Холодная листовая штамповка: классификация штампов

Холодная листовая штамповка – это процесс обработки металла, при котором из листового или полосового материала при помощи деформации в холодном или раскаленном виде получают изделия различной формы и размеров. Этот процесс используется во многих отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, авиакосмическая промышленность, производство бытовой техники и электроники, а также в других отраслях народного хозяйства.

Основные преимущества холодной листовой ковки заключаются в следующем:

• Высокая производительность: использование автоматизированных станков и линий позволяет значительно увеличить эффективность процесса;
• Высокая точность: технология обеспечивает точность получаемых деталей, что особенно важно для автомобильной и авиакосмической промышленности;
• Экономия материала: благодаря возможности использования тонких листов материала, данный вид штамповки позволяет существенно снизить вес деталей и, следовательно, общий вес готового изделия;
• Улучшение механических свойств: помощь в улучшении механических свойств материала, таких как прочность, твердость и пластичность;
• Создание сложных форм: используя технологию, можно создавать детали и изделия сложной геометрической формы, включая криволинейные поверхности и мелкие элементы.

Таким образом, этот метод предпочтителен в применении, поскольку его сильные стороны: надежность сохранения размеров, форм и свойств изделия при минимальных производственных затратах.
Однако при проведении холодной ковки, металл теряет свою пластичность и становится более хрупким, что может стать негативным последствием данной технологии.

Классификация штампов

1.      Штампы с разделением материала направлены на полное или частичное отделение одной части металла от другой при помощи давления. Разделительные операции включают в себя:

• Отрезку – применяя технологию сдвига происходит полное отделение доли заготовки;
• Разрезку – с помощью сдвига происходит разделение части металла по незамкнутому контуру;
• Вырубку – операция, позволяющая полностью отделить деталь от исходной заготовки;
• Надрезку – операция, где применяется сдвиг и происходит неполное отделение части заготовки;
• Проколку – пробивка отверстий в заготовке без удаления материала;
• Пробивку – пробивка отверстий в заготовке с помощью сдвига с устранением части материала;  
• Обрезку – технология устранения лишнего материала сдвигом;
• Зачистку – шлифование заготовки для устранения налета, шероховатостей и для повышения точности размеров детали;
• Высечку – технология полного отделения части от целой заготовки с применением инструментов;
• Просечку – пробивка отверстий с устранением части материала с применением инструмента;
• Надрубку – операция по образованию углублений на заданной глубине изделии с применением инструмента;
• Отрубку – технология полного отделения доли заготовки с применением инструмента;
• Разрубку – технология, при которой с исходной заготовки удаляется верхний слой и разрубается на части;
• Ломку – изгибая деталь заготовка разделяется на части.

Рисунок 1. Пример штампа с разделением материалов.

2.      Штампы с изменением формы – это вид технологии, который используется для создания сложных металлических деталей. В процессе такой штамповки металл помещается в форму, а затем подвергается давлению, чтобы принять нужную форму.
К нему относятся следующие технологии:

• Гибка – деформация металла путем его изгиба, при котором происходит растяжение внутренних слоев и сжатие внешних слоев материала;
• Вытяжка – обработка металла, при котором заготовка деформируется в полую деталь путем постепенного вытягивания материала;
• Скручивание – процесс деформации металла путем поворота одной его части относительно другой;
• Растяжка – процесс увеличения длины и уменьшения толщины металлического изделия путем приложения растягивающих усилий;
• Рельефная формовка – это процесс создания трехмерных объектов из металлического листа или полосы путем придания ему формы с помощью специальных штампов и оборудования;
• Отбортовка отверстий – это процесс обработки отверстий в металлических заготовках, который заключается в увеличении их диаметра и формировании отбортовки по краю отверстия;
• Отбортовка контура – процесс деформации края металлического листа или профиля для создания полой или выпуклой кромки;
• Обжатие – это технологический процесс, при котором происходит уменьшение размеров поперечного сечения металлической заготовки под воздействием давления.

Рисунок 2. Пример штампа с изменением формы.

3.      Штампы совмещенного действия – это штампы, которые используются для выполнения двух или более операций одновременно, сокращая тем самым время производства и повышая эффективность работы.
Данный вид штампов принято делить на три категории:

• Сочетание разделительных методов (пробивка и проколка)
• Сочетание формоизменяющих методов (отбортовка и гибка)
• Сочетание разделительных и формоизменяющих методов (вырубка и гибка, вырубка и формовка).

Рисунок 3. Пример штампа совмещенного действия.

4.  Штампы последовательного действия – включает в себя выполнение двух и более технологий последовательно с использованием отдельных пунсонов в одном штампе за несколько действий при продвижении заготовок. На последней операции производится окончательная обработка детали.
Штампы последовательного действия делятся на 2 группы:

• Выполнение нескольких разделительных технологий.
• Выполнение нескольких как разделительных, так и формоизменяющих технологий.

Рисунок 4. Пример штампа последовательного действия.

Использование штампов для производства продукции сложных форм является одним из самых эффективных методов производства, поскольку обеспечивает высокую скорость производства при простоте и низкой стоимости процесса.
 
Подводя итог, холодная ковка считается широко применимой технологией обработки металлов давлением, благодаря которой можно получать изделия разнообразных форм и размеров. Применение такой техники позволяет добиться высокой точности геометрии изделий и качества поверхности, что устраняет необходимость дополнительной отделки.