Штампування металу (ізотермічна, вибухом, магнітна) - як зробити виріб швидко і точно відео
Штампування металу дозволяє швидко і точно надати вихідного листовому матеріалу форму готового виробу. Даний процес полягає в деформації металу під дією спрямованого тиску. При цьому матеріал змінює свою форму, зберігаючи початкову товщину листа.
1 Основні види штампування металів
Такий спосіб обробки застосовується в дрібному, середньому і великому обсязі в виробництвах, що спеціалізуються на машино- і приладобудуванні. Штампування виробів з металу застосовується майже у всіх галузях, дозволяючи створювати будь-які деталі (від стрілок годинника до автомобільних дисків і елементів корпусу літаків). Дана технологія має дуже довгу історію і навіть зараз активно розвивається. Постійно з'являються нові методи, які використовують сили різного походження, крім гравітації. Деформування відбувається під дією гідравлічного тиску, електричного струму, магнітного поля і т. Д. Далі ми розглянемо питання, пов'язані з принципом дії штампувальних пресів, видами та методами деформації металу і використанням виробів, створених у такий спосіб в різних галузях промисловості.
Деформація листового металу може здійснюватися під дією високого тиску або при комбінуванні тиску і температури. Виходячи з цього, всі типи штампування можна розділити на дві великі групи:
Деформація листового металу
Обидва типи мають свої переваги і недоліки, які розмежовують сфери їх використання. Холодне штампування здійснюється при температурі нижче точки плавлення металу. Це дозволяє уникнути усадки при охолодженні, але накладає обмеження на форму кінцевого виробу. Таким методом створюють деталі без великої кількості рельєфних елементів, наприклад, деталі корпуса автомобіля. Основні вимоги до використовуваного матеріалу при холодному штампуванні - висока пластичність і відсутність тендітних деформацій. Метод підходить для низьковуглецевих і легованих сталей, міді, латуні, сплавів алюмінію і магнію, титану. Поверхня виробів виходить рівною, гладкою, розміри продукції з високою точністю відповідають заданим.
Залежно від виду готової продукції холодне штампування може бути листової і об'ємною. Листова призначена для створення таких елементів, як корпусу приладів, деталі автомобільного кузова, різні пластини складної геометричної форми. Заготовки зберігають свою первинну товщину, змінюється тільки їх геометрична форма. За допомогою об'ємного штампування виробляють деталі, до яких висуваються вимоги особливої надійності і точних геометричних розмірів: коленвали автомобілів, кульові опори і т. П. У процесі таких деформацій відбуваються вдавлення одних структурних елементів поверхні і видавлювання інших.
Переваги листового штампування перед звичайною різкою досить значні. По-перше, така кування має велику продуктивність - до 40 тисяч деталей за зміну. По-друге, таким способом можна створити виріб великої потужності при малій товщині матеріалу, наприклад, обладнавши конструкцію ребрами жорсткості, що зробити практично неможливо при будь-якому типі різання. Поверхня отриманих деталей рівна, не вимагає шліфування і грунтовки перед фарбуванням. Всі перераховані переваги дозволили повсюдно впровадити методи штампування у всіх галузях промисловості, особливо в автомобілебудуванні, авіації і електронному виробництві.
Листове штампування деталей
Гаряче штампування, або кування, вимагає попереднього нагрівання самої заготовки або заготовки і штампувального молота. Даним методом створюються деталі складної геометричної форми, що вимагають подальшої механічної обробки, оскільки на стику прес-форм залишається частина матеріалу. Поверхня виробів внаслідок нагрівання до високої температури покривається плівкою оксидів, які видаляються на подальших етапах виробництва.
Даний метод штампування здійснюється за допомогою дії на гарячу деталь, яка знаходиться між рухомою і нерухомою частинами преса. Залежно від зазору між частинами штампа ковку ділять на два види:
- У відкритих штампах. Такий спосіб передбачає наявність невеликого зазору між площинами преса. У цей простір випливають надлишки металу - облой. Він перекриває весь вільний простір, внаслідок чого інший матеріал змушений зайняти своє місце в прес-формі. Такий метод дає можливість виробляти деталі точних геометричних розмірів, але вимагає подальших технологічних операцій з видалення облоя.
- Штампування в закритих штампах. Даний вид гарячого кування відбувається за допомогою дії прес-форм, між якими не залишається зазор. В результаті виходить закрита порожнина, в якій формується виріб. Заготовки для такої штампування повинні мати точно розраховані розміри, форму і товщину. Одна з переваг закритих штампів - практично повна відсутність облоя, так що таке виробництво є більш ефективним, хоча і вимагає ретельної підготовки вихідного матеріалу.
2 Альтернативні методи штампування металу
Кування і штампування можуть здійснюватися не тільки тиском молотів і високою температурою, але і за допомогою інших сил.
Розглянемо найбільш поширені види деформації металів:
- У виробництві деталей для літаків і ракет широко використовується штампування вибухом (рис. 1). Технологічний процес формування деталей виробляють в басейні з водою, розташувавши заготовку на прес-форму, над якою розміщується заряд вибухової речовини. Після детонації вибухова хвиля в комбінації з сумішшю газів високого тиску діє на заготовку, надаючи їй потрібну форму. Таким методом формуються складні елементи для авіації і ракетобудування, вибухом патрубка для моторів набувають плавні вигини, так як у водному середовищі не відбувається їх розрив.
- Магнітно-імпульсна кування і штампування (рис. 2) здійснюються шляхом перетворення електричного струму і супутнього йому магнітного поля в механічні деформації заготовки. Процес здійснюється дуже швидко - за десяті частки секунди.
- Електрогідравлічна штампування (рис. 3) заснована на дії високої напруги в середовищі рідини. В результаті замикання контактів провідника виникають висока температура і хвиля тиску, що робить даний метод схожим на деформацію вибухом.
- Ізотермічне штампування є одним з альтернативних підвидів гарячого кування. Відмінність полягає в тому, що прес-форма і заготівля розігріваються до температури плавлення металу, яка підтримується протягом усього процесу. В результаті такої дії преса виключається ризик виникнення тріщин, пов'язаних з перепадом температур. Всередині форми метал отримує властивості пластичного матеріалу і з високою точністю заповнює всі порожнечі. Вироби отримують точну форму і розміри, практично не потребують подальшої обробки (рис. 4).
- Валкове штампування (рис. 5) здійснюється за допомогою прокатування заготовки на твердосплавних прес-валах. Після такої обробки деталь отримує задану форму, підвищуються механічні властивості внаслідок виникнення спрямованості мікроструктур металу.
3 Переваги використання методів штампування
Виготовлення деталей за допомогою високого тиску дозволяє створювати деталі практично будь-якої форми, значно зменшуючи витрати матеріалу. У порівнянні з різкою листовий матеріал під пресом не втрачає механічних властивостей.
Штампування досить проста в застосуванні як на великих підприємствах, так і в дрібносерійному виробництві.
Виготовлення деталей за допомогою високого тиску
Дана високошвидкісна технологічна операція дозволяє отримувати від 30 до 40 тисяч деталей на добу. Після завершення штампування вироби потребують тільки в мінімальній доопрацюванні: зняття облоя, шліфування та полірування.
Універсальність застосування методу забезпечується можливістю швидкої заміни прес-форм, розташованих на молотах. Штампування доводить свою високу результативність при впровадженні на виробництвах різного типу (від точного приладобудування до створення автомобілів, літаків і ракет).
Такі види механічного деформування, як магнітна, вибухова і електрогідравлічна штампування, дозволяють створювати суцільні конструкції практично будь-якого розміру без швів.
4 Висновок по темі
Штампування застосовується вже дуже давно, так як походить від кування металу - процесу, що розвивається разом з людством, без якого неможливо уявити собі створення знарядь праці, будівельних інструментів і зброї.
Сучасні методи виготовлення деталей вимагають не тільки високої точності, але і економії матеріалу. Тоді як при різанні металу дуже велика його частина йде в стружку, штампування з максимальною раціональністю витрачає матеріал, надаючи йому форму, практично не потребує подальшої обробки.
Хоча преси, використовувані для штампування, постійно розвиваються, збільшуючи потужність і продуктивність, їх технічні характеристики іноді не дозволяють створити деталі дуже великих розмірів. В такому випадку на допомогу приходять альтернативні методи, які використовують гідравлічні, вибухові і електромагнітні сили.
Впровадження на виробництво даних методів дозволяє скоротити витрату матеріалів, збільшити точність і надійність виробів і прискорити технологічні процеси виробництва.
Трубогиб ручний ТР і інші марки - розглядаємо типи цього пристосування
У цій статті ми розглянемо різні механічні трубогиби, які можна використовувати руками, застосовуючи тільки мускульну.
Види зварювальних апаратів - огляд популярних моделей
