Штамповка

Штампо́вка

Процесс обработки металлов давлением (См. Обработка металлов давлением), при котором формообразование детали осуществляется в специализированном инструменте — Штампе; разновидность кузнечно-штамповочного производства (См. Кузнечно-штамповочное производство). По виду заготовки различают объёмную штамповку (См. Объёмная штамповка) и листовую штамповку (См. Листовая штамповка), по температуре процесса — холодную штамповку (См. Холодная штамповка) и горячую. По сравнению с ковкой Ш. обеспечивает большую производительность благодаря тому, что пластически деформируется одновременно вся заготовка или значительная её часть.

Объёмная Ш. (или Ш. сортового металла) по сравнению с ковкой позволяет получать поковки более сложной конфигурации, требующие значительно меньшей обработки резанием для окончат. оформления детали. При объёмной Ш. течение металла ограничивается стенками полости штампа, что вызывает увеличение сопротивления деформированию тем в большей степени, чем сложнее конфигурация поковки. Нагрев заготовки позволяет примерно в 10—15 раз снизить сопротивление деформированию, а также повысить пластичность металла. Холодная Ш. сортового металла применяется для изготовления небольших деталей — массой менее 1 кг, горячая — для деталей массой 1,5―2 т; более тяжелые поковки изготовляются ковкой. Границы между этими процессами изменяются по мере совершенствования кузнечно-прессового оборудования и увеличения развиваемого ими усилия деформирования. Поскольку стоимость штампов наряду со стоимостью металла заготовки является основной составляющей себестоимости поковки, применение объёмной Ш. экономически выгодно при серийном производстве.

Объёмная Ш. сопровождается потерями металла с удаляемым заусенцем (облоем). Меньшие отходы даёт Ш. в закрытых штампах, однако удельные нагрузки в них больше, чем в открытых, что приводит к уменьшению стойкости штампов. Снижение отходов при Ш. в открытых штампах достигается предварительной обработкой заготовки в заготовит. ручьях, ковочных вальцах, использованием заготовок, приближающихся по форме к поковке, а также выбором рациональной формы канавки для заусенца. При горячей Ш. поверхность заготовки окисляется, образуя слой окалины, что также ведёт к потерям металла; потери металла с окалиной сокращаются при безокислительной нагреве в пламенных печах (с защитной атмосферой) или скоростном нагреве в индукционных нагревательных установках. Применение высокоскоростной Ш. (скорость подвижных частей молота 10—25 м/сек) позволяет уменьшить охлаждение заготовки в процессе деформирования и получать детали с тонкими ребрами. Для уменьшения охлаждения заготовки применяют также изотермическую Ш. (главным образом цветных металлов), при которой штамп нагревают до температур, близких к ковочным. Начинает применяться совмещение литья с горячей Ш., при котором отливается заготовка, близкая по форме к поковке; после застывания металла и охлаждения до ковочных температур заготовку штампуют в открытых или закрытых штампах. Ш. улучшает механические свойства литой заготовки; образующиеся отходы сразу поступают на переплавку.

При листовой Ш. заготовкой служит лист, полоса или лента. Применяется листовая Ш. для изготовления плоских и пространственных (в т. ч. сложных) деталей, у которых толщина значительно меньше др. размеров — обычно менее 10 мм. Заготовки большей толщины обычно штампуют с нагревом до ковочной температуры (горячая листовая Ш.). При листовой Ш. (особенно холодной) отделочная обработка деталей резанием, как правило, не требуется. Листовая Ш. рациональна в производствах с различной серийностью.

В мелкосерийном производстве применяются особые способы Ш.: Ш. эластичными средами (жидкостью, резиной, полиуретаном и т.п.), импульсная Ш., использующая энергию ударной волны в жидкости (взрывная и электрогидравлическая Ш.) или действие мощных быстроменяющихся магнитных полей (электромагнитная Ш.). С целью увеличения допустимого формоизменения заготовки иногда применяется Ш. с дифференцированным нагревом. В этом случае деформируемая часть заготовки нагревается за счёт контакта с нагретым инструментом или при прохождении через неё электрического тока. Рациональное распределение температур в заготовке и соответственно механических свойств металла значительно повышает допустимое формоизменение заготовки.

Для Ш. используются разнообразные машины: Молоты, кривошипные прессы (См. Кривошипный пресс), горизонтально-ковочные машины (См. Горизонтально-ковочная машина), гидравлические прессы (См. Гидравлический пресс), кузнечно-штамповочные автоматы (См. Кузнечно-штамповочный автомат) и др. В крупносерийном производстве для Ш. применяют автоматы и автоматизированные линии, а также всевозможные загрузочные и манипулирующие устройства (включая промышленных роботов), позволяющие существенно повысить производительность труда.

Лит.: Малов А. Н., Технология холодной штамповки, 4 изд., М., 1969; Брюханов А. Н., Ковка и объёмная штамповка, 2 изд., М., 1975.

Е. А. Попов.