Преимущества холодных прессов для штамповки металла (Cold Press Metal Stamping Machines)

Штамповка металла — холодной формовки метод, превращающий листовый металл в различные формы с помощью матриц и штамповочных прессов. Холодной пресс для штамповки листового металла использует поверхность инструмента и матрицы для формовки металла в новую форму. Металл, подаваемый в виде плоских листовых заготовок, обычно называют бланками. Материал для штамповки между частями матрицы укладывают производственные предприятия и поставщики металла, предоставляющие услуги штамповки, где трением формируют и сдирают материал в желаемую конечную форму для продукта или детали.

Статья описывает метод и этапы штамповки, типы холодных прессов для штамповки, преимущества штамповки относительно других производственных процессов, виды штамповочных операций и их применения.

Холодной пресс для штамповки стали

Штамповка металла, также известная как холодной пресс, — дешевый метод высокоскоростного производства, дающий большой объем для коротких или длинных производственных серий и других операций формовки металла. Может состоять из одного или нескольких сложных процессов/техник, таких как:

● Выбланкировка (Blanking)
● Тиснение пластин (Embossing)
● Кунование (Coining)
● Гибка (Bending)
● Фланжирование (Flanging)

Для раскроя материала в конкретные формы штамповка и выбланкировка используют матрицу. При штамповке удаляется отходной кусок материала, когда штамп попадает в матрицу, оставляя отверстие в заготовке. Выбланкировка, напротив, вырезает заготовку из исходного материала, делая желаемую заготовку или бланк отделенной частью.

Тиснение — техника создания выступающего или вдавленного узора на листовом металле холодным прессом. Сырой бланк обрабатывается прессированием против матрицы с нужной формой или пропусканием через роликовую матрицу. Кунование — метод гибки, где заготовка штампуется между закрепленной матрицей и штампом/прессом. Это действие вызывает проникновение наконечника штампа в металл, давая точные, повторяемые гибы. Глубокое проникновение часто снимает внутренние напряжения, исключая пружинистый возврат (spring back).

Общая техника формовки металла в идеальные формы (L, U, V-профили) — гибка. Процесс дает пластическую деформацию выше точки текучести, но ниже предельной прочности. Обычно гибка происходит вдоль одной оси. Фланжирование — процедура наложения фаски или фланца на металлическую заготовку с помощью матриц, холодных прессов или спецоборудования.

Холодные прессы для штамповки умеют не только штамповать. Они могут лить, ковать, резать, формировать листы. Для высокой точности и повторяемости каждой штампованной детали станки можно программировать или управлять ЧПУ (CNC). Точность поддерживается электроэрозионной обработкой (EDM) и САПР (CAD). Различные инструментальные станки доступны для матриц. Соответствующие требования штамповки выполняются формовочными, составными и карбидными инструментами. Для одновременного изготовления нескольких деталей на одной заготовке используют прогрессивные матрицы.

Что означает штамповка холодным прессом?

Прогрессивная штамповка использует штамповочные станции в серии. Прогрессивные штамповочные матрицы подаются в реципрокующий холодной пресс с металлическим рулоном. Через пресс матрица движется, и матрица замыкается при опускании пресса для штамповки металла и формовки части. Когда слайд идет вперед, металл перемещается к следующей станции горизонтально. Поскольку деталь уже прикреплена к металлической ленте, эти движения должны быть точно согласованы.

Новосозданная деталь отделяется от остатка на финальной станции. Поскольку матрицы долго служат без износа, процесс высокоповторяем. Каждый этап выполняет отдельное резание, гибку или штамповку, в итоге достигая формы и вида желаемого результата. С ограниченным количеством отходов это также более быстрая операция.

Переносная штамповочная матрица (Transfer Die Stamping)

Переносная штамповка идентична прогрессивной, но деталь рано извлекается из металлической ленты и перемещается другим механическим транспортным устройством (например, конвейерной лентой) от одной штамповочной станции к следующей. Этот подход часто применяют для крупных компонентов, требующих перемещения к нескольким прессам.

Четырехскользная штамповка (Four-Slide Stamping)

Многоскользкая или четырехсторонняя штамповка иногда называют четырехскользкой. Идеально подходит для производства сложных деталей с множеством гибов или скручиваний. Вместо одного вертикального слайда использует четыре скользящих инструмента для формовки заготовки через несколько деформаций. Два слайда (поршня) ударяют по заготовке горизонтально, матрицы не используются. Больше четырех движущихся слайдов также обеспечивают многоскользкую штамповку.

Четырехскользкая штамповка очень гибка, так как разные инструменты можно добавлять к каждому слайду. Относительно низкая стоимость и быстрая разработка.

Тонкая выбланкировка (Fine blanking) полезна для высокой точности и гладких краев (fine-edge blanking). Обычно выполняется на гидравлическом или механическом прессе или их комбинации. Три различных движения тонкой выбланкировки:
● Зажим заготовки/материала на месте
● Выход процесса выбланкировки
● Выброс готовой части

Пресс для тонкой выбланкировки работает под более высоким давлением, чем традиционные штамповочные операции, поэтому инструменты и оборудование должны проектироваться с учетом этого. Края от тонкой выбланкировки не имеют трещин, как при традиционных. Инструментальная точность и равномерность поверхности превосходят другие методы штамповки. Будучи процессом холодной экструзии, тонкая выбланкировка — одностадийный процесс, снижающий общие затраты.

Типы прессов для штамповки холодным прессом

Механические, гидравлические и механические сервопрессы — три типа штамповочных прессов. Прессы обычно присоединяют к автоматическому питателю, подающему листовый металл в рулонах или бланках через пресс.

Механические прессы используют мотор с механическим маховиком для передачи и накопления энергии. В зависимости от пресса, их штампы варьируются от 5 до 500 мм. Скорость механического прессирования меняется, обычно 20-1500 ходов в минуту, но быстрее гидравлических. Размеры от 20 до 6000 тонн. Хорошо подходят для менее глубоких и простых деталей.

Гидравлический холодной пресс

Гидравлические прессы используют прессуризированную гидравлическую жидкость для приложения силы. Гидравлические поршни смещают жидкость с силой, равной диаметру головки поршня, обеспечивая улучшенную регуляцию давления и более стабильное давление, чем механический пресс. Также имеют настраиваемые ход и скорость, и в любой точке хода могут иметь максимальную силу.

Обычно диапазон 20-10 000 тонн, ходы 10-800 мм. Для малых серий гидравлические прессы обычно делают более сложные и глубокие штамповки, чем механические. Благодаря регулируемой длине хода и контролируемому давлению они дают больше универсальности.