Штамповка изделий из металла
Один из методов металлообработки – штамповка – широко востребован как недорогой, производительный и эффективный способ производства различных деталей. Несмотря на то, что процесс штамповки не является сложным или емким с точки зрения технологий, он имеет свои нюансы.
Существуют разные виды штамповки, которые отличаются друг от друга применяемым оборудованием, способами подготовки и непосредственной обработки металлических заготовок, а также выходными характеристиками готовых металлических изделий.
Разновидности штамповки изделий из металла
Штамповочные процессы могут быть направлены на изменение формы заготовок (формовка, выдавливание, вытяжка) или на разъединение (пробивку, резку или рубку листового металла).
При использовании листового металлопроката толщиной не более 6 мм говорят о листовой штамповке. Если толщина листа больше, а также если используются заготовки не из листового металла, то такую штамповку называют объемной. Для разных видов штамповки применяются две технологии: холодная и горячая.
Горячая штамповка изделий из металла
Главным отличием горячей штамповки от холодной является предварительный нагрев металлической заготовки. Металл под воздействием высокой температуры размягчается, что облегчает его обработку, но при этом не плавится до жидкого состояния, как при технологии отливки металлических изделий. Перед обработкой сырье – металлопрокат – режется на заготовки заданных размеров.
Горячая объемная штамповка производится при помощи штампа – этот инструмент придает заготовкам необходимую форму, поэтому на нем есть полости и выступы, которые мягкий горячий металл заполняет при обработке. Все эти неровности и полости штампа впоследствии будут переданы готовому изделию.
Нагрев металла производится в печах, работающих, как правило, от электричества. Именно из-за необходимости поддерживать работу печей, высокого расхода энергии, а также специальных требований к оснащению цехов горячий вид штамповки считается высокозатратным и дорогим. Тем не менее, в ряде случаев изготовление тех или иных изделий возможно только по технологии горячей штамповки.
Горячую штамповку отличает высокая точность формы и качество готовых изделий, высокая производительность технологического процесса, а также небольшой объем отходов сырья. Такой способ позволяет получать сложные по форме изделия. Он подходит как серийного производства металлических изделий.
Технологии холодной штамповки изделий из металла
Холодная листовая штамповка применяется без предварительного нагрева заготовок. Ее используют для обработки листового металла толщиной не более 6 мм. Для производства работ по холодной штамповке используется чаще всего гидравлический пресс.
Разновидности прессов, использующихся при обработке заготовок, зависят от того, какая технология и вид обработки применяются – обрезка, выдавливание, вытяжка или другие виды штампования. Помимо гидравлических прессов в процессе холодной штамповке могут применяться сложные пневматические прессы и фрикционные прессы – их используют при производстве сложных изделий.
Достоинством холодной листовой штамповки можно назвать экономическую выгоду, так как она обходится производителю намного дешевле, чем горячая штамповка. Кроме того, можно выделить высокую точность при изготовлении как мелких, так и крупных деталей, а также высокую прочность и жесткость готовых изделий.
Холодная листовая штамповка позволяет наладить производство с высокой скоростью и большими объемами, производить крупные партии изделий в короткие сроки, при этом готовые изделия являются прочными, надежными и могут использоваться в оборудовании, механизмах и конструкциях, которые подвергаются высоким нагрузкам.
Новые принципы штамповки изделий из металла
Производители, занимающиеся штамповкой изделий из металла, имеют для этого соответствующую материально-техническую базу. Заводы и фабрики черной и цветной металлургии ежедневно выпускают до пятисот в среднем готовых продуктов.
Среди них листы стали, уголки, швеллеры, арматура, дверные ручки, рамки и многие другие. Они делают процессы изготовления металлических конструкций циклическими и бесконечными.
Помещения для выпуска металлических изделий обеспечены станками и соответствующей им оснасткой для обработки материала.
Оснастка необходима для закрепления рабочего инструмента в нужном положении и фиксации обрабатываемых деталей. Для этого применимы станочные тиски, механизмы настольного крепежа, фиксаторы фрезеровочного и токарного оборудования. Они все работают на основе воздействия режущего клинка на заготовку, что приводит к сгибанию и отводу ненужных слоев материала и выбросу в виде стружки.
Современным достижением в отрасли металлообработки стали лазерные станки для быстрой и качественной резки и мануфактуринга сложных и габаритных деталей и листовых заготовок, что выпускаются в неограниченном количестве, и с одинаковыми качественными характеристиками. Эта технология управляется компьютером.
Многофункциональные лазерные станки встречаются на крупных предприятиях с широким ассортиментом производства. Стоимость данной аппаратуры сейчас высокая, но заводам, которые уже приобрели ее и активно ввели в работу, удалось компенсировать затраты, так как для контроля за их деятельностью достаточно одного человека на одну машину.
Сам процесс лазерной обработки основан на работе обрабатывающего луча, который точечно концентрирует энергию на рабочую поверхность разными температурами, что задает система согласно требуемой новой форме.
При его помощи можно:
- загрузить материал в зону обработки;
- подать азот и другие защитные газы;
- настроить размеры и скорость обработки;
- добавить дополнительные элементы для получения других видов;
- использовать красящие и обмазочные материалы.
Преимущества бесконтактного изготовления металлических конструкций заключаются в отсутствии изнашиваемости инструмента, малом поле воздействия, работе при любых физических условиях окружающей среды, автоматическом подборе режимов резки, отсутствии стружки благодаря наличию вытяжной системы, легкости подвижных узлов.
Штампованные изделия из металла
Большинство изготовителей, которые выпускают штампованные изделия из металла, обладают специальными знаниями и имеют для этого подготовленное надлежащим образом материально-техническое обеспечение.
Крупные производства по цветной и чёрной металлургии каждый день выпускают около пятидесяти единиц изделий, среди них:
- арматура;
- листовая сталь;
- дверные ручки;
- рамки;
- швеллеры;
- уголки и т.п.
Именно эти изделия предполагают производственный процесс как цикличный и бесконечный. В свою очередь цеха и подсобные помещения, где ведется производство, должно быть обеспечено агрегатами и категориями нужной им оснастки для последующей обработки изделий из металла.
Техническое оснащение – это требуемый инвентарь, который фиксирует рабочий инструмент в необходимом положении для последующей обработки детали или изделия.
Как правило, для подобных целей используются:
- станочные тиски;
- механизм настольного крепления;
- крепежные детали для оснащения токарного и фрезеровочного типа.
Большинство способны работать на основе прямого воздействия режущего элемента на деталь или заготовку, в ходе чего ненужные слои металла отсекаются или преобразовываются в стружку.
Базовые основы применяемых технологий изготовления штампованных изделий из металла
Крупным достижением современного станкостроения для металлообработки как отрасли считаются станки лазерного типа, которые применяются для качественной нарезки и производства габаритных заготовок, например, листового металлопроката, что выпускается в неограниченном количестве и с одинаковыми качественными свойствами.
Цена на подобное оснащение достаточно велика, однако те заводы и фабрики, которые заменили парк своего оборудования на более новые и прогрессивные модели, смогли компенсировать свои финансовые издержки.
Поскольку многофункциональные лазерные станки автоматического типа способны увеличить объем производства, а контролировать их деятельность сможет и один человек.
Штампованные изделия из металла обрабатываются лазерным лучом, который с высокой точностью наводится компьютером. Во время этого процесса луч точечным способом фокусирует энергию на рабочей поверхности разными температурными режимами, благодаря чему и формируется новая форма, что была заранее задана системой.
Основное достоинство в применении бесконтактного способа заключается в том, что штампованные изделия из металла производятся в условиях отсутствия изнашиваемости оборудования при подборе режимов нарезки, что выполняет сама автоматика и легкости в подвижных узлах.
Демонстрация различных изделий из металла и оборудования для их создания на выставке
Центральный выставочный комплекс «Экспоцентр» – ведущий экспозиционный холл для демонстрации всех видов и категорий достижений жизнедеятельности человека с непосредственным участием передовых научных изысканий и компьютерных технологий.
На территории ЦВК проводятся различные совещания, переговоры, конференции, инженерно-технические обзоры, показы и симпозиумы, которые в свою очередь чрезвычайно важны не только для отечественной промышленности, но и для мировой индустрии в целом.
Также в ЦВК ежегодно проходит выставка «Металлообработка», посвященная современным технологиям и оборудованию для обработки металлоизделий, в том числе и для изготовления штампованных изделий из металла.
На выставке разработчики новых технологий делятся открытиями и производственными достижениями. Выставки проводятся при содействии управленческих структур Москвы.
Современные технологии и оборудование для штамповки изделий из металла обязательно будут демонстрироваться на ежегодной выставке «Металлообработка».