Чем отличаются холоднодеформированные трубы от горячекатаных

Трубы горячего и холодного деформирования: отличия

Наиболее востребованные виды металлопроката сегодня представлены холоднодеформированными и горячедеформированными стальными трубами. Каждая из них имеет свою сферу применения и технические и функциональные особенности, выгодно ее отличающие.

Главное различие горяче- и холоднодеформированных труб лежит в процессе их изготовления. Первые получаются при высоком нагревании металлического слитка при его прокатке, вторые – приобретают заданную форму без теплового воздействия.

Горячекатаные трубы

ГОСТ для горячекатаных труб

ГОСТы 8732-78 и 8731-74 используются при производстве горячекатаных труб. Они содержат возможный сортамент и необходимые технические характеристики, которыми должны обладать изделия.

Изготовление г/к труб

Горячекатаные трубы изготавливают при производстве проходят три основных этапа:

· прошивка оправкой. При высокой температуре свыше 1151 °С производится прошивка для получения гильзы из стальной заготовки.

· раскатка трубы. Прокатку трубы делают несколько раз и на выходе получают трубу с точными показателями диаметра и толщины стенки изделия.

· горячая отделка обкатным станом;

· применение калибровочного стана для получения точного соответствия правилам ГОСТа.

Основное отличие от холоднокатаной трубы в том, что горячекатаная проходит данные этапы в разогретом состоянии, в следствии чего приобретает иные прочностные характеристики.

Свойства и применение

При производстве горячекатаных стальных труб, применяются углеродистые и легированные марки стали. Диаметр по ГОСТам позволяет предложить продукцию с диаметром от 28 до 530 мм, толщина стенки может составлять от 2,5 до 75 мм.

В редких случаях самый маленький диаметр может составить 16 мм. Наиболее распространённым является диаметр от 28 до 400 мм с толщиной стенки от 2,8 до 30 мм.

Трубы горячего деформирования, отличаются прочностью и высокой скоростью изготовления. Данная продукция часто используется в строительстве, химической промышленности, при изготовлении котлов и лёгких конструкций.

Различия

Оба вида стальных труб нуждаются в разогреве, чтобы их можно было деформировать в цилиндр нужного размера. Однако при холодной деформации разогрев идет незначительный, не меняющий внутреннюю структуру металла, а при горячей – сильный разогрев, который позволяет быстро обработать сталь и сделать готовое изделие металлопроката недорогим.

В холодном прокате на гильзу из стали воздействуют, в основном, давлением. Это дает большие затраты топлива, так как давление должно быть очень сильным и мощным, зато позволяет получить более точный и прочный прокат. Правда, цена при этом заметно возрастает.

Холодной деформации чаще подвергаются мягкие марки стали с низким содержанием углерода и других добавок, например, стали 10-25. Из такого стального сплава получается гладкая и красивая труба с поверхностью высокого качества. Если трубопрокат будет эксплуатироваться для проведения жидкостей с осадками, то это имеет большое значение, так как на внутренней гладкой поверхности они будут скапливаться гораздо меньше.

Холоднокатаные трубы

ГОСТы для холоднокатаных труб

Нормативным документом по производству холоднокатаных труб являются ГОСТы 8734-75 и 8733-74.

Изготовление

Основными этапами производства х/к труб является:

· Производство заготовки. Трубопрокатные станы горячей прокатки из разогретой стальной болванки делают полую гильзу. Отверстие в ней формируется путём прохода оправки насквозь через цельную заготовку.

· Заключительный этап формирования трубы. На стане холодной прокатки происходит процесс деформации на неподвижной конической оправке. Трубу обрабатывают, применяя калибры, закрепленные в вырезах валков.

Для изготовления стальных холоднокатаных труб используют углеродистые или легированные материалы.

Характеристики

· толщиной стенки варьируется от 0,06 до 12 мм;

· диаметр от 0,3 до 450 мм;

· возможно использование различных марок стали;

Область применения

Холоднокатаные трубы используются в производстве мебели, авиации, машиностроении, космонавтике и других сферах промышленности: изготовление двигателей, котлов, промышленных установок и в медицинской промышленности.

Как отличить и что выбрать?

Во-первых, рассмотрите качество поверхности трубы. У холоднокатаного проката она практически идеальна, не содержит окалин и других мелких изъянов, так как им просто неоткуда браться. Горячекатаные трубы менее гладкие и совершенные в этом плане.

Горячекатаные трубы хуже гнутся, так как сталь уже была деформирована на внутреннем уровне большими температурами. Лучше использовать их для прямых соединений, а не для сложных узлов, так как при высоком давлении изогнутая горячекатаная сталь может повредиться.

Во-вторых, смотрите на стоимость трубы стальной. У холоднодеформированного варианта не может быть такая же небольшая стоимость, как у горячекатаной. Они нужны для более точных работ, высокого давления и ответственных участков любых трубопроводов.

В деле выбора стального трубопроката последнее слово всегда остается за клиентом. Вы можете позвонить в и получить бесплатную консультацию об оптимальном выборе под любые запросы! Звоните!

Высокий спрос на стальные трубы объяснить довольно просто – они являются основным элементом системы подачи воды, газа или отопления. В некоторых системах наличие так называемых бесшовных труб, обеспечивающих высокую герметичность, обязательно. По методу изготовления, все бесшовные трубы делятся на горячекатаные и холоднокатаные изделия. Метод определяет дальнейшие свойства стали, соответственно, и конечного продукта.

Критерии, влияющие на стоимость круглых труб

Цена на круглые трубы формируется из многих факторов, в том числе стоимости стали, заготовок, транспортировки и других немаловажных пунктов. На этапе производства, наиболее ощутимыми факторами являются:

· марки стали; диаметра;

· партии покупки (опт или розница);

· класса и типа изделий.

При планировании закупок металла, нужно точно понимать, что наиболее оптимальный выбор составит закупка металла, который полностью отвечает требованиям, а дальнейшем использовании, не превышая сильно необходимых прочностных характеристик, в целях экономии. Наши специалисты помогут подобрать оптимальную заявку исходя из целей использования труб и ответят на все интересующие вас вопросы.

Читайте также:
Ткань бархат: виды, состав, свойства

Варианты монтажа

Выбор монтажа опирается на функции прокладываемой магистрали. Когда необходимо герметичное и прочное соединение, предпочтение отдается сварке. В бытовых магистралях чаще выбор останавливают на применение фитингов в качестве креплений труб.

Фитинговое соединение труб предполагает ряд этапов:

  • Нанесение резьбы на предварительно очищенный край трубы;
  • Использование в качестве укрепителя специальных ниток;
  • Соединение с фитингом.

Как горячедеформированные, так и холоднодеформированные трубопроводы и магистрали служат более 50 лет. Они надежны, легко ремонтируются и противостоят изменениям внешней среды.

Технические характеристики котловых труб

Тип котла Трубы кипятильные Трубы экранные Трубы опускные перепускные
Вес, кг Цена с НДС Вес, кг Цена с НДС Вес, кг Цена с НДС, руб
Котел ДКВР
2,5-13 1527 175 600 420 48 500 150 18 000
4,0-13 2442 280 000 500 57 000 150 18 000
6,5-13 4810 553 000 740 85 100 200 23 000
10,0-13 4650 534 000 1500 172 500 400 46 000
10,0-39 4500 517 000 1500 172 500 400 46 000
20,0-13 6250 718 000 2840 326 500 2785 320 000
Котел ДЕ
4,0-14 1100 126 500 1000 115 000
6,5-14 1200 138 000 1800 207 000
10,0-14 2430 280 000 2070 238 000
16,0-14 3720 427 000 2480 285 000 120 13 800
25,0-14 4300 495 000 3300 379 000 200 23 000
Котел КЕ
2,5-14 1260 145 000 1200 138 000 150 18 000
4,0-14 1900 218 000 1300 150 000 200 23 000
6,5-14 2940 338 000 1770 203 000 250 28 000
10,0-14 4330 497 000 2400 276 000 350 40 000
25,0-14 8602 989 000 3775 434 000 2800 322 000

BigCut » Отличия холоднокатаного и горячекатаного листа

Листовой металлопрокат имеет широчайшую сферу применения – он востребован как в тяжелой промышленности и автопроме, так и в медицине, пищевой отрасли и индустрии рекламы. Способ производства листа – горячекатаный или холоднокатаный – оказывает непосредственное влияние на выбор сферы его применения. Зная особенности каждого способа и характеристики проката, можно правильно подобрать тип листовой стали для конкретной работы.

Лист стальной холоднокатаный

Производится путем холодной раскатки из низкоуглеродистых материалов и позволяет получать довольно тонкую и равномерно раскатанную продукцию. Этот высококачественный прокат отличается высокой пластичностью. Он предназначен для последующей штамповки, гибки, а также для изготовления облицовочных материалов, элементов декора, эксклюзивной продукции. Для изготовления листов холоднокатаным способом применяются мощные станки и предварительная обработка заготовки травлением, поэтому его производство обходится дороже, а значит и цена листа будет выше.

Лист стальной горячекатаный

Производится методом горячего проката, что подразумевает разогрев заготовок в печах до температуры свыше 900°С и раскатку их до нужной толщины. При изготовлении применяется углеродистая, низколегированная сталь. Этот способ обходится дешевле, нежели получение листа холоднокатаным методом, но качество листа заметно разнится.

Отличия горячекатаного проката от холоднокатаного

Толщина холоднокатаного листового проката от 0,35 до 3,0 (реже 5,0) мм. Ширина от 500 мм и более. Толщина горячекатаных листов от 1,5 до 50 мм.

Точность раскатки холоднокатаного листа выше, нежели точность горячего проката. Объясняется это тем, что после нагрева и последующего охлаждения сталь сжимается, лист может чуть повести, а его край и поверхность могут иметь неровности. При этом точность холоднокатаного проката очень высокая: толщина листа равномерная по всей его поверхности, а углы всегда прямые.

Прочность холоднокатаного листа выше прочности горячекатаного. Механические свойства металла упрочняются при холоднокатаном способе производства, полученные из него листы довольно гибкие и пластичные, поэтому не трескаются при сгибании. Горячекатаный прокат по своей структуре неоднороден, и прочностные свойства распределяются по продукции неравномерно.

Поверхность горячекатаного проката не всегда идеально ровная, возможно проседание листа по его середине, допускаются окалины, производственные неровности по краю, округлые углы. Напротив, поверхность холодного проката без деформаций – гладкая и идеально ровная. Край листа может быть обрезной и не обрезной.

Напряжение в листе холоднокатаного проката распределяется равномерно, поэтому при сварке он не деформируется. Горячий прокат имеет неравномерное внутреннее (остаточное) напряжения, а при сварке лист может «вести». Это одно из самых важных качеств при выборе листового металлопроката.

Холоднокатаный прокат востребован для изготовления высокоточной продукции, эстетических элементов декора и для изготовления прочных корпусов различных механизмов, приборов и оборудования. Из холоднокатаных листов изготавливается кровля, воздуховоды и системы вентиляции, а также металлическая продукция, в ходе эксплуатации которой возможно термическое или химическое воздействие.

Горячекатаный прокат применяется в строительстве для сварки металлоконструкций, для изготовления труб, в машиностроении, станкостроении и оборонной промышленности.

Основные отличия в изготовлении

Для понимания особенностей двух видов труб нужно сделать акцент на том, что холоднокатаные трубы создаются модернизированным методом горячего проката, соответственно, первым делом рассмотреть нужно именно технологию создания горячекатаных изделий. В качестве основы для создания трубы может выступать как кованая заготовка, так и цельнолитная. Она разогревается до температуры 1200 градусов, хотя на это влияет выбранная марка стали. В их производстве используются специальные трубопрокатные станы.

Читайте также:
Что такое гортензия. Гортензия метельчатая

Метод имеет ярко выраженные минусы: низкий в сравнении с другими показатель точности, а также ощутимые допуски по толщине. Технология горячего проката может использоваться только для заготовок с толстыми стенками и большим диаметром.Процесс создания труб таким образом проходит несколько этапов:

  1. Выбранная заготовка разогревается до 900-1200 градусов.
  2. При помощи прошивочного пресса создается «гильза», или пустотелый цилиндр.
  3. Далее идет очередь процесса вальцовки, который нужен для создания точных параметров изделия, а именно толщины стенок, диаметров и формы.
  4. После этого выполняется охлаждение трубы с последующей калибровкой.
  5. Финальным шагом является нарезка изделия.

Что касается холоднокатаных труб, то для их создания не могут использоваться сверхвысокие температуры. После обработанная на прошивочном прессе заготовка подлежит охлаждению, так как дальнейшая калибровка производится только при низких температурах материала. Для создания таких труб может использоваться углеродистая, легированная и высоколегированная марка стали.

В целом холоднокатаные трубы способны переносить большие нагрузки, а технология позволяет получить более тонкие стенки. Это влияет на общий вес конструкции, что позволяет применять холоднокатаные трубы в требовательных сферах. Но указанные свойства сказываются на стоимости готовых изделий. Трубы с более низким качеством поверхности, полученные методом горячего проката, стоят дешевле.

Отличия холоднокатаных/горячекатаных листов |

Разница между данными видами продукции заключается в способе производства. Это влияет как на характеристики листа, так и на сферы его использования.

Различия в производстве

При производстве листового металла заготовки (так называемые «слябы») пропускают через катки, которые способствуют постепенному снижению толщину бруска (с раскаткой его в горизонтальной плоскости). Прокатка может проводиться на горячем или холодном металле.

На первый взгляд может показаться, что обработка холодного металла будет дешевле: не нужно повышать температуру заготовки, следить за ее уровнем и обеспечивать высокую пожарную безопасность. На самом деле это не совсем так. Холодный металл имеет меньшую пластичность, соответственно, для его проката необходимо использовать более мощные и прочные станки. К тому же, для ликвидации напряженностей в листах металла после холодной прокатки их приходится обжигать/обжимать. Поэтому горячекатаный лист будет стоить заметно дешевле, чем холоднокатаный аналог.

Но существуют сложности и при горячей прокатке. Металл, как поликристаллический материал, характеризуется неоднородной структурой. Это значит, что даже в пределах одного сляба прочность, теплоемкость, пластичность и упругость колеблются. Кроме того, стоит помнить, что технически очень сложно обеспечить равномерный прогрев заготовки. Более прогретый участок будет быстрее прокатываться, чем более холодный. В этом случае возникают перепады по ширине и/или толщине, которые впоследствии (после остывания листа) только увеличиваются.

Также стоит отметить, что горячая прокатка сопряжена с окислением поверхностных слоев металла воздухом. Соответственно, горячекатаный лист просто отличить от холоднокатаного по имеющейся окалине.

Особенности производства бесшовных труб

Бесшовные
стальные
горячекатанные трубы обычно производят при помощи специальных станов, которые функционируют по принципу непрерывного действия. Весь процесс занимает несколько следующих этапов:

  1. Заготовка помещается в печь и нагревается до необходимой температуры.
  2. При помощи прошивного стана получают гильзу, затем она оправляется и прокатывается.
  3. После прокатки гильзу убирают и обрезают трубу.
  4. Труба выравнивается с использованием калибровочного или редукционного стана. Это позволяет избежать дефектов формы изделия.
  5. После остывания трубу разрезают на части необходимой длины и отправляют на заключительную отделку.

Горяче- и холоднодеформированная труба: отличия и особенности выбора

Главное различие горяче- и холоднодеформированных труб лежит в процессе их изготовления. Первые получаются при высоком нагревании металлического слитка при его прокатке, вторые – приобретают заданную форму без теплового воздействия.

Горячедеформированная труба: характеристики и сфера применения

Это отличный бесшовный материал для хранения агрессивных жидкостей. Чаще всего такие трубы эксплуатируются при строительстве нефте- или газопроводов, тепловых или водных магистралей.

Горячедеформированная труба незаменима в ряде отраслей:

  • Машиностроение;
  • ЖКХ;
  • Химическая промышленность;
  • Переработка и транспортировка нефти.

Труба, созданная при помощи высокого температурного нагревания, обладает высокими показателями прочности и надежности. Кроме этого, среди основных ее технических и внешних характеристик, выступающих ее преимуществами, следует отметить:

  • От 25 до 530 мм – ее наружный диаметр;
  • Для изготовления трубы используется только сталь следующих марок: 10, 45, 20, 35;
  • От 2,5 до 75 мм – толщина металла в трубе;
  • Не поддается коррозии и механическим повреждениям;
  • Не повреждается при землетрясении.

Горячедеформированные трубы: характеристика

Металлоизделия, изготовленные способом горячей прокатки – это изделия для транспортировки жидких, газообразных сред даже агрессивного характера. Чаще всего их используют при возведении нефте- газопроводов, тепловых, водных магистралей.

Производство осуществляется из цилиндрических заготовок из сталей 10, 45, 20, 35 и регламентируется государственными стандартами 8732-78 (сортамент) и 8731-74 (технические требования).

Этапы получения готовых трубодеталей:

  • разогрев заготовки до температуры в пределах точки кристаллизации металла;
  • создание гильзы на прошивном прессе;
  • получение заданных размеров при помощи вальцевания;
  • охлаждение в воде, калибровка;
  • нарезка проката нужных габаритов.

Такие трубные элементы необходимы в следующих сферах:

  • машиностроение;
  • жилищно-коммунальное хозяйство;
  • химическая промышленность;
  • транспортировка и переработка нефтепродуктов.

Горячедеформированный трубопрокат имеет высокую прочность, надежность, стойкостью к коррозии, механическим повреждениям, но не позволяет получать точные размеры.

Диаметр: от 28 до 530 мм, толщина стенки – от 2,5 до 75 мм.

Читайте также:
Электродный отопительный котел Галан — надежный источник тепла

Холоднодеформированная труба: характеристики и сфера применения

Как выбрать холоднодеформированную трубу, и в каких отраслях она не заменима? Технология изготовления такой трубы с предыдущей идентична, за исключением последнего этапа прокатки. В нем изделие не подвергается нагреванию.

Чаще всего такой вид трубы применяется в автомобилестроении, изготовлении различных механизмов и фурнитур. Достаточно высокопрочная труба, к сожалению, подверженная коррозии. Решается эта проблема при помощи оцинковки трубы.

Холоднодеформированная труба отличается данными признаками:

  • Изготовлена из стали 10, 15ХМ, 45, 35, 20;
  • Имеет 4 степени толщины стенок от 0,3 до 24 мм;
  • Высокая точность размеров;
  • Легко поддается сгибанию;
  • От 5 до 250 мм – ее наружный диаметр.

Длина труб обеих вариаций может существенно отличаться.

Холоднодеформированные трубы: характеристика

Производство осуществляется по технологии холодного деформирования идентично предыдущему способу по регламенту ГОСТов 8734-75, 8733-74, но проходит без нагрева. Материал – стали марок 10, 15ХМ, 45, 35, 20. В результате металлические элементы имеют точные заданные габариты, в том числе с маленьким сечением. Металлопрокат такого типа не отличается стойкостью к образованию ржавчины, поэтому его защищают от коррозии цинковым покрытием. Прокат востребован в автомобилестроении, при изготовлении различных механизмов, фурнитуры, в авиации, космонавтике и других областях промышленности.

Толщина стенки проката – 0,06-12 мм. Диаметр от 0,3 до 450 мм.

Чем отличается холоднокатаная труба от горячекатаной

Главная разница заключается в сфере применения. Горячедеформированные металлоизделия универсальны, подходят для эксплуатации в тяжелых условиях, в том числе при контакте с химикатами. Но они не подходят для создания ответственных конструкций, требующих точных размеров. Холоднодеформированные трубы нужны для создания ответственных магистралей и конструкций, эксплуатируемых с максимальным давлением 20 МПа. Также отличия зависят от марки стали, использованной в производстве.

Металлоизделия, независимо от способа прокатки, достаточно надежны. В трубопроводах трубопрокат может функционировать без замены более 50 лет.

Варианты монтажа

Выбор монтажа опирается на функции прокладываемой магистрали. Когда необходимо герметичное и прочное соединение, предпочтение отдается сварке. В бытовых магистралях чаще выбор останавливают на применение фитингов в качестве креплений труб.

Фитинговое соединение труб предполагает ряд этапов:

  • Нанесение резьбы на предварительно очищенный край трубы;
  • Использование в качестве укрепителя специальных ниток;
  • Соединение с фитингом.

Как горячедеформированные, так и холоднодеформированные трубопроводы и магистрали служат более 50 лет. Они надежны, легко ремонтируются и противостоят изменениям внешней среды.

Труба бесшовная

Особенно востребованной продукцией является труба бесшовная из стали, применяющаяся для установки неответственных трубопроводов, служащих для перевозки неагрессивных газов и жидкостей, сыпучих материалов, суспензий и так далее. Для изготовления таких труб используется легированная и углеродистая сталь, выполненная по ГОСТу 8731-78. У бесшовных труб отсутствуют какие-либо другие соединения. Труба бесшовная холоднодеформированная из стали, изготовленная в соответствии с ГОСТом 13663-86, 8639-82, 8645-68. При производстве подобных конструкций используется метод деформирования, сопровождающийся высокими температурами. У изделия сложный химический состав, характеризующийся ГОСТом 380, 1050, 4543, 19281, а выбор марки – параметр, зависящий от назначения элемента и требований, предъявляемых к нему.

Выбор труб

Наиболее сложным вопросом является выбор труб для изготовления определенных конструкций или строительства трубопроводов. При выборе рекомендуется учитывать:

  • возможность применения разных видов труб для определенной цели;
  • технические характеристики;
  • размеры труб.

Область применения горячедеформированных труб

Горячедеформированные трубы изготавливаются из нагретого до высокой температуры металлического слитка методом прокатки.

Процесс изготовления горячедеформированных труб

Готовое изделие является цельным, то есть не имеет сварных швов и отличается следующими качествами:

  • высокой устойчивостью к механическим повреждениям, перепадам температурного режима и гидравлическим ударам;
  • устойчивостью к высокому давлению и высоким температурам;
  • сейсмоустойчивостью.

Где используются горячедеформированные трубы? Преимущественными областями применения являются:

  • химическая промышленность;
  • машиностроение;
  • нефтеперерабатывающая и нефтедобывающая отрасли;
  • теплоснабжение.

Горячедеформированные трубы в силу особенностей производства выпускаются с большей толщиной стенки, что обуславливает дополнительную прочность изделия.

Область применения холоднодеформированных труб

Окончательная обработка холоднодеформированной трубы производится без воздействия высокой температуры.

Процесс изготовления холоднодеформированных труб

Холоднодеформированная труба отличается следующими качествами:

  • высокой прочностью. В силу особенностей производственного процесса прочность холоднодеформированных труб приблизительно на 25% больше, чем у иных видов стальных труб;
  • точностью заявленных размеров;
  • подверженностью сгибанию;
  • возможностью выдерживать низкие и высокие температуры, разные показатели давления, гидравлические удары, перепады температур.

Преимущества холоднодеформированных труб обуславливают область их использования. Такой вид стальных труб применяется:

  • при изготовлении мебельной фурнитуры и отдельных элементов мебели;
  • при изготовлении электрического освещения;
  • в коммунальном хозяйстве (сооружение трубопроводов различного назначения);
  • строительство каркасов;
  • в машиностроении;
  • в котельных установках;
  • в нефтегазовой промышленности.

Единственным недостатком холоднодеформированных и горячедеформированных стальных труб является высокий уровень подверженности коррозии, который снижается благодаря дополнительной химической обработке – оцинкованию.

Технические характеристики

При использовании труб важно знать не только вид, но и технические характеристики изделий, которые указываются на маркировке:

  • если изготовленная труба имеет диаметр более 100 мм, то маркировка наносится на ее поверхность;
  • если изготавливается труба меньшего диаметра, то маркировка должна быть в сопроводительной документации.

При нанесении маркировки указываются такие параметры, как:

  • наименование предприятия изготовителя;
  • ГОСТ или технические условия, в соответствии с которыми произведена данная труба;
  • марка стали, примененная для изготовления;
  • размеры: наружный и внутренний диаметр, толщина стенки;
  • максимальное давление, температурный режим и так далее.
Читайте также:
Способы очистки шлифовальных кругов и лент из наждачной бумаги

Технические характеристики труб

Для изготовления определенной конструкции или трубопровода важно, чтобы все характеристики четко совпадали (имели запас прочности) с технической документацией сооружения.

Сортамент труб

Как выбрать трубы? Кроме технических характеристик, при строительстве трубопроводов, также важно правильно подобрать диаметр.

Сортамент стальных горячекатаных труб представлен в ГОСТ 8732 78.

Выпускаемые трубы могут иметь:

  • диаметр наружный 20 – 550 мм;
  • толщину трубной стенки от 2,5 мм до 75 мм.

При этом длина труб, производимых в соответствии с ГОСТ, может быть:

  • немерной (от 4 м до 12,5 м);
  • кратной немерной с припуском в 5 мм.

Размеры горячедеформированных труб

Размерность холоднодеформированных труб регламентируется ГОСТ 8734 75, в соответствии с которым:

  • диаметр туб может составлять 5 мм – 250 мм;
  • толщина трубной стенки находится в пределах 0,3 мм – 24 мм.

Длина труб может быть:

  • мерной в пределах 4,5 – 9 м;
  • немерной в пределах 1,5 – 11,5 м.

Размеры выпускаемых холоднодеформированных труб

Холодная штамповка металла: технология, виды, оборудование

Холодная штамповка (ХШ) считается наиболее передовой методикой обработки металлов давлением. Ее квалифицированное применение позволяет получать изделия различных форм и размеров. Что важно, изделия, изготовленные по данной технологии, отличаются точностью своих геометрических параметров и высоким качеством сформированной поверхности, поэтому не нуждаются в дальнейшей доработке. Процесс выполнения холодной штамповки можно легко автоматизировать, что дает возможность изготавливать продукцию с его помощью с высокой производительностью.

Эти детали были изготовлены методом холодной штамповки

Тонкости технологии

Штамповка, или штампование, как часто называют такую технологическую операцию, – это процесс, при котором заготовка из металла под воздействием давления подвергается пластической деформации. В результате такого воздействия, для оказания которого используется специальное оборудование, из заготовки формируется готовое изделие требуемых размеров и формы. Деформирование металлической заготовки может выполняться с ее предварительным нагревом, тогда такой процесс называется горячей штамповкой. Если же никакого предварительного термического воздействия на заготовку не оказывается, тогда выполняется холодная штамповка металла.

Классификация основных операций штамповки

При выполнении холодной штамповки металла используется специальная технологическая оснастка. При этом металл, из которого сделана заготовка, подвергается дополнительному упрочнению. Между тем при выполнении холодной штамповки металла ухудшается его пластичность. Повышение прочности заготовки при выполнении холодной штамповки приводит к увеличению хрупкости металла, что является достаточно негативным фактором. Чтобы избежать этого, между технологическими операциями, из которых состоит штамповка деталей в холодном состоянии, выполняют термическую обработку заготовки – рекристаллизационный отжиг. В готовых изделиях, которые в процессе производства были подвергнуты такой термической обработке, оптимально сочетаются параметры прочности и пластичности.

Виды холодной штамповки

Для того чтобы изменить изначальные геометрические параметры металлического листа в нескольких направлениях, применяется холодная объемная штамповка. Чтобы не увеличить сопротивление металла и, соответственно, не снизить его текучесть, такую технологическую операцию выполняют при температуре, которая не превышает ковочную.

Вырубка шайб – простейший пример холодной штамповки

Используя данную технологию, которая требует применения специального оборудования, изготавливают изделия повышенной точности, без таких дефектов, как горячие трещины, царапины, заусенцы и риски, участки, подвергнутые усадке металла. Однако из-за того, что штамповочный пресс, используемый для выполнения объемной ХШ, вынужден преодолевать огромное сопротивление ненагретого металла, получить с его помощью детали сложной конфигурации проблематично. В таких случаях лучше использовать не холодную, а горячую штамповку.

Еще одним видом обработки металла давлением, при выполнении которой заготовки не подвергаются предварительному нагреву, является холодная листовая штамповка. При выполнении обработки по данному методу в качестве заготовок могут выступать лист, лента или полоса, изготовленные из металла. Толщина стенок обрабатываемой детали при использовании такой технологии практически не изменяется, а получить пространственные изделия можно только из пластичных металлов.

Этапы изготовления штампов

Большую роль в обеспечении требуемого качества готового изделия играет проектирование штампов для холодной штамповки, за счет которых и происходит формирование детали с требуемыми геометрическими параметрами. Выполняться рабочие чертежи таких рабочих инструментов, устанавливаемых на штамповочных прессах, могут как в двух-, так и в трехмерном формате. Для решения этой задачи требуются соответствующие знания и навыки.

Разработка чертежа и последующее изготовление штампа, используемого для холодной штамповки, выполняются в несколько этапов:

  • составление эскиза будущего штампа;
  • изучение схемы, по которой будет выполняться раскрой материала, проверка такой схемы посредством специальной компьютерной программы;
  • редактирование эскиза, если в том есть необходимость;
  • окончательная проверка размеров разработанного штампа;
  • обозначение положения и точных размеров отверстий, которые будут выполнены на рабочей поверхности штампа.

При разработке штампов часто приходится выбирать между качеством будущей детали и экономичностью производства

Разрабатывая штампы для холодной штамповки, необходимо разбить чертеж готового изделия на отдельные части и внимательно изучить их. После того как такая процедура будет выполнена, осуществляют производство штампов. При этом необходимо уделить особое внимание требованиям, которые предъявляются к параметрам готового изделия. Для каждого этапа технологического процесса холодной штамповки разрабатывается маршрутная карта, в которой учитываются как время выполнения отдельных операций, так и характеристики поковок на отдельных этапах обработки.

Большая часть штампов изготавливается из углеродистой или легированной стали, но иногда используются и сплавы алюминия и меди

В таком вопросе, как выполнение холодной штамповки металлической заготовки, значение имеют очень многие параметры, к которым, в частности, относятся последовательность выполнения технологических операций, распределение материала в полости рабочего инструмента, используемое оборудование и режимы обработки.

К процессу изготовления штампов для холодной штамповки также предъявляются серьезные требования, поскольку именно от точности данного инструмента зависит качество формируемого изделия.

Штамповка деталей, при которой в качестве заготовки используется листовой металл, может включать в себя целый перечень механических операций. Такими операциями, в частности, являются резка, вырубка, выдавливание, гибка, холодная высадка, формовка, обжим и вытяжка. При этом резка, вырубка и ряд других технологических операций относятся к разделительным операциям, а холодная высадка, формовка, гибка и др. – к формоизменяющим.

Читайте также:
Способы затирки штукатурки

Типы разделительных операций листовой штамповки

Типы формоизменяющих операций листовой штамповки

После штамповки изделие может быть подвергнуто и ряду вспомогательных операций, к которым относятся отжиг и травление. При помощи таких операций готовому изделию придаются требуемые механические характеристики. Чтобы повысить износостойкость изделий, полученных методом холодной штамповки, на их поверхность наносят различные защитные покрытия.

Если заготовку из листового металла необходимо подвергнуть объемной штамповке, то такая операция может выполняться по двум технологическим схемам.

Первая из них состоит из трех операций:

  1. предварительной термической обработки заготовки (это необходимо для того, чтобы снизить прочность металла);
  2. подготовки поверхности заготовки к выполнению штамповки;
  3. непосредственно самой штамповки.

При выполнении холодной штамповки по второй технологической схеме к трем вышеуказанным этапам добавляется еще один – предварительная подготовка мерных заготовок, из которых и будут формироваться готовые изделия.

Особенности и технологии холодной штамповки

Холодная штамповка считается передовым методом в обработке металлов. С помощью этой технологии можно изготавливать различные детали, формы и конструкции. Весь процесс упрощается за счёт того, что после холодной обработки детали не требуют дополнительного термического воздействия и готовы к использованию. Чтобы понимать, как получаются готовые конструкции и формы, необходимо разобраться с особенностями процесса.

Металлический лист штемпеля

История возникновения процесса

Штамповка изделий из металла претерпевала изменения на протяжении всей истории. Первый подъём в этом процессе был отмечен в 1850-ее годы. С этого периода времени в штамповке металлов начали применяться станки, благодаря чему улучшилось качество готовой продукции.

Следующий подъём в процессе штамповки произошёл в 20 веке. Благодаря развитию новых технологий начала активно развиваться сфера автомобилестроения. С помощью штамповки изготавливались детали корпуса и внутренних механизмов автомобиля.

В 1930-е годы процесс штамповки начал использоваться в корабле- и самолетостроении. Спустя 20 лет эта технология получила популярность в области ракетостроения.

Существует несколько причин, объясняющих рост популярности этой технологии обработки деталей:

  1. Можно производить как готовые детали, так и заготовки для дальнейшей обработки. Форма и параметры могут быть любыми.
  2. В процессе штамповки можно изготавливать детали малой массы и высокой прочности.
  3. Высокая точность работ исключает необходимость в дополнительной обработке детали другими инструментами.
  4. Роторно-конвеерная линия, работающая автоматически, облегчала и ускоряла процесс производства.

С помощью холодной штамповки можно изготавливать конструкции и детали различных форм, однако касательно размеров есть ограничения. Эта технология рассчитана на производство заготовок массой до 1 тонны. Если нужна деталь большей массы, применять холодный способ обработки металла нецелесообразно.

Краткая характеристика

При холодной листовой штамповке заготовки обрабатываются на специальном оборудовании под большим давлением. Изменяется их форма и размер. Другие геометрические характеристики деталей остаются в изначальном состоянии.

В процессе штамповки металл становится гораздо прочнее. Однако при повышении прочности, увеличивается хрупкость металла. Чтобы снизить влияние этого негативного фактора на состояние готовой детали, проводится дополнительный процесс термической обработки. Называется он рекристаллизационный отжиг. Благодаря проведению этого этапа достигаются оптимальные показатели хрупкости и прочности металла.

Принцип проведения работы

Существует горячая и холодная обработка металлов. Если в процессе изготовления не используются этапы с использованием высоких температур (кроме рекристаллизационного отжига), значит, обработка называется холодной.

Процесс проходит с использованием специальных штампов, в которых металл упрочняется под воздействием высокого давления. В качестве заготовок используется металл, который прошёл этап прокатки. На выходе получается лист или полоса, которую сворачивают в рулон и передают на штамповочную обработку. Главная особенность этого процесса — температура до которой разогреваются заготовки должна равняться или быть ниже ковочной.

Проведение работ

Оборудование и материалы

Для выполнения холодной штамповки важно правильно выбирать материалы. Чтобы делать детали различных форм и габаритов, используется низкоуглеродистая и легированная сталь, латунь, медь, магниевые сплавы. Очень популярна алюминиевая штамповка, в которой используется алюминий и его сплавы.

При изготовлении заготовок используется специальное оборудование. К нему относятся автоматы и прессы.

Прессовочные станки разделяются на две группы:

  1. Механические. К этой группе относится однопозиционное и многопозиционное оборудование. Во многопозиционных станках можно совмещать несколько операций, что ускоряет производство.
  2. Гидравлические. Они используются при мелкосерийном производстве. С помощью гидравлических прессов производят детали удлинённой формы. Такое оборудование обладает множеством преимуществ. Гидравлические прессы не боятся больших нагрузок, в них доступна регулировка усилий, появляется возможность изменять скорость движения ползуна. Если снизить скорость рабочей части в момент её соприкосновения с заготовкой, можно уменьшить динамический удар. Однако у гидравлических прессов есть серьёзные недостатки. Они имеют низкую производительность. Дополнительно к этому подвижный механизм имеет неравномерную скорость хода, из-за чего он быстро выходит из строя или повреждает заготовки.
Читайте также:
Стекломагниевый лист - безопасная альтернатива гипсокартону

Автоматы для проведения холодной штамповки могут выполнять различные операции — осадка, выдавливание, высадка, обжим, отрезка, калибровка, чеканка. От количества операций зависит возможность изготавливать сложные детали.

Прогрессивные способы штамповки листового металла

Существует несколько инновационных методов холодной штамповки:

  1. Обработка жидкостью. С помощью высокого давления и жидкости происходит деформация металла. В итоге он принимает форму матрицы. Этот способ используют для изготовления полых, продолговатых деталей.
  2. Штамповка взрывом. Чтобы изменить форму металла, используются взрывчатые газы (гексоген, метан, пропан). Благодаря взрыву создаётся высокое давление. Из-за этого изначальная заготовка принимает форму подготовленного заранее штампа. Давление, которое создают взрывчатые газы, позволяет производить детали большого размера и сложных форм. Главное преимущество такой обработки — минимальные затраты на обработку заготовок и исключение необходимости приобретения дорогостоящего оборудования.
  3. Обработка резиной. Этот способ используется только для обработки тонколистового металла (до 2 мм).
  4. Электрогидравлическая обработка. Особенность этого метода в том, что электрический заряд большого напряжения является энергоносителем. Разряд проходит по жидкости и вызывает ударную волну. Под воздействием давления изменяется форма заготовки. Ключевые преимущества этого метода — высокая точность и малые затраты энергии на производственный процесс.

Каждый год появляются новые технологии обработки металлов, которые экономичнее и производительнее старых.

Электрогидравлическая обработка

Какие операции подразумевает холодная штамповка

Холодная штамповка металла подразумевает наличие различных этапов обработки заготовок. Их можно разделить на две большие группы:

  1. Разделительные операции. К ним относится грубая обработка заготовок. Сюда входят операции по вырезке, отрезке, обрезке, создании надрезов, зачистки листов, вырубке отверстий.
  2. Формоизменяющие операции. Сюда относится обжимка заготовок, калибровка, правка, осадка, высадка, формовка, чеканка, клеймение, гибка.

Также в отдельную группу можно выделить комбинированные операции, которые представляют собой соединение нескольких методов обработки. Таким образом удешевляются детали, получаемые холодной штамповкой.

Технология процесса

Технология обработки металла холодным методом подразумевает под собой выбор одной из нескольких операций:

  1. Выдавливание. Используется для изготовления прутковых заготовок.
  2. Холодная высадка. С помощью этого способа производят заклёпки, болты, гайки, шпильки, винты.
  3. Формовка. Для этой операции используются закрытые и открытые штампы. Таким образом изготавливаются детали сложной формы.

В первую очередь, составляется эскиз штампа. Затем проводится проверка и подгонка его размеров на компьютере. Обозначаются технологические отверстия в рабочих поверхностях штампа. Изготавливается форма. Для снижения прочности металла, заготовка подвергается термической обработке. Подготавливается поверхность будущей детали. Проводится штамповка выбранным способом.

Холодная штамповка. Проектирование штампов.

Разработка техпроцесса листовой штамповки и эскизное проектирование штампа

Обработка металлов давлением – это вид механической обработки суть которой состоит в разделении материала без снятия стружки или пластической деформации. Одним из способов обработки материалов под давлением выступает холодная штамповка. Когда с помощью различного типа штампов осуществляется холодная пластическая деформация для достижения определенного результата обработки металла. Данный способ является наиболее прогрессивным из всех методов изготовления деталей.

К достоинствам холодной штамповки можно отнести:

благоприятные условия механизации и автоматизации процессов

низкая себестоимость деталей

безопасные условия труда

небольшими потерями материалов

Возможности технической составляющей:

Изготовление сложно форменных деталей, при невозможности или нецелесообразности обработки другими методами

Создание прочных и жестких конструкций деталей в минимальном весе с минимальными ресурсными затратами .

Получение взаимозаменяемых деталей с высокой точностью размеров

В экономическом отношении штамповка обладает следующими преимуществами:

экономичным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;

весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;

низкой себестоимостью изготавливаемых изделий.

Наибольшее распространение холодная штамповка получила в крупносерийном и массовом производстве, где большие масштабы выпуска позволяют применять технически более совершенные, хотя и более сложные и дорогие штампы.

Эффективность использования холодной штамповки обусловлена снижением веса изделия при увеличении жесткости и прочности штампованных деталей в сравнении с другими методами обработки металлов. При обработки металлов холодной штамповкой есть возможность получить законченную деталь без применения последующих деформаций.

Наше конструкторское бюро предлагает услуги по разработке и проектированию штампов. У нас есть большой опыт в данной области проектирования изделий. Также есть возможность изготовления спроектированных штампов у наших проверенных партнеров.

Проектирование штампа с подробным описанием

Далее представлен один из примеров, реализованный нашим КБ, изготовление данного элемента было осуществлено нашими партнерами — производственной компанией по изготовлению штампов.

Этапы разработки штампов

Содержание статьи

1. Конструктивно-технологический анализ детали, выбор заготовки и схемы штамповки

1.1. Анализ конструкции детали и механические характеристики детали

Химический состав и механические характеристики материала.

30ХГСА — это легированная сталь которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств.
Эти элементы называются легирующими.
В состав входит:
30ХГСА — 0,30 %,
0,8—1,1 Сr,
0,9—1,2 Мn,
0,8—1,251 Si.
Е = 2,1∙105 МПа – модуль упругости материала тяги;
σв = 1800 МПа – предел прочности материала; τв = 864 МПа

Анализ технологичности детали.

Под технологичностью следует понимать такое сочетание конструктивных элементов, которое обеспечивает наиболее простое и экономичное изготовление деталей (в условиях данной серийности производства) при соблюдении технических и эксплуатационных требований к ним.

Эксплуатационно-технические требования к холодноштампованным деталям следующие:
    1) полное соответствие конструкции назначению и условиям эксплуатации; 2) обеспечение требуемой прочности, твердости и жесткости при минимальном весе; 3) обеспечение необходимой точности и взаимозаменяемости; 4) соответствие специальным физическим, химическим или техническим условиям.
Читайте также:
Угловые книжные шкафы (33 фото): шкаф для книг со стеклом, мебель со стеклянными дверями, малогабаритные изделия
Основными показателями холодноштампованных деталей является:
    1) наименьший расход материала; 2) наименьшее количество и низкая трудоемкость операций; 3) отсутствие последующей механической обработки; 4) наименьшее количество требуемого оборудования и производственных площадей; 5) наименьшее количество оснастки при сокращении затрат и стоков подготовки производства; 6) увеличение производительности отдельных операций и цеха в целом; 7) повышенная стойкость штампов.
Общие технологические требования к конструкции плоских деталей, полученных вырубкой и пробивкой

1. Необходимо избегать сложных конфигураций с узким и длинными вырезами контура или очень узкими прорезями(b

2. При применении цельных матриц сопряжения в углах внутреннего контура необходимо выполнять с радиусом закругления r > 0.5S;

3. Сопряжение сторон наружного контура следует выполнять с закруглениями лишь в случаи вырубки детали по всему контуру;

4. Наименьшие размеры пробиваемых отверстий 1,3S;

5. Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура должно быть не менее S для фигурных круглых отверстий и не менее 1,5S, если края отверстий параллельны контуру детали.

Анализ технологических требовании для данной детали:

1. Наружный контур состоит из закругленных участков и не имеет узких и длинных вырезов;

2. Внутренний контур не имеет участков требующих сопряжения;

3. Стороны наружного контура выполнены с закруглениями и вырубка будет производиться по всему контуру;

4. Диаметр пробиваемого отверстия 5,8 мм (5,8>1,3);

5. Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура составляет 8 мм.(8 ≥ 1,5);

Все технологические требования выполняются, поэтому можно сделать вывод, что деталь обладает хорошей технологичностью.

Анализ параметров технологичности детали

Изготавливаемая деталь представляет собой плоскую деталь, полученную путем пробивки отверстий, с последующей вырубкой внешнего контура. Данная деталь называется скобой. Изготавливается из 30ХГСА.

Данная деталь представляет собой сложную форму с тремя круглыми отверстиями диаметром 6мм. Толщина детали 2мм. При ее изготовлении необходимо выдержать 14 квалитет точности.

Деталь может быть изготовлена за одну операцию (штамп совмещенного действия) или за две (штамп последовательного действия).

Наименьший размер пробиваемого отверстия должен быть больше мм. В данном случае, это выполняется (диаметр пробиваемого отверстия 5,8 мм.)

Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура больше минимального допустимого (не меньше S), что также соответствует требованиям технологичности.

1.2. Определение формы и размеров заготовки, выбор оптимальных размеров стандартного листа, обеспечивающего максимальный коэффициент использования материала (КИМ).​

Для листовой штамповки выбор исходной заготовки осуществляется путем экономического анализа возможных вариантов раскроя материала и определения оптимального.

В качестве критерия оптимальности принимается коэффициент использования материала (КИМ).

Для вычисления КИМ, при условие, что лист, из которого производится штамповка, имеет постоянную толщину, по всей плоскости (1мм), используем следующую формулу:

Произведя необходимые расчеты, мы определили оптимальным размер листа 1500*800 с вертикальным расположением полос.

Экономия металла и уменьшение отходов в холодной штамповке имеют весьма важное значение, особенно в крупносерийном и массовом производстве, так как при больших масштабах производства даже незначительная экономия металла на одном изделии дают в итоге большую экономию.

При штамповке деталей из полосы, между соседними деталями (заготовками) должна быть перемычка, обеспечивающая достаточную прочность и жесткость полосы.

Схему раскроя выбирают из условия рационального использования материала.

В данном случае целесообразно применить прямой тип раскроя.

Величины перемычек выбираем из справочника. Для толщины листа 2 мм при ручной подаче величина боковой перемычки m=2,2 мм, а междетальной n=1,7 мм. [2, стр.17], из за того что полосу придется штамповать 2 раза , то увеличим перемычки на 1 мм , что бы обеспечить жесткость заготовки: n=2.7 мм, m=3.2 мм.

Раскрой полосы представлен ниже

Найдем наиболее экономное расположение полос и деталей в листе и деталей в полосе стандартного размера листа для получения вырубкой деталей. С учетом величин перемычек задача сводится к рациональному расположению деталей в листе стандартных размеров. (1, с.417 – 432)

Лист 750х1500 мм

Два возможных варианта расположения на таком листе изображены ниже:

а) На листе вмещается B/b=750/39.4=19 полос, где В –ширина разрезаемого листа; b – ширина полосы.

Количество заготовок в одной полосе L/m=1500/37.7 = 39, где L – длина листа, m – ширина детали + междетальная перемычка.

Значит, на листе размещается 19×39 = 741 заготовка.

б) Вертикальный раскрой

На листе вмещается 1500/39,4 = 38 полос.

Количество заготовок в полосе 750/37.7 = 19.

На листе размещается 38×19 = 722 заготовки.

В варианте А) КИМ больше, следовательно этот вариант выгоднее.

Рассмотрим еще один лист размером 1500 800 мм

Два возможных варианта расположения на таком листе изображены ниже:

а) Горизонтальный раскрой

На листе размещается 800/39.4 = 20 полос.

Количество заготовок в полосе 1500/37.7 = 39.

На листе вмещается 20×39 = 780 заготовок.

б) Вертикальный раскрой

Количество заготовок в полосе 800/37.7 = 21.

На листе размещается 21×38 = 798 заготовок.

Наибольший КИМ имеет лист 1500х800, вертикальным расположением полос.

1.3. Выбор схемы штамповки

Под разработкой технологического процесса изготовления детали нужно выбрать схему штамповки, под этим мы понимаем последовательность выполнения операций и схему штампа. Правильность выполнения и выбора этих схем зависит от различных факторов, а в первую очередь от экономического.

Способы штамповки деталей

Разделительная штамповка — осуществляется на нескольких штампах, на каждом из которых выполняется только одна операция. Используется один или несколько штампов простого действия.

Читайте также:
Старт с пол-оборота: выбираем теплые ворота для гаража

Комбинированная штамповка — когда в одном и том же штампе выполняется несколько операций.

Комбинированную штамповку можно осуществить в штампах последовательного, совмещенного, последовательно- совмещенного действия. Такой вид штамповки в значительной мере снижает трудоемкость изготовления детали, а следовательно и себестоимость. Этот штамп более выгоден с экономической точки зрения.

При серийном изготовлении деталей наиболее распространенными считаются штампы последовательного действия, так как получаем максимальную производительность при производстве.

Пользуясь рекомендациями выбираем штамп последовательного действия. Выбираем штамп последовательного действия – это значительно снизит затраты на технологический процесс. Изготавливать деталь будем за несколько переходов (в нашем случае за 2 перехода) рядом пуансонов при последовательном перемещении заготовки в горизонтальном направлении. При первом переходе осуществляется пробивка отверстий, а при втором переходе- вырубка детали по контуру.

Работа штампа

Конструктивно штамп состоит из нижней и верхней плит. В нижнюю плиту впрессованы четыре направляющие колонки. На плите установлены матрица и съемник. На верхней плите установлен хвостовик. К ней же крепится стальная каленая подкладная плита, пуансонодержатель с двумя пуансонами: пробивным и вырубным. В верхнюю плиту впрессованы направляющие втулки, которые скользят по колонкам вместе с верхним блоком штампа. Полоса подается справа на лево в просвет между матрицей и съемником и фиксируются разовым упором. От сдвигов в поперечном направлении при подаче полосы предохраняют направляющие планки , установленные между матрицей и съемником. Производится прибивка отверстий. Затем полоса подается дальше и фиксируется грибковым упором, происходит вырубка детали по контуру. Деталь и отход от пробития отверстий проваливается в отверстие в матрице, а отход в виде полосы продвигается дальше и выходит с другой стороны отверстия между матрицей и съемником. Далее происходит поворот полосы и действия повторяются в той же последовательности.

Производство штампов для холодной штамповки

Изготовление металлических деталей при помощи холодной штамповки занимает большую часть в технологии обработки материалов и часто применяется в разных отраслях промышленного производства. В основе метода лежит пластическое деформирование поверхностей без их дополнительного предварительного нагрева. Применение специального оснащения в виде штампов позволяет получить детали практически любой формы и размера.

Особенности технологии штампования

Штамповкой называют сложный технологический процесс, во время которого металлическая заготовка подвергается механическому давлению, что приводит к ее пластической деформации. Для выполнения подобной обработки используется специальное оборудование. В результате его воздействия на материал получают заготовки требуемой формы и размеров. Основным сырьем, применяемым для штампования, является листовой металл разной толщины.

Данный метод обработки разделяют на два вида:

  • горячий. Подразумевает предварительное нагревание заготовок;
  • холодный. Перед штамповкой заготовки не нагреваются.

Горячее штампование применяется для материалов, не обладающих высокой пластичностью. Данный метод обработки чаще всего используется при производстве заготовок небольшими партиями из металлического листа, имеющего толщину 5 мм. При изготовлении деталей возникает необходимость применения больших допусков. При их остывании происходит коробление и другие негативные процессы, влияющие на размеры будущей заготовки.

При выполнении холодного штампования используется специальная оснастка. В процессе обработки материал дополнительно упрочняется, но теряется его пластичность. Чтобы предотвратить повышение хрупкости готовых изделий, их дополнительно подвергают рекристаллизационному отжигу.

Особенности технологии холодного штампования

Технология штамповки холодным способом подразумевает обработку заготовок с изменением их формы и размеров, но с сохранением других геометрических характеристик.

В качестве сырья для получения необходимых изделий используются полосы, лента или листы, полученные из легированных низкоуглеродистых сталей. Могут применяться сплавы алюминия, меди, латуни, магниевые, титановые или другие высокопластичные составы. Это связано с тем, что такие материалы легко поддаются деформации.

Перечень выполняемых операций во время штампования

В процессе холодной штамповки металла выполняются различные операции, которые помогают придать изделию требуемых характеристик. Они могут быть разделительными и формоизменяющими. В первом случае поверхность материала частично отделяют по указанному контуру. К разделительным операциям относят:

  • резка. Отделение части заготовки по прямой или фигурной линии при помощи пресса в виде ножниц;
  • пробивка. Выполняется для создания в детали отверстия необходимой формы и размера;
  • вырубка. Готовая деталь имеет вид замкнутого контура.

Формоизменяющие операции при штамповке подразумевают изменение формы или размеров заготовки из листового металла путем перемещения ее частей определенным способом. При этом не происходит физическое разрушение детали. К самым распространенным формоизменяющим операциям относят:

  • вытяжка. Относится к объемной штамповке, при помощи которой получают полые детали разной формы (конуса, цилиндра, полусферы, куба);
  • гибка. С помощью такой штамповки изгибу листового материала придается практически любая форма;
  • рельефная формовка. Подразумевает локальные изменения при сохранении конфигурации самой заготовки;
  • холодная высадка. Позволяет получить деталь нужной длины с увеличением ее диаметра.

Возможно штампование комбинированным способом, подразумевающим разделение и формообразование детали.

Дополнительные операции, выполняемые в процессе штампования

В процессе холодной штамповки металла его могут подвергать некоторым вспомогательным операциям, позволяющим повысить эксплуатационные качества полученных изделий. К таким относят отжиг и травление. С их помощью улучшаются механические характеристики, и увеличивается срок службы деталей.

Для улучшения износостойкости металла его обрабатывают специальными защитными покрытиями.

При объемной штамповке выполняется перечень операций, позволяющих улучшить механические характеристики изделий из металла:

  • предварительная термическая обработка металла для снижения его прочности;
  • подготовка поверхности к основным работам;
  • непосредственно обработка металла.
Читайте также:
Хонингование: что это такое, виды операций, станки и инструменты

Оборудование для холодного штампования

Холодное штампование металла осуществляется при помощи специального оборудования. Для обработки деталей применяется штамповочный пресс, который может быть механическим (эксцентриковые, с кривошипно-шатунным механизмом) или гидравлическим.

Особенности устройства и работы пресса кривошипного типа

Листовая штамповка, подразумевающая вырубку, вытяжку, пробивку металла, проводится на прессах кривошипного типа. Он имеет электрический привод.

Основным действующим элементом пресса является кривошипный вал. Он движется за счет передачи вращения от маховика электродвигателя через зубчатый механизм. В результате ползун кривошипа осуществляет возвратно-поступательные действия, что запускает штампование.

Основные узлы кривошипного пресса изготовляются из высокопрочной стали. Они дополнительно укрепляются, что придает оборудованию повышенную жесткость.

Устройство гидравлического пресса

Гидравлические прессы преимущественно используются для проведения объемной штамповки методом продавливания.

Принцип действия такого оборудования довольно прост:

  • работа пресса обеспечивается давлением жидкости, которая размещается в двух специальных емкостях с поршнями;
  • резервуары соединены между собой при помощи трубки;
  • давление, возникающее в процессе ее передвижения жидкости по емкостям пресса, передается на ползун;
  • за счет смещения ползуна осуществляется холодное штампование.

Как происходит изготовление штампов для проведения холодной штамповки?

Штампом называют специфический вид оснастки, которая активно используется в процессе листовой штамповки. Он непосредственно воздействует на материал, деформируя его. После обработки металл приобретает такую же форму, какая характерна для рабочей части штампа. Данный инструмент устанавливается на специальные молоты и прессы, приводящие его в действие.

Штамп состоит из двух частей – матрицы и пуансона. Последний элемент закрепляется на специальном ползуне, за счет которого осуществляется движение инструмента. Деформация металла происходит в момент прижимания пуансона к матрице.

Этапы производства штампов для холодного штампования

К процессу создания эскизов штампов и их непосредственному изготовлению предъявляются высокие требования. От качества полученной оснастки зависит правильность формировки самых изделий и их качество. Обычно изготовление штампов происходит в такой последовательности:

  1. Составляется эскиз штампа с учетом всех представленных требований.
  2. При помощи специальной компьютерной программы создается схема штампа.
  3. Определяется рациональность полученного оснащения, при необходимости проводится корректировка эскиза.
  4. Определяются места, где в дальнейшем будут сформированы отверстия необходимого размера и формы.
  5. После согласования чертежей непосредственно приступают к изготовлению штампа.

Заготовки, изготовленные из металла, будут правильно обработаны методом холодного штампования, если эффективно подобрать все оснащение. Штампы – это один из главных элементов, влияющих на качество проведенных работ. При их изготовлении используется современное оборудование с ЧПУ, что позволяет осуществить необходимый контроль качества.

Видео: Листовая штамповка

Секреты штамповки металла при производстве

Штамповка металла — процесс изменения формы и размеров металлических заготовок под действием давления. Подробное знакомство с технологией проведения работ поможет понять секреты популярности данного способа обработки металлопроката.

Горячая объемная штамповка металла

Особенностью метода заключается в деформации заготовки после нагревания ее до определенной температуры. Формообразование происходит в результате принудительного перераспределения разогретого металла по выемкам внутренней поверхности штампа.

Особенности горячего штампования

Процесс основан на использовании пластичности металла, которая увеличивается при нагревании. Перед началом формовки болванки равномерно прогреваются на специальных установках с автоматическим управлением. Они обеспечивают поддержание необходимой температуры по всему объему заготовок и исключают образование оксидных пленок.

Оборудование, применяемое для термообработки:

  • Электроконтактные установки. Нагрев осуществляется электрическим током, проходящим по заготовке.
  • Индукционные системы. Прогревание болванки происходит за счет вихревых токов, возникающих в поверхностном слое болванки.
  • Газовые печи. Температура заготовок повышается в изолированной камере, наполненной инертным газом.

Горячая объемная штамповка металла проводится обученным персоналом, обладающим практическими навыками и опытом работы на данном виде производства.

Данным способом производят два вида деталей:

  • Удлиненные. Это могут быть: рычаги, валы, воротки и другие. Работа проводится плашмя и завершается фасонированием в заготовительных вальцах ковки.
  • Дисковые. В их число входят: кольца, диски, шестерни, крышки. В данном случае применяется метод осадки в торец заготовки с применением штамповочных переходов.
Закрытый способ

Для получения изделий необходимой формы используются прессы с выступом наверху и пустотами внизу. Между неподвижной и подвижной частями имеется минимальный зазор. Полости для разъема располагаются по отношению друг к другу под углом 90°. Метод используется, в тех случаях, когда размеры готового изделия и поковки совпадают по параметрам.

Открытый способ

В данном случае между рабочими деталями имеется больший зазор для стекания лишнего металла. Для удаления облоя используются обрезные и пробивные штампы и кривошипные прессы. Технология может применяться для штамповки изделий любого размера. Безупречная поверхность, однородная структура и экономия металла – преимущества открытого способа.

Штамповочные ручьи

Создание сложных форм с перепадами толщин и высот, выступами и изгибами осуществляется благодаря поверхностям, имеющим специальные впадины, заготовительные и штамповочные ручьи.

Они бывают нескольких видов:

  • Протяжные. Применяются для увеличения длины отдельных участков путем нанесения частых ударов с одновременным кантованием детали.
  • Заготовительные. Необходимы для фасонирования заготовки и придания готовому изделию формы с минимальным отходом металла.
  • Пережимные. Используются для уменьшения высоты с одновременным увеличением ширины отдельного участка заготовки.
  • Подкатные. Обеспечивают равномерное распределение металла по оси заготовки с увеличением диаметра отдельных частей.
  • Гибочные. Применяются для формирования поковки, угол изгиба которой составляет 90°.

Окончательное необходимое формоизменение детали происходит в штамповочных ручьях. Они бывают:

  • Черновые. Для приближения размеров заготовки к требуемым габаритам детали и снижения износа чистового ручья.
  • Чистовые. Они устанавливаются в середине штампа, и используется окончательной формовки изделий. При его изготовлении учитываются припуски на усадку. Выдавливаемый металл оттекает через облойную канавку.
Читайте также:
Ткань бархат: виды, состав, свойства

Дополнительные операции

На заключительном этапе после удаления лишнего материала в чистовом ручье проводится коррекция формы детали. Это требуется для правки ее искривленных осей. Изделия из легированных сталей и больших размеров обрабатываются в горячем состоянии. Продукция мелкого калибра корректируется после термообработки и остывания.

Доведение физических свойств до необходимых значений происходит во время заключительного нагревания. Термообработка снимает остаточное напряжение, уменьшает зернистость и повышает пластичность.

Очистка от окалины проводится механической обработкой. Процедура для крупных изделий проходит в дробеструйных комплексах. Мелкие детали очищаются в галтовочных барабанах.

Для снижения шероховатости и получения точных размеров применяется калибровка продукции. После нее не требуется проводить финишную обработку, достаточно отшлифовать полученные детали. Для работы применяются специальные штампы с особо точными ручьями, повторяющими конфигурацию поковки.

Преимущества и недостатки горячей штамповки

Достоинства:

  • Экономия металла за счет снижения потерь.
  • Возможность изготовления деталей сложных форм.
  • Снижение трудоемкости.
  • Получение изделий точной формы и конфигурации.
  • Высокий уровень производительности.

К минусам метода относятся:

  • Высокая стоимость проектирования и изготовления оснастки.
  • Сложность и энергоемкость процесса.
  • Максимальный вес не превышает 4 тонны.

Горячий метод используется для выпуска больших серий и в случаях, когда сложность форм и толщина изделий не позволяет провести штампование холодным способом.

Холодная штамповка металла

Холодный способ представляет собой технологическую операцию, при которой металлическая заготовка без предварительного нагрева подвергается деформации.

Листовое штампование

Детали данным методом изготовляют прессованием металлических листов, полос или рулонов. Толщина получаемой продукции не превышает 10 мм. Листовая штамповка металла востребована при массовом производстве изделий, абсолютно идентичных по форме и размерам.

Для проведения работ используется два вида прессов:

  • Универсальные. Они предназначены для вырубки, сгибания и вытяжки.
  • Специальные. С их помощью осуществляется глубокая вытяжка и специфическое выгибание деталей.

Листовая штамповка металла может проводиться на механизированном оборудовании или на пресс-автоматах.

Заготовки для работ при необходимости нарезаются с помощью механических или гидравлических ножниц. Широкие листы режутся на дисковых инструментах с цилиндрическими ножками. Криволинейный контур выполняется дисковыми или коническими ножницами.

Виды операций, проводимые во время листовой штамповки

Детали изготавливают двумя способами:

  • Формоизменяющий. К нему относятся: скручивание, прогибание, навивание, обжим, формование, вытягивание, отбортовка. За время прохождения операции материал заготовки не разрушается, меняется только форма и размер.
  • Разделяющий. В него входят: нарезка, прокалывание, обрезка, пробивка и зачистка. Заготовки в данном случае разделяются во время сдвига по заданному контуру.

Плюсы и минусы метода

К недостаткам холодного листового штампования металла относится высокая стоимость оборудования. Окупаемость процесса происходит быстро только в серийном производстве.

Преимуществами данного метода являются:

  • Возможность выполнять параллельно несколько операций.
  • Получение взаимозаменяемых деталей.
  • Рост производительности и эффективности.
  • Экономичность массового и серийного производства.
  • Получение прочных деталей с сохранением их минимальной массы.
  • Точность размеров и высокое качество поверхности.

Холодное штампование рассчитано на производство изделий массой, не превышающей 1 тонну. Производство изделий большего веса не рекомендуется.

Объемная холодная штамповка

Этот универсальный метод востребован в производстве разнообразных изделий из металла. Существует несколько видов объемного штампования.

Холодное выдавливание

Заготовка помещается в полость, из которой металл выдавливается в отверстия, расположенные в рабочем механизме. Проводится на кривошипных или гидравлических прессах. Различают четыре варианта выдавливания:

  • прямое;
  • обратное;
  • боковое;
  • комбинированное.

Возможность получения изделий без разрушения и деформации заготовок – плюсы выдавливания.

Высадка

Процесс осуществляется на специальных автоматах. Штамповке подвергается прут или проволока. Они размещаются в рабочую зону и разрезаются на заготовки установленных размеров. Отрезанные части переносятся в штамповочный механизм.

Холодная объемная штамповка металла в открытых штампах

Способ основан на формовании деталей путем заполнения металлом полости штампа. Чтобы облегчить процесс и ослабить сопротивление металлической основы, детали расчленяют на переходы, между которыми они подвергаются отжигу. Благодаря этому повышается пластичность металла, сокращается риск разрушения деталей и увеличивается допустимая степень формоизменения.

Холодное объемное штампование осуществляется в открытых штампах. В условиях холодной деформации закрытая штамповка используются для получения изделий из цветных металлов.

Достоинства и недостатки объемной штамповки

Основным минусом данного метода является быстрое изнашивание штампов. Причиной тому служат значительные механические нагрузки, которые испытывает на себе применяемое оборудование.

Преимущества объемной штамповки:

  • Получение высококачественных изделий без окалины.
  • Прочность произведенных деталей и точность размеров за счет отсутствия окисления.
  • Высокая производительность.
  • Минимальная шероховатость поверхности изделий.
  • Возможность полной или частичной автоматизации.
  • Не нужно нагревать материал.
  • Эффективность использования металла.

Качество изготовления продукции зависит от правильной сборки и работы штампа.

Заключение

Штамповка металла – востребованный способ для выпуска продукции. Секрет популярности данного способа обработки деталей состоит в высокой скорости производства изделий любых размеров и форм.

Используемая литература и источники:

  • Холодная объемная штамповка. Справочник под редакцией Навроцкого Г. А., Машиностроение, 1973.
  • Основы технологии автоматизированного холодновысадочного производства Амиров М. Г., Лавриненко Ю. А. Уфа.: 1992
  • Пластичность, её прогнозирование и использование при обработке металлов давлением Дзугутов М. Я., Металлургия, 1984.
  • Статья на Википедии про штамповку
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: