Цепь штамповки

Процесс цепной штамповки

Цепной процесс штамповки относится к систематической последовательности шагов, используемых при изготовлении компонента с использованием методов штамповки в закрытых штампах или штамповочных штампах. Этот процесс обеспечивает придание металлу желаемой геометрии посредством сжимающих сил в пределах прецизионных штампов.

1. Проектирование и инжиниринг

Проектирование детали: первый шаг включает проектирование компонента на основе предполагаемого использования детали, производительности и свойств материала. Инженеры используют программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) для создания подробных моделей, которые учитывают такие факторы, как допуски, распределение напряжений и простота производства.

Проектирование штампа: наряду с проектированием детали инженеры также проектируют штампы, которые будут придавать форму металлу. Штампы обычно изготавливаются из прочных инструментальных сталей, которые могут выдерживать высокое давление и температуру.

Прототип и тестирование: в некоторых случаях может быть создан прототип детали для проверки конструкции, оценки компоновки штампа и обеспечения соответствия детали требуемым спецификациям.

2. Выбор материала

Выбор материала: для процесса ковки выбирается правильный материал. Это зависит от механических требований к конечной детали. Обычные материалы, используемые для штамповки, включают углеродистую сталь, легированную сталь, нержавеющую сталь и другие высокопрочные металлы.

Выбор заготовки: после выбора материала подготавливается заготовка (небольшой прямоугольный блок металла). Размер и вес заготовки выбираются на основе окончательного размера и формы кованой детали.

3. Подготовка и нагрев заготовки

Резка заготовки: металлическая заготовка разрезается до нужного размера или веса, что гарантирует наличие достаточного количества материала для формирования конечной детали.

Нагрев заготовки: заготовка нагревается до высокой температуры (обычно от 1000 до 1200 °C для стали) в печи или индукционной нагревательной системе. Это размягчает металл, делая его более пластичным и более поддающимся ковке, одновременно снижая внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам во время деформации.

4. Процесс ковки

Размещение заготовки: После нагрева заготовка переносится в полость штампа, которая предварительно нагревается и поддерживается при соответствующей температуре, чтобы предотвратить слишком быстрое охлаждение заготовки.

Закрытие штампа: Две половины штампа соединяются вокруг заготовки, которая затем деформируется под действием высокого давления. Обычно это делается с помощью молота или гидравлического пресса, в зависимости от размера и сложности детали.

Деформация: Заготовка начинает принимать форму полости внутри штампа, поскольку давление заставляет металл течь и заполнять отпечатки штампа.

Образование облоя: Во время процесса ковки излишки материала (называемые облоем) вытекают из полости штампа. Облои образуются вокруг краев штампа и должны быть удалены на последующих этапах.

5. Обрезка и удаление облоя

Обрезка: После процесса ковки все излишки облоя удаляются путем резки, резки или шлифовки для достижения окончательной формы.
Удаление облоя: Удаление облоя необходимо для того, чтобы конечная деталь соответствовала требуемым размерам и не имела лишнего материала, который мог бы помешать ее функционированию.

6. Термическая обработка (если применимо)

Закалка: в некоторых случаях кованая деталь закаливается (быстро охлаждается) в жидкости, обычно в воде или масле, для закалки материала. Это может повысить прочность и износостойкость детали.

Отпуск: после закалки деталь может быть отпущена (повторно нагрета до более низкой температуры, а затем охлаждена) для снятия напряжений и регулировки твердости до желаемого уровня.

Отжиг: для некоторых деталей отжиг (контролируемый процесс нагрева и медленного охлаждения) выполняется для смягчения материала и улучшения обрабатываемости.

7. Механическая обработка и отделка

Обработка: иногда кованая деталь подвергается дальнейшей обработке для удаления излишков материала, достижения более жестких допусков или добавления таких элементов, как отверстия, резьба или детали поверхности, которые невозможно сформировать во время ковки.

Отделка поверхности: для улучшения качества поверхности и внешнего вида детали применяются дополнительные операции отделки, такие как шлифовка, полировка или нанесение покрытия.

8. Контроль качества и инспекция

Визуальный осмотр: деталь тщательно осматривается на предмет поверхностных дефектов, таких как трещины, пустоты или наплывы, которые могли образоваться в процессе ковки.

Размерный осмотр: проверка размеров выполняется для того, чтобы убедиться, что кованая деталь соответствует требуемым допускам. Могут использоваться такие инструменты, как штангенциркули, микрометры или координатно-измерительные машины (КИМ).

Неразрушающий контроль (НК): для обнаружения внутренних дефектов, которые могут ухудшить эксплуатационные характеристики детали, могут использоваться такие методы, как ультразвуковой контроль, рентгеновский или магнитопорошковый контроль.

Механические испытания: испытания на растяжение, твердость и ударные испытания проводятся для того, чтобы убедиться, что свойства материала кованой детали соответствуют спецификациям, установленным заказчиком.

9. Упаковка и доставка

Очистка: Деталь очищается от масла, грязи или остатков, оставшихся после ковки, обработки или проверки.

Упаковка: Детали тщательно упаковываются, чтобы предотвратить повреждения во время транспортировки. Это может включать обертывание защитными материалами или размещение деталей в индивидуальных ящиках или коробках.

Доставка: Готовые кованые детали отправляются заказчику вместе со всей необходимой документацией (например, сертификатами на материалы, отчетами об испытаниях и данными проверки).

10. Доставка и послепродажная поддержка

После поставки производитель может предоставить послепродажную поддержку, которая может включать помощь в установке, устранении неисправностей и предоставление рекомендаций по техническому обслуживанию при необходимости.