Ștanțarea (ștanțarea) este procesul de deformare plastică a unui material cu modificarea formei și dimensiunilor corpului. Cel mai adesea, metalele sau materialele plastice sunt supuse ștampilării . Există două tipuri principale de ștanțare - foaie și volumetrică. Ștanțarea foii presupune în forma sa inițială un corp, una dintre dimensiunile căruia este neglijabilă în comparație cu celelalte două (coală de până la 6 mm). Un exemplu de ștanțare a tablei este procesul de perforare a tablei, care are ca rezultat metal perforat ( foaie perforată ). În caz contrar, ștanțarea se numește volumetrică. Pentru procesul de ștanțare se folosesc prese - dispozitive care permit deformarea materialelor prin acțiune mecanică.
În funcție de tipul de echipament utilizat, ștanțarea materialelor din tablă poate fi împărțită în tipuri:
Fieraria și fierăria au o istorie lungă. Cele mai simple instrumente de fierărie pentru forjare sunt cunoscute de multă vreme omului: ciocan , clește și nicovală , precum și cel mai simplu echipament de încălzire - forja . Prima mecanizare a proceselor de forjare datează din secolul al XVI-lea, când au început să fie folosite pârghiile mecanice, ciocanele cu acționare cu apă, acționate de energia curgerii apei. În absența hidroenergiei, se foloseau ciocane de grămadă (căzând).
În 1842 , James Nesmith a construit primul ciocan cu abur, iar în 1846 Armstrong a construit prima presă hidraulică cu abur . În același secol al XIX-lea, au început să fie folosite ciocane mecanice și pneumatice acționate, au fost dezvoltate prese cu manivela și alte mașini de forjare și ștanțare cu manivela .
Esența metodei constă în procesul în care o foaie, bandă sau bandă rulată într-o rolă obținută prin rulare este utilizată ca semifabricat. Ștanțarea cu folie produce o mare varietate de piese plane și spațiale care cântăresc fracțiuni de gram și dimensiuni calculate în fracțiuni de milimetru (de exemplu, ceasul secund al unui ceas), și piese care cântăresc zeci de kilograme și măsoară câțiva metri (căptușeala unui mașină , avioane , rachete ).
Pentru piesele obținute prin ștanțare pe tablă, este caracteristic faptul că grosimea pereților acestora diferă ușor de grosimea piesei originale. La fabricarea pieselor spațiale prin ștanțare pe tablă, piesa de prelucrat suferă de obicei o deformare plastică semnificativă . Această împrejurare face necesar să se impună cerințe suficient de ridicate privind plasticitatea materialului piesei de prelucrat .
În ștanțarea tablei, cel mai des se folosesc oțeluri cu conținut scăzut de carbon, oțeluri aliate ductile , cuprul , alama care conțin mai mult de 60% Cu , aluminiu și aliajele sale , aliajele de magneziu , titan etc .. Ștanțarea tablei produce părți plane și spațiale din tablă non -materiale metalice, precum piele , celuloid , sticla organica , fetru , textolit , getinaks etc.
Ștanțarea foii este utilizată pe scară largă în diverse industrii, în special în industria auto, tractoare, avioane, fabricarea de rachete și instrumente, industria electrică etc.
Avantajele ștanțarii tablei includ:
Forjarea la cald (GOSH) este un tip de tratament sub presiune a metalului , în care modelarea unui forjare de la o țagle încălzită la temperatura de forjare se realizează folosind o unealtă specială - o ștampilă. Fluxul metalic este limitat de suprafețele cavităților (precum și proeminențele) realizate în părți separate ale matriței, astfel încât în momentul final al ștanțarii acestea formează o singură cavitate închisă (flux) conform configurației de forjare. Ca semifabricate pentru ștanțare la cald , se folosesc profile laminate rotunde, pătrate, dreptunghiulare, precum și periodice. În acest caz, barele sunt tăiate în semifabricate (dimensionale) separate, deși uneori sunt ștanțate dintr-o bară cu separarea ulterioară a forjarii direct pe mașina de ștanțat.
Utilizarea ștanțarii volumetrice este justificată în producția de serie și în masă. Atunci când se utilizează această metodă, productivitatea muncii este crescută semnificativ, deșeurile de metal sunt reduse, sunt asigurate precizia ridicată a formei produsului și calitatea suprafeței. Ștanțarea poate fi utilizată pentru a obține produse cu forme foarte complexe care nu pot fi obținute prin tehnici de forjare liberă.
Ștanțarea în matrițe deschise se caracterizează printr-un spațiu variabil între părțile mobile și fixe ale ștampilei. O parte din metal curge în acest gol - flash , care închide ieșirea din cavitatea ștampilei și forțează restul metalului să umple întreaga cavitate. În momentul final al deformării, excesul de metal din cavitate este stors în fulger, ceea ce face posibilă să nu se impună cerințe ridicate asupra preciziei pieselor de prelucrat în ceea ce privește masa. Dezavantajul acestei metode de ștanțare este necesitatea de a îndepărta fulgerul în timpul prelucrării ulterioare. Piesele forjate de toate tipurile pot fi obținute prin ștanțare în matrițe deschise.
Forjarea în matrițe închise se caracterizează prin faptul că cavitatea matriței rămâne închisă în timpul procesului de deformare. Distanța dintre părțile mobile și fixe ale ștampilei este constantă și mică, formarea fulgerului în ea nu este prevăzută. Dispozitivul unor astfel de ștampile depinde de tipul de mașină pe care sunt ștanțate. De exemplu, jumătatea inferioară a matriței poate avea o cavitate și jumătatea superioară o margine (la prese), sau jumătatea superioară poate avea o cavitate și jumătatea inferioară o margine (pe ciocane). O ștampilă închisă poate avea două plane de despărțire reciproc perpendiculare. La forjarea în matrițe închise, este necesar să se respecte cu strictețe egalitatea volumelor piesei de prelucrat și forjare, altfel, cu lipsă de metal, colțurile cavității matriței nu vor fi umplute, iar cu un exces, înălțimea forjarii va fi mai mare decât este necesar. Despărțirea pieselor de prelucrat trebuie să asigure o precizie ridicată.
În forjarea la rece (CSS), temperatura piesei originale este mai mică decât forjarea. Acest lucru determină valori mari ale rezistenței metalului la presiunea de forjare și fluiditate semnificativ mai scăzută, ceea ce limitează posibilitatea de a obține produse de formă complexă. Cu toate acestea, în comparație cu GOSH, metalul nu suferă modificări termice, nu există nicio contracție la răcire și nu există riscul de fisurare la cald . Precizia execuției suprafeței în timpul CCS este comparabilă cu cea din tăierea metalului, dar după CCS nu există concentratoare de tensiuni (riscuri și zgârieturi) pe suprafața metalului. Prin urmare, piesele de înaltă precizie și (sau) cu încărcare mare sunt fabricate folosind metodele HOS, de exemplu: rulmenți cu bile pentru suspensie de mașină, arbori cotiți ai motoarelor cu ardere internă, părți ale bucșei rotoarelor elicopterelor .
Forjarea rulou este o operațiune de schimbare a formei de prelucrare a metalelor prin presiune, obținând piese axisimetrice dintr-o țagle cilindrice prin acționarea simultană a sarcinilor radiale și axiale asupra acesteia. Sarcina axială a piesei de prelucrat este creată din cauza mișcării poansonului , iar sarcina radială se datorează rulării suprafeței sale laterale în role sau role. Astfel, forjarea la laminare este o metodă de deformare locală complexă, în care una dintre principalele operațiuni de forjare, străpungerea sau răsturnarea, este combinată într-un singur proces tehnologic cu laminarea sau laminarea transversală. Laminarea face posibilă fabricarea de piese solide și tubulare rotunde în plan, cu pereți subțiri și groși, produse de dimensiuni mici utilizate la fabricarea instrumentelor, precum și piese de dimensiuni mari, cu precizie și calitate ridicate, la eforturi tehnologice care sunt o comandă. de mărime mai mică decât în cazul metodelor tradiţionale de forjare. Încărcarea complexă a zonei de deformare plastică prin acțiune periodică locală cu acțiune simultană printr-o zonă fixă permanent face posibilă obținerea unui nou efect tehnologic neatins prin alte metode de deformare. Forjarea cu role contribuie la îmbunătățirea proprietăților fizice și mecanice ale metalului prelucrat, asigură aranjarea necesară a fibrelor acestuia, ceea ce mărește proprietățile de performanță ale pieselor rezultate. Costul relativ scăzut al sculelor, timpul scurt de pre-producție, posibilitatea trecerii rapide la o altă dimensiune standard a piesei, utilizarea echipamentelor de putere redusă fac posibilă utilizarea ștanțarii cu role atât la scară mare, cât și la medii și mici. -producția la scară.
În timpul ștanțarii cu impulsuri magnetice, energia electrică este transformată direct în energie mecanică, ceea ce duce la deformarea piesei de prelucrat. Pentru ștanțare, piesa de prelucrat este plasată într-un câmp magnetic puternic pulsat creat de un solenoid cu o bancă de condensatoare conectată. Sub influența acestui câmp magnetic, în piesa de prelucrat apar curenți turbionari; interacţiunea câmpului magnetic indus de acestea cu câmpul magnetic al solenoidului duce la deformare. Procesul are loc în câteva zeci de microsecunde [1] .
| Formarea de metale | ||
|---|---|---|
| Concepte generale Fabrica de Siderurgie Complex metalurgic Istoria producerii și utilizării fierului Deformare Mecanisme de deformare plastică | ||
| Procesele de bază | ||
| Unități principale | ||
| Produse | ||