7.6. Холодная штамповка

Холодной называют штамповку без нагрева заготовок. Ее разделяют на объемную и листовую.

Холодная объемная штамповка позволяет почти полностью исключить обработку резанием.

Основные виды холодной объемной штамповки: выдавливание, высадка, объемная формовка и калибровка (чеканка). Холодные объемные формовка, высадка и калибровка аналогичны соответствующим процессам горячей объемной штамповки, а холодное выдавливание  прессованию. Но они обеспечивают большую точность и более качественную поверхность деталей.

Листовой штамповкой называют процесс изготовления деталей из листа, полосы или рулонного материала. Толщина деталей не превышает 10 мм.

Достоинства этого вида: высокая производительность; высокая точность штамповок.

Холодное выдавливание  процесс получения штамповок при пластическом течении металла в полости штампа. При холодном выдавливании заготовкой является штучная прутковая заготовка. При этом получается чаще всего готовая деталь, требующая незначительной обработки резанием. Выдавливание обычно выполняют на кривошипных или гидравлических прессах в штампах, рабочими частями которых являются пуансон и матрица.

Различают прямое, обратное и комбинированное выдавливание.

При прямом выдавливании (рис. 51, а) металл вытекает через отверстие в неподвижной матрице 2 в направлении движения пуансона 1. Удаляется деталь с помощью выталкивателя. Таким методом получают полые детали типа стержней с утолщениями и труб с фланцами (болты, клапаны и т.п.). При обратном выдавливании направление течения металла противоположно движению пуансона 1 (рис. 51, б). Таким методом получают полые детали с дном (корпусы труб, стаканы и т.п.). Штамповка деталей методом комбинированного выдавливания сопровождается течением металла в разных направлениях (рис. 51, в).

Холодную высадку применяют при изготовлении болтов, гаек, шпилек, винтов, шурупов, заклепок, гвоздей, спиц и др. Исходной заготовкой служат проволока или прутки диаметром 0,5…38 мм.

Пруток или проволока 1 роликами 2 подается через матрицу 3 до упора 4 (рис. 51, г). Матрица перемещается на линию высадки, отрезая при этом заготовку от прутка. Высадка заклепки 5 осуществляется пуансоном 6, а удаляется она из матрицы выталкивателем 7. Холодную высадку выполняют на специальных холодновысадочных автоматах.

Х

Рис. 51. Виды холодной объемной штамповки

олодную формовку применяют для изготовления сложных по форме деталей с площадью горизонтальной проекции до 5000 мм² и высотой до 25 мм (рис. 51, д, е, ж). Ее производят в открытых и закрытых штампах. Исходной заготовкой обычно является штучная заготовка из сортового или листового проката, полученная горячей штамповкой либо точным литьем.

Чеканкой получают выпукло-вогнутый рельеф на поверхности детали за счет незначительного перемещения металла под штампом, применяется в производстве монет, жетонов, медалей и т.п.

Получение изделий листовой штамповкой

Листовая штамповка может проводиться в холодном состоянии и с нагревом. Наиболее распространена холодная листовая штамповка.

Технологические операции листовой штамповки делят на две группы: разделительные (отрезка, вырубка, пробивка, надрезка, отрезка) и формоизменяющие (гибка, вытяжка, обжим, формовка и др.).

Отрезку используют для получения полос и листовых заготовок. Ее производят ножами на приводных параллельных, гильотинных или дисковых ножницах, а также на прессах с помощью штампов. Основные типы ножниц  гильотинные ножницы с поступательным движением режущих кромок (рис. 52, а), и вращательным движением режущих кромок  дисковые ножницы (рис. 52, б). Лист 3 подается до упора ножниц 1; установка упора на расстояние В гарантирует резку листа на полосы размерами В и L. Обеспечение хорошего качества среза достигается точной установкой зазора z между верхним 2 и нижним 4 ножами.

В ырубка (вырезка) и пробивка представляют собой резание по замкнутому контуру и отличаются только назначением. При вырубке деталь 4 (рис. 52, г) отделяется от заготовки 2, а при пробивке в детали 4 (рис. 52, в) образуется сквозное отверстие, а часть 3 заготовки 2 удаляется в отход. При этом пуансон 1 и матрица 5 работают как ножи замкнутой формы.

Чистовой вырубкой получают детали типа реек, зубчатых колес и т.п.

Гибка  операция, с помощью которой задается криволинейная форма заготовке 3 при помощи пуансона 1 и матрицы 2 гибочного штампа. Гибка бывает одноугловая (V-образная) и двухугловая (U-образная) (рис. 52, д, е).

Вытяжка  операция превращения плоской заготовки в полую деталь 3 с помощью пуансона 1 и матрицы 2 вытяжного штампа. Зазор между пуансоном и матрицей обеспечивает необходимую толщину детали (рис. 52, ж), равную толщине заготовки. При вытяжке заготовки с утонением стенки (рис. 52, з), называемой протяжкой, зазор между матрицей и пуансоном в среднем должен быть меньше толщины листа.

Отбортовка и разбортовка  операции соответственно, для образования борта по наружному контуру заготовки или по контуру ранее выполненного отверстия (рис. 52, и).

Формовка  изменение формы заготовки или полуфабриката посредством местных деформаций, например, увеличение диаметра средней части полой детали (рис. 52, к). Раздачу средней части вытянутого стакана осуществляют с помощью резинового вкладыша или жидкости в разъемной матрице.

При разработке технологического процесса изготовления деталей следует стремиться к уменьшению потерь металла в процессе листовой штамповки. Основной отход при листовой штамповке составляет так называемая высечка, т.е. часть листовой заготовки после ее вырубки. Между смежными контурами вырубаемых заготовок оставляют перемычки шириной, примерно равной толщине заготовки, хотя в отдельных случаях смежные заготовки вырубают без перемычек (экономия металла при ухудшении качества среза и снижении стойкости инструмента).

Расположение контуров смежных вырубаемых заготовок на листовом металле называется раскроем. Тип раскроя следует выбирать из условия уменьшения отхода металла в высечку. Примеры раскроя материала с перемычками 1 показаны на рис. 53, а и без перемычек – на рис. 53, б.

Для листовой штамповки используют различные прессы: кривошипные, гидравлические.