Штамповка металла представляет собой совокупность нескольких процессов металлообработки, таких как вырубка, гибка и волочение. Штамповочный станок по металлу — это универсальный станок, способный выполнять множество задач по металлообработке, которые превращают листовой металл в необходимую деталь. Возможности штамповки металла сгруппированы на резку и формовку.
Резка.
Резка — это прикладывание достаточного усилия сдвига для разделения материала. Сила сдвига должна превышать предел текучести материала, чтобы материал разрушился и отделился в месте разреза.
Вырубка.
Вырубка — это этап изготовления металла, на котором заготовка вырезается из основного металлического листа. Нисходящий ход пуансона срезает контур заготовки. Вырез называется заготовкой. Обычно это первый шаг в процессе изготовления детали. Это делает заготовку более управляемой для последующих операций. Излишки материала утилизируются и могут быть переработаны.
Особым видом вырубки является тонкая вырубка, при которой основной металлический лист поддерживается прокладками высокого давления. Одна из колодок оснащена ударным кольцом (V-образным кольцом). Кольцо прокалывает периметр детали перед контактом с матрицей и предотвращает смещение металла при проталкивании его к пуансону. В нем используется контрматрица для обеспечения возвратно-поступательного движения в нижней части заготовки и поддержания ее плоскостности. Плотный зажим и сбалансированное давление предотвращают пластическую деформацию. Это приводит к более гладким и полностью срезанным краям. После пробивки инструмент открывается, и выталкивающий штифт в нижней половине проталкивает готовую деталь.
При чистовой вырубке зазор сведен к минимуму до менее чем 0,01мм для достижения полностью срезанной кромки в сочетании с высоким давлением. Зазор намного меньше по сравнению с традиционной штамповкой. Следовательно, он подвержен ускоренному износу инструмента из-за случайного контакта между матрицей и пуансоном. Тонкая (беззазорная) вырубка идеально подходит для деталей, требующих плоскостности, геометрической точности и должны иметь гладкие края. Она также может прокалывать небольшие отверстия в детали. Однако это дороже по сравнению с традиционной вырубкой. Также данный вид обработки зависит от свойств и толщины материала.
Штамповка.
Штамповка, или иногда называемая прокалыванием, работает аналогично вырубке. Это процесс обработки небольших форм (например, отверстий) в заготовке с помощью силы сдвига. Часть заготовки отрезается от заготовки и после выбрасывается. Штамповка может сочетаться с этапом вырубки одним движением пуансона вниз.
Обрезка.
Обрезка — это этап, на котором ширина уменьшается до желаемого профиля путем вырезания внешнего периметра заготовки. Излишки материала часто выбрасываются или могут быть переработаны.
Продольная резка.
Продольная резка — это этап, на котором часть заготовки частично вырезается без отделения ее от основного листа.
Обработка металлов давлением.
Формовка — это изменение формы участка материала путем приложения комбинации сжимающих и растягивающих напряжений для деформации детали. Этот процесс включает использование штампов и пуансонов для деформирования металла, создания изгибов, кривизны или сложных форм.
Гибка.
Гибка — это процесс металлообработки, заключающийся в формировании угла или кривизны в заготовке путем пластической деформации для формирования изгиба. Это делается путем вдавливания формующего пуансона в заготовку, который закреплен в противоположной стороне матрицы. Направленный вниз ход пуансона создает профиль изгиба, который необходимо придать заготовке. Некоторые из методов гибки, которые могут быть выполнены в процессе штамповки, включают следующие:
Нижнее нажатие:
При донном прессовании пуансон прижимает заготовку и касается нижней поверхности V-образной или U-образной матрицы. Матрица определяет конечный угол изгиба. Этот метод позволяет получать точные изгибы и имеет меньшую тенденцию к возврату пружины в заготовке при приложении большего усилия изгиба.
Воздушная гибка:
При воздушной гибке или частичной гибке пуансон частично прижимает заготовку так, чтобы она не касалась нижней поверхности матрицы. Более резкого изгиба можно добиться, приложив большее усилие изгиба. Этот метод менее точен, чем нижнее прессование и чеканка.
Чеканка металла.
Чеканка — это процесс гибки, при котором заготовка сжимается между пуансоном и матрицей. Усилие сжатия в 30 раз больше, чем при другом процессе гибки. пуансон и матрица дополняют друг друга, а их внутренние размеры задают точный угол или кривизну заготовки. Этот метод обеспечивает более точный изгиб и устраняет тенденцию к возврату пружины.
Отбортовка металла.
При отбортовке или гибке с притиркой заготовка удерживается между нижней матрицей и верхней прижимной площадкой, а выступающий материал прижимается вниз формующим пуансоном. Возвратная пружина компенсируется изменением угла наклона матрицы и пуансона. Этот метод подходит для выполнения перпендикулярных изгибов.
Волочение металла.
Волочение — это процесс металлообработки. Заключается в придании заготовке полой или вогнутой формы с бесшовным краем и деталями нескольких диаметров. Оно выполняется путем зажима заготовки в матрице держателем заготовки. А также продавливания через нее с помощью волочильного пуансона. Когда вытяжной пуансон движется вниз к полости, заготовка испытывает сложную последовательность напряжений и деформаций, формируя готовую деталь.
Когда заготовка вытягивается больше, чем ее диаметр, это считается глубокой вытяжкой. В противном случае это называется мелкой вытяжкой.
Чеканка.
Чеканка — это процесс металлообработки, направленный на изменение шероховатости поверхности заготовки. Достигается путем приложения сжимающего напряжения, приводящего к пластической деформации. Результатом этой операции является уменьшение размера поверхностных зерен и более твердая поверхность заготовки при сохранении ее ударной вязкости и пластичности.
Эта операция отличается от чеканки сгибанием. Она используется при изготовлении монет, пуговиц и значков.
Тиснение.
Тиснение — это процесс, при котором рисунок приподнимается над поверхностью металла. Обратное тиснение, при котором рисунок вдавливается в металл, создавая вдавленную область. Эти процессы выполняются путем прижатия заготовки к матрице с охватом. Эти процессы используются для маркировки или украшения заготовки путем добавления уникальных и специфических деталей, таких как тексты, логотипы и изображения.