К комбинированным операциям относят - различные комбинации одновременно выполняемых в одной или нескольких позициях штампа различных операций. Операции холодной объемной штамповки: выдавливание, высадка, чеканка и калибровка, накатка резьб и зубчатых колес и др.
В холодной штамповке применяют разнообразные как металлические, так и неметаллические материалы.
Неметаллические штампуемые материалы разделяют на две группы. К первой группе относят: бумагу, картон, прессшпан, кожу, фетр, войлок, резину и прорезиненную ткань, хлопчатобумажные и шерстяные ткани и другие прокладочные материалы. Ко второй группе относят конструкционные, электроизоляционные и теплоизоляционные материалы:
1) слоистые пластмассы - текстолит, гетинакс, стекло- текстолит, асботекстолит, фибра, древеснослоистые пластики и др.,
2) блочные пластмассы - органическое стекло, целлулоид, винилласт, поливинилхлорид, полиэтилен,
3) асбестовые изделия - бумага асбестовая, картон асбестовый, гидроизол, паронит, асбометаллическое армированное полотно,
4) слюда и миканиты: слюда (мусковит, флагонит, биотит), миканиты
(коллекторный, прокладочный, формовочный и гибкий).
К металлическим относятся следующие металлы и их сплавы: железо, медь, алюминий, магний, цинк, никель, титан; обрабатывают штамповкой и менее распространенные металлы и их сплавы: молибден, тантал, кобальт, бериллий, цирконий, золото, серебро, платину и др.
2. Объемная и листовая штамповка
Объемная штамповка.
Холодная объемная штамповка — один из наиболее производительных методов изготовления деталей из сталей, цветных металлов и их сплавов. Его широко применяют в машиностроении, приборостроении и других отраслях металлообрабатывающей промышленности.
Холодная объемная штамповка по сравнению с обработкой резанием обеспечивает более высокую производительность, экономное расходование металла и способствует улучшению его механических свойств, повышению надежности и долговечности эксплуатации изготовленных деталей.
По сравнению с горячей объемной штамповкой, холодная имеет ряд преимуществ: отпадает необходимость нагрева металла, исключаются операции, необходимые для удаления окалины, а также обезуглероживание поверхностного слоя металла и др. Кроме этого, при холодной объемной штамповке отходы металла значительно меньше, точность штампованных деталей может достигать 4—3-го классов (при горячей — 7—5-го классов), чистота поверхности может быть обеспечена до 7-го класса шероховатости и выше.
Детали, изготовляемые холодной объемной штамповкой, нередко доделывают резанием: подрезают торцы, прорезают узкие пазы, сверлят отверстия малых диаметров и др.
Холодная объемная штамповка и холодная высадка применяются для изготовления различных стандартных, нормализованных или оригинальных (нестандартных) деталей, например болтов, винтов, заклепок, шариков, роликов и колец подшипников качения, фасонных гаек автомобилей, поршневых пальцев, мелких цилиндрических и конических зубчатых колес, корпусов запальных свечей автомобиля, формоизменяющие.
Методом холодной объемной штамповки практически можно обработать многие стали, а также деформируемые цветные металлы и сплавы (латуни, сплавы алюминия и некоторые другие). Плохо поддаются деформированию в холодном состоянии, стали со значительным содержанием углерода, некоторые сложные легированные стали, сплавы титана, ряд цветных сплавов.
К формоизменяющим операциям холодной объемной штамповки относят: предварительное деформирование заготовок, осадку, прессование (выдавливание), выдавление полостей, калибровку, чеканку, высадку, гибку и некоторые другие, которые осуществляют на кривошипных или гидравлических прессах.
Предварительное деформирование обеспечивает обжатие рубленой заготовки в матрице для придания ей требуемой формы. Иногда эту операцию называют калибровкой заготовок. Предварительное деформирование позволяет устранять дефекты после рубки и получать точные по форме и размерам заготовки, что создает благоприятные условия для дальнейшей штамповки и повышает стойкость штампов.
Осадка — это операция холодной объемной штамповки, в результате которой формообразование полуфабриката происходит за счет уменьшения высоты заготовки с одновременным увеличением ее поперечного размера.
Холодную осадку применяют для получения деталей с односторонними и двухсторонними выступами, а также и болеесложной формы.
Листовая штамповка
Листовой штамповкой изготовляют самые разнообразные плоские и пространственные детали массой от долей грамма и размерами, исчисляемыми долями миллиметра (например, секундная стрелка ручных часов), и детали массой в десятки килограммов и размерами, составляющими несколько метров (облицовка автомобиля, самолёта, ракеты).
Для деталей, получаемых листовой штамповкой, характерно то, что толщина их стенок незначительно отличается от толщины исходной заготовки. При изготовлении листовой штамповкой пространственных деталей заготовка обычно испытывает значительные пластические деформации. Это обстоятельство вынуждает предъявлять к материалу заготовки достаточно высокие требования по пластичности.
При листовой штамповке чаще всего используют низкоуглеродистую сталь, пластичные легированные стали, медь, латунь, содержащую более 60 % Cu, алюминий и его сплавы, магниевые сплавы, титан и др. Листовой штамповкой получают плоские и пространственные детали из листовых неметаллических материалов, таких, как кожа, целлулоид, органическое стекло, фетр, текстолит, гетинакс и др.
Листовую штамповку широко применяют в различных отраслях промышленности, особенно в таких, как авто-, тракторе-, самолето-, ракето- и приборостроение, электротехническая промышленность и др.
К преимуществам листовой штамповки относятся:
-возможность получения деталей минимальной массы при заданной их прочности и жесткости, достаточно высокие точность размеров и качество поверхности, позволяющие до минимума сократить отделочные операции обработки резанием;
-сравнительная простота механизации и автоматизации процессов штамповки, обеспечивающая высокую производительность (30—40 тыс. деталей в смену с одной машины);
-хорошая приспособляемость к масштабам производства, при которой листовая штамповка может быть экономически целесообразной и в массовом, и в мелкосерийном производстве.
Холодной объемной штамповкой удается получать сложные изделия и заготовки с точностью размеров до 8-ого квалитета и шероховатостью поверхностей, равной 5-10 мкм. В связи с этим, несмотря на ряд ограничений технологической возможности, холодная объемная штамповка получает все большее применение в различных отраслях промышленности.
3. Оборудование. Основные стадии и операции при штамповке
Основным оборудованием (машинами) для холодной штамповки служат универсальные и специальные прессы. На универсальных прессах выполняют разные штамповочные операции: вырубку, гибку, вытяжку и др., а на специальных — только определенные, например глубокую вытяжку, специальную гибку.
По способу привода рабочих органов прессы подразделяют на механические, гидравлические, пневматические, электромагнитные. У механических прессах рабочие органы приводятся в действие электродвигателем с помощью механической передачи, у гидравлических—плунжером гидравлического цилиндра, который перемещается под действием жидкости высокого давления, и т. п.
Пресса для штамповки могут быть простого действия — с одним ползуном и двойного или тройного действия — соответственно с двумя или тремя ползунами, имеющими самостоятельные приводы. Первые обычно универсальны, а вторые и третьи относятся к специальным прессам и применяются главным образом для глубокой и сложной вытяжки.
Современные штамповочные прессы оснащаются устройствами для механизации или автоматизации работы или представляют собой пресс-автоматы.
Для получения заготовок исходный материал для штамповки нередко разрезают на механических или гидравлических ножницах разных типов.
Кривошипные или гидравлические листовые ножницы предназначаются для прямолинейной резки листов на полосы или на отдельные заготовки. Широкую ленту разрезают на более, узкие на дисковых ножницах с цилиндрическими ножами. Вырезку или обрезку по криволинейному контуру можно выполнять на высечных или вибрационных ножницах или на дисковых с коническими ножами. Сортовой прокат и профили разрезают на пресс-ножницах или на комбинированных пресс-ножницах.
Кроме прессов и ножниц, в цехах холодной штамповки устанавливают и иное оборудование, например машины, станки для накатки резьб и т. д. Однако количество таких машин в цехах холодной штамповки относительно невелико.
Конструкции прессов, ножниц и других машин для холодной штамповки непрерывно совершенствуют. Повышается их производительность и оснащенность устройствами для механизации и автоматизации работы, улучшается удобство их обслуживания.
Операции холодной штамповки могут осуществляться на механических и гидравлических прессах, а так же на холодноштамповочном оборудовании других видов.
К механическим прессам относятся:
- кривошипные прессы общего назначения, на которых выполняют различные операции листовой штамповки после соответствующей переналадки;
- кривошипные вытяжные пресса двойного действия, используемые для глубокой вытяжки из листовой заготовки;
- кривошипно-коленные пресса – чеканочные и предназначенные для холодной объемной штамповки;
- винтовые пресса на которых выполняют операции объемной штамповки;
- листоштамповочные и холодновысадочные пресса - автоматы.
Гидравлические пресса применяют для формоизменяющих операций листовой и объемной штамповки. К другим видам холодноштамповочного оборудования относятся листовые и сортовые ножницы, листосортоправильные и гибочные машины, а также другие машины ротационного типа.