именно:
- однокривошипное;
- двухкривошипное;
- четырехкривошипное.
На прессах двух последних категорий устанавливают ползуны более крупных размеров. Однако вне зависимости от конструктивного исполнения каждый штамповочный пресс оснащается матрицей. Основное движение, за счет которого и выполняется обработка заготовки на штамповочном прессе, совершает ползун, нижняя часть которого соединена с подвижной частью штампа. Для сообщения такого движения ползуну пресса приводной электродвигатель связывается с ним посредством таких элементов кинематической цепи, как:
- клиноременная передача;
- пусковая муфта;
- шайбы;
- кривошипный вал;
- шатун, при помощи которого можно регулировать величину рабочего хода ползуна.
Схема гидравлического пресса
Для запуска ползуна, который совершает возвратно-поступательное движение по направлению к рабочему столу пресса, используется ножная пресс-педаль, напрямую связанная с пусковой муфтой.
Несколько другим принципом работы отличается четырехшатунный пресс, рабочие органы которого создают усилие с центром, приходящимся на середину четырехугольника, образуемого четырьмя шатунами. Благодаря тому, что усилие, создаваемое таким прессом, приходится не на центр ползуна, это устройство успешно используется для того, чтобы изготавливать изделия даже очень сложной конфигурации. Прессы данной категории, в частности, применяют для того, чтобы изготовить асимметричные изделия, отличающиеся значительными габаритами.
Промышленные четырехшатунные прессы могут развивать усилие в сотни тонн
Чтобы изготовить изделия более сложной конфигурации, используют прессовое оборудование пневматического типа, конструктивная особенность которого заключается в том, что оно может быть оснащено двумя или даже тремя ползунами. В прессе двойного действия применяются одновременно два ползуна, один из которых (внешний) обеспечивает фиксацию заготовки, а второй (внутренний) выполняет вытяжку поверхности обрабатываемого металлического листа. Первым в работе такого пресса, конструктивные параметры которого также регламентирует ГОСТ, участвует внешний ползун, фиксирующий заготовку при достижении самой нижней точки. После того как внутренний ползун выполнит свою работу по вытяжке листового металла, внешний рабочий орган поднимается и освобождает заготовку.
Для штамповки тонколистового металла используются преимущественно специальные фрикционные прессы, технические параметры которых также устанавливает ГОСТ. Чтобы обрабатывать более толстый листовой металл, лучше всего применять гидравлическое штамповочное оборудование, которое оснащено более надежными шайбами и другими конструктивными элементами.
Штамповка металла любой толщины должна производится с высокой точностью
Отдельную категорию составляет оборудование, при помощи которого выполняется штамповка взрывом. На таких устройствах, в которых энергия управляемого взрыва преобразуется в усилие, оказываемое на металл, обработке подвергают металлические заготовки значительной толщины. Работа такого оборудования, считающегося инновационным, даже на видео выглядит очень эффектно.
Чтобы получаемый сгиб и общая конфигурация готового изделия из металла отличались высоким качеством, в последнее время стали активно использовать прессы, оснащенные встроенными вибрационными ножницами. Использование такого оборудования с более короткими ножками позволяет изготавливать изделия практически любой конфигурации.
Таким образом, выполнение штамповки листового металла требует наличия не только специализированного оборудования, но и соответствующих навыков и знаний, поэтому реализовать такую технологию в домашних условиях достаточно сложно.
Штамповка металла
Сегодня трудно представить мир без обтекаемых кузовов автомобилей и самолетов, ложек и вилок на кухне, крепежной продукции и других элементов повседневной жизни. Придать металлу форму любой сложности можно штамповкой. Пластическая деформация сплавов штампованием показывает высокую производительность и точность.
Штамповка металла — это обработка давлением (прессом) с контролируемым изменением формы. Одно движение пресса может выполнить сразу несколько операций: резка, рубка, гибка, отбортовка, чеканка, вытяжка, формовка и др.
Элементы технологии были открыты еще до нашей эры. Археологические раскопки свидетельствуют о том, что у кузнецов были фигурные штампы-обжимки для отливки наконечников стрел. О первых попытках работы с падающими молотами известно из Библии и скандинавской мифологии, этот способ работает до сих пор.
В 1817 на Тульском оружейном заводе кузнец В.А. Пастухов, используя рычажный пресс и подкладные штампы, изготовил партию курков. В 1819 подобным образом уже создавали ряд деталей для нужд вооружения.
Главными вехами в развитии технологии стали следующие события:
- 1835 г. — распространение горизонтально-ковочных машин;
- 1842 г. — строительство первого парового молота Джеймсом Немитом;
- 1846 г. — запуск первого гидропресса, изобретенного Уильямом Армстронгом.
В XIX веке уже были изобретены механические и пневматические молоты, однако заводы, построенные в 1920-30-х годах все еще не отличались производительностью, управление механизмами было достаточно трудоемким. Только для обеспечения спроса на гвозди работали тысячи производств.
Машиной века стал гидравлический пресс с усилием 650 МН, заказанный французской компанией “Интерфорж”. Разработкой занимались советские специалисты. Вес оборудования составил 17 тыс. тонн, что в два раза превысило вес Эйфелевой башни. Общественности показывали, как пуансон аккуратно колет грецкие орехи, не повреждая их сердцевину.
Сферы применения
Технологии штамповки решают задачи промышленности и потребительского спроса. Штампованные изделия отличаются высокой точностью, дополнительная металлообработка не требуется.
Что производят при помощи штамповки:
- Посуду и емкости: ложки, вилки, кастрюли и контейнеры;
- Болты, крепежи: металл проходит последовательную обработку разными прессами;
- Лопатки, винты для печного оборудования, вертолетов и кораблей;
- Шаровые опоры, коленчатые валы, зубчатые колеса: изготавливают сдавливанием без нагрева, детали не подвержены термоусадке;
- Корпуса оборудования, кузова автомобилей, обшивку самолетов и судов;
- Испарители холодильников: металл растягивают изнутри методом раздачи.
Технико-экономические показатели различных способов штамповки металла основаны на рациональном распределении ресурсов. Преимущества применения штампов в промышленности:
- Автоматизация производственных процессов;
- Снижение металлоемкости;
- Быстрая замена пресс-форм;
- Любая геометрия;
- Обработка поверхностей почти не требуется.
Организация отдельных этапов и производственных линий сопряжена с крупными капиталовложениями, это затрудняет распространение технологии. Недостатки:
- Разработка прототипов требует высокой квалификации;
- Дорогое оснащение;
- Целесообразность внедрения только для серийных производств;
- Невозможность полного исключения ручного труда на многих этапах.
Процессы удается автоматизировать не всегда. Для произведения некоторых операций на объектах присутствует штамповщик, который закладывает заготовки под пресс. Например, для работы с молотами требуется специалист 5-6 разряда, а для гидравлических установок достаточно всего 3 разряда.
Штампы испытывают длительные нагрузки и изготавливаются из прочных марок стали, дополнительно предусматриваются методы защиты рабочих поверхностей: специальные покрытия, упрочнение закаливанием. Современное оборудование чаще работает не ударом, а продавливанием, но производствах все еще сохраняется достаточно высокий уровень шума и вибрации.
Особенности холодной штамповки
Холодное штампование чаще осуществляется без нагрева, но не всегда. Для особо-твердых сплавов повышение температуры необходимо, но она должна быть ниже, чем t⁰ рекристаллизации.
Воздействие давлением сопряжено с упрочнением структуры сплавов, при котором изменяются показатели пластичности, что затрудняет выполнение дальнейших операций. Для устранения этого эффекта применяется промежуточная стабилизирующая термообработка. Отсутствие царапин, рисок и других дефектов обеспечивают смазочные материалы.
Предусматривается классификация методов штамповки по типу обрабатываемых полуфабрикатов:
- Листовая: формоизменяющая и разделительная, при которой излишки металла отсекаются;
- Объемная: штампы для последовательного приближения к проектной форме.
Виды холодной штамповки металла:
- Выдавливание: сплав выдавливают из матрицы, таким образом производят детали из хромистых сталей для решения технических задач в машиностроении, гильзы, маховики.
- Высадка: многократные ударные усилия (до 11000 в минуту), при которых на материал воздействуют таким образом, что уменьшается длина и увеличивается ширина. Высадка применяется для выпуска метизов, заклепок, винтов. Из-за упрочнения сплава требуется несколько подходов с промежуточными рекристаллизующими отжигами.
- Объемная формовка: изменение конфигурации с применением обжимающих воздействий. В открытых штампах излишек металла “вытекает”, а в закрытых формовка осуществляется без отходов. Предварительно заготовкам придают нужную форму вырубкой (толстостенные колпачки, шайбы). Формовку применяют для изготовления высокоточных изделий малого размера, например, чеканку можно также назвать формовкой.
Использование этих методов ограничивается пределом текучести сплавов. Чем ниже показатель, тем большее число подходов требуется совершить, а это не всегда обосновано.
Горячая объемная штамповка
Заготовки нагревают до температуры ковки, таким образом повышается пластичность, а рекристаллизации и плавления не происходит. На полуфабрикат воздействуют одновременно давлением и температурой.
Для производства изделий используют предварительно нарезанные прутки, профили, слитки. Предусматриваются пресс-формы двух видов:
- Открытые: штамп состоит из подвижной и неподвижной части, излишки металла в процессе вытекают (облой) и закрывают выход остальной массе. Обрезка облоя производится после охлаждения.
- Закрытые: конструкция полностью закрыта, сжимающие детали могут иметь выступы и полости. Количество сырья рассчитывается с высокой точностью, в противном случае образуются пустоты или форма не смыкается полностью.
Для формирования объемных частей в пресс-формах предусматриваются полости. В металлургии их называют ручьями. Различают следующие виды ручьев:
- Заготовительные: для перераспределения массы и смещения оси. Классифицируются по способу действия: гибочные, протяжные, пережимные, подкатные и др.
- Предварительные (черновые): основная деформация, поковка становится похожей на готовую деталь, но имеет более грубые очертания, большие радиусы закруглений, канавки отсутствуют.
- Окончательные (чистовые): цель прессования в повышении точности и получении готовой продукции.
ГОШ предназначена для серийных выпусков деталей, которые невозможно получить ковкой. Вес одной единицы продукции может достигать 3-4 тонн. Метод требует больших усилий, энергозатрат, высшей квалификации персонала и оборудования из термостойких материалов.
Предприятия, осуществляющие ГОШ преимущественно работают для обеспечения нужд военной и железнодорожной промышленности, авиации, автомобилестроения.
Характеристики и виды деталей, производимых на горячештамповочных прессах
Листовая штамповка
Технология предназначена для изготовления тонкостенных элементов, сосудов, но с развитием промышленности сортамент увеличивается. Так, листовая штамповка может применятся для производства обшивки военных судов и даже космических кораблей.
Суть заключается в использовании матрицы и пуансона, от геометрических параметров которых зависит конфигурация готовой продукции. За простотой и скоростью осуществления производственных циклов стоит сложное проектирование. Весь процесс разрабатывается конструктором и технологом. Сочетание формоизменяющих и разделительных операций производится таким способом, при котором сокращается количество подходов и расход ресурсов.
- Резка: по краю размещается режущий инструмент, отсекающий лишний материал;
- Вырубка: отделение части листа с замкнутым контуром, например овала, прямоугольника;
- Пробивка: отверстия разной формы.
- Гибка: V и U-образные изгибы, возможно выполнение более сложных вариантов;
- Вытяжка: изменение толщины листа;
- Отбортовка: выполнение бортиков по краю, например у крышек кастрюль;
- Обжим: уменьшение сечения концевой части, изготовление сужающихся сосудов;
- Формовка: изменение конфигурации с сохранением контуров заготовки.
При проектировании на опытных образцах рассматривают как будет вести себя полуфабрикат из выбранного сплава при сочетании разных способов деформации, заданной скорости и температуре, затем проектируют пресс-формы. Оборудование должно выдержать миллионы циклов, наибольший износ наблюдается на участках, ответственных за пробивку, вырубку и вытяжку. Иногда создают накладки, выполненные из более прочных материалов, чем пуансон и матрица.
Наряду с распространенными способами используются прогрессивные виды обработки эластичными средами:
- Твердой резиной: заготовки обезжиривают и нагревают, для некоторых типов деформации не нужна смазка, например для рифтов, подсечек.
- Жидкостями: поток прижимает листовой материал к твердой матрице;
- Взрывом: взрывная волна вдавливает лист металла в матрицу. Процедура проводится с целью создания крупногабаритных сложных элементов, которые сложно изготовить другими методами.
Деформация средами нашла применение в производстве диафрагм, поперечных каркасов крыла самолета, полупатрубков, пространственных элементов.
Инструменты и оборудование
Как правило, для штампования проектируются произведственные линии, часть процессов выполняется автоматически под цифровым контролем. Станки для холодной деформации содержат прессы и ударные механизмы для высадки.
Виды станов:
- Электромагнитные: инновационное решение, разжимание пружин происходит при отключении магнита от сети;
- Гидравлические: поршневый принцип работы;
- Кривошипно-шатунные: возвратно-поступательный поршневой механизм, применяемый в двигателях внутреннего сгорания;
- Радиально-ковочные: оснащены модулем для нагрева, вращающуюся заготовку подавляют бойками.
Технология ГОШ близка к ковке, поэтому здесь предусматриваются ударные установки и ковочные машины. Основные виды технического оснащения:
- Паровоздушные молоты: работают за счет веса падающих частей и сжатого воздуха;
- Фрикционные (механические) молоты;
- Горизонтально-ковочные машины и вальцы;
- Прессы различной конфигурации.
Для изготовления штампованных элементов из листового металла чаще применяют кривошипно-шатунные станы, количество поршневых механизмов может достигать 4. Для вытяжки сложных изделий используют прессы двойного и тройного действия. Для резки механизм оснащают ножницами: гильотинными, вибрационными, дисковыми.