Операции с листовой сталью: типы, технологии и схемы

Введение

Гофрирование листового металла — штамповочный метод создания выпуклых или вдавленных изображений. Выполняется парными контравariantными роликовыми штампами или прокаткой полосы между роллерами с нужным рисунком. Часто комбинируется с фольгированием для блестящего 3D-эффекта. В зависимости от типа гофрирования используют комбинацию тепла и давления. Теоретически толщина металла меняется в составе при любом из этих процессов.

Статья подробно рассматривает виды операций с листовой сталью со схемами.

Типы операций с листовой сталью

Основные: рассечение, выемка, пробивка, проколовка, обрезка, вытягивание, гофрирование, гибование, давильные операции.

Операции рассечения (Shearing)

Прямой срез полосы, листа или прутка. Оставляет скошенный край. Заготовка между двумя матрицами с одного конца, удар пуансоном с другого — эффект срезания. Три стадии:

• Пластическая деформация: металл между верхним и нижним лезвиями под давлением проникает на 5–40% толщины
• Разрыв в зоне максимального напряжения
• Срезание: металл рассекается после появления микротрещин

Операции выемки (Blanking)

Вырезаание целой детали из листа. Остаток — отходы по периметру. Используются пуансон и матрица.

Операции пробивки (Punching)

Создание круглых отверстий пуансоном и матрицей. Противоположность выемке, но процесс аналогичен. Выемка тоже требует пуансон и матрицу.

Операции проколовки (Piercing)

Создание отверстий заданной формы без удаления материала (или с минимальным удалением). Пуансон и матрица. Часто используются пулистообразные пуансоны.

Операции обрезки (Trimming / Shaving)

Финишная операция: удаление заусенцев с резов для повышения точности размеров и чистоты краев.

Операции вытягивания (Drawing)

Изготовление тонкостенных полых/сосудообразных деталей из листа. Два вида:

• Глубокое вытягивание — глубина больше ширины
• Мелкое вытягивание — длина меньше ширины. Примеры: кастрюли, трубки, кулачки

Операции гофрирования (Embossing)

Создание выпуклых поверхностей или надписей на листе. Толщина металла не меняется.

Операции гибования (Bending)

Приложение сил к определенным зонам. Внутренняя поверхность — сжатие, внешняя — растяжение, металлопоток равномерен вдоль оси гиба. Виды:

Гибование края (Edge bending)

Лист зажат между двумя матрицами с одного конца. Свободный конец ударяет пуансоном — свободный край гнется.

V-образное гибование (V-bending)

Лист между матрицей и пуансоном принимает V-форму в матрице.

U-образное гибование (U-bending)

Пуансон вдавливается в матрицу — лист принимает U-форму.

Смещенное гибование (Offset bending)

Лист пуансоном и матрицей принимает смещенную (Z-образную) форму.

Канальное гибование (Channel bending)

Пуансон продвигается в матрицу — лист между ними принимает форму канала (П-образную).

Давильные операции (Squeezing)

Простой и частый метод для ковких металлов. Операции: калибровка, монетование, нитьевое соединение.

• Калибровка (Sizing) — уменьшение толщины давлением. В открытой матрице калибруется только контактная поверхность
• Монетование (Coining) — прессование металла в матрицу с заполнением полости. Медали, монеты, ювелирные изделия

Таблица: операции в зависимости от типа напряжений

№	Тип напряжения	Операции
1	Сдвиг (Shear)	Рассечение, выемка, проколовка, обрезка
2	Растяжение (Tension)	Растяжное формование
3	Сжатие (Compression)	Монетование, калибровка и др.
4	Растяжение и сжатие	Вытягивание, гибование, формование и др.

Обзор операций с листовой сталью завершен. Надеемся, материал полезен — делитесь с коллегами и студентами!