Пресс для металла штамповки своими руками

Как сделать пресс форму для штамповки металла

Штамповка – один из самых выгодных способов обработки сталей давлением. Для нее необходимы пресс, шайба и матрица, пресс-форма, ножницы. В зависимости от операции (гибка, резка, вытяжка и пр.) нужны разные пресс-формы. Металл подвергается штамповке, как в горячем, так и в холодном виде.

Изготовление пресс-формы – длительный и затратный процесс, требующий высокий уровень подготовки. Без пресс-формы не обойтись при изготовлении многосерийный деталей: дорогое оборудование долго служит и ведет к удешевлению конечного продукта.

Выбор материала

Для пресс-форм используют высокопрочные стали, способные выдерживать ударные нагрузки. Эти стали хорошо закаливаются и обладают высокой вязкостью. Чаще всего применяют 40Х13 и 5ХНМ. Для штампов выбирают прочные стали Ст45, Ст40Х, У8.

Для холодной штамповки применяют гидравлический пресс из-за разнообразия его конфигураций и небольшого расхода металла. Для вырубки и пробивки выбирают инструмент с большим ходом шайбы.

ВАЖНО! Стали У8А и 8ХФ не применяются для изготовления деталей пресс-форм. Сталь У10А тверда после термообработки, но изготовляемые с ее помощью детали придется подвергать дополнительной механической обработке.

Способы изготовления

Есть три способа изготовления формы для штамповки:

• Переделывание имеющейся пресс-формы;
• Изготовление с нуля;
• Сборка из готовых материалов.

Первый вариант встречается крайне редко из-за затрат, проще сделать самостоятельно. В странах СНГ создают формы от колонков до формообразующих. Есть тенденция на изготовление пресс-форм по специализации. На разных заводах изготавливают все части формы, в конечном месте их собирают в готовый продукт.

Изготовление форм для штамповки алюминиевых деталей удешевляется путем повторного безремонтного использования пресс-форм, уже отработавших срок на более высокоточных деталях. Алюминиевые детали не имеют жестких допусков, поэтому такой вариант приемлем.

Изготовление пресс-форм с нуля

Для создания формы необходимо 2 листа или бруса стали в зависимости от формы изделия. Одна часть будет отвечать за подвижную часть конструкции (пуансон), а вторая за матрицу.

Выбрав материалы для заготовок и инструмента, можно создавать форму для штамповки. Имея чертежи детали, проектируется оснастка. С помощью лазера или токарного станка вырезаются отверстия и выемки в заготовках для пресс-формы. Для надежности нужно плотно скрепить две плиты и зафиксировать до окончания работ. Тщательно отладьте литниковую систему. Чтобы изготовить некоторые детали сложного рельефа, может потребоваться фрезерный станок и последующая ручная работа напильником.

Готовое изделие проверяют в работе на пробных изделиях. Это дает возможность узнать результат и подогнать пресс-форму в случае каких-либо неточностей. Литниковая система должна быть налажена для лучшего результата.

Изготовление пресс-формы – процесс сложный, но необходимый для серийного производства деталей.

Источник

Пресс: самодельный для работ по металлу и хозяйственных нужд – варианты, чертежи, изготовление

Производство немыслимо без прессовочных операций, а современное тем более: обработка металлов и вообще материалов резанием дает отходы, которые в конечном итоге сильно бьют по экологии и экономике. В домашней мастерской, в гараже, ИП-индивидуалу, работающему по металлу, также трудно обойтись без штамповки, ковки, правки, гибки, формовки (сплющивания), запрессовки и выпрессовки заготовок и деталей, но выбор прессов для индивидуального пользования никак не широк, а цены пугают. Не менее необходим пресс и просто на хозяйстве – для отжима сока, масла, тюкования сена. Сок/масло первого отжима можно получить только из специального пресса (см. далее); особо тщательно и со знанием дела нужно давить виноград на вино. А с выбором готового пресса и ценами на них ситуация сходная с предыдущей. Наконец, рост цен на энергоносители вынуждает многих домовладельцев задумываться о переводе автономного отопления на бросовое (альтернативное) топливо или, по крайней мере, как делать из имеющихся отходов ЛПХ (соломы, лузги, шелухи, опилок, стружек) топливные пеллеты или брикеты; для этого также нужен специальный пресс. Вот тому, как изготовить пресс своими руками для указанных и некоторых других целей (также см. далее), и посвящена эта публикация.

Самодельные прессы различного назначения

Когда надо покупать

Настольный ручной механический мини-пресс

Но вот когда пресс ни в коем случае не надо делать самому, так это когда вы занимаетесь точной механикой, оптикой, ювелирными работами. Все самодельные прессы особой точностью не отличаются: в домашних и/или кустарных условиях их лучше и не сделаешь. А неточный мини-пресс может сломать или непоправимо испортить малюсенькую незаменимую детальку, расколоть линзу, драгоценный камень и т.п. В этих случаях лучше все же приобрести настольный мини-пресс; из них ручные механические реечные (см. рис. справа) есть в широкой продаже и цены на них приемлемы.

Бить иди давить?

Прессовочные операции осуществляются в основном давлением и ударом. Ударная прессовка весьма экономична: от удара в металле заготовки возникает волна упругости, отчего металл лучше течет и меньше сопротивляется деформации. В практике любителей и мастеров-индивидуалов ударная прессовка широко применяется для холодной ковки металлов, особенно художественной. Ударные прессы выполняются чаще всего ударно-инерционными: энергия аккумулируется в механическом накопителе (маховике, падающем грузе). Затем накопитель вводится в зацепление с пуансоном пресса, который и бьет по заготовке. Ударно-инерционные прессы весьма компактны: такой пресс массой 1 т и размерами в плане ок. 1х1 м способен создать мгновенное усилие больше 1000 тс. Но ударная прессовка – одна из самых аварийно- и травмоопасных операций, поэтому далее будет рассмотрен только один вариант ударного пресса, пригодный для использования в домашней мастерской.

Какой делать?

Прессование давлением позволяет выполнять практически все необходимые в обыденной жизни прессовочные операции. Самодельные прессы выполняются чаще всего энергетически автономными, т.е. без отдельного привода, резервуаров рабочего тела, станций подкачки и пр. Выбор той или иной конструктивной схемы пресса определяется в конечном итоге его назначением и рабочим усилием.

В качестве встроенного в пресс силового блока проще всего применить автомобильный домкрат – он развивает усилие до 100 тс, а домкраты на 10 тс общеупотребительны. Единственная операция, с которой пресс из домкрата не справится – это формовка (сплющивание) концов прутьев при художественной холодной ковке.

Домкрат используется чаще всего гидравлический бутылочный (но см. также ниже). В таком случае гидравлический пресс можно сделать по одной из след. рамных конструктивных схем (см. рис.):

Основные конструктивные схемы самодельных прессов

• Поз. А – домкрат перевернут, наглухо закреплен на неподвижной верхней траверсе, а к головке рабочего штока домкрата крепится пуансон. Это самая простая и в то же время надежная и вибрационно устойчивая конструкция (о роли вибраций в работе пресса см. далее). Недостатки – если домкрат понадобился по прямому назначению, демонтировать его достаточно сложно и долго, а качать рычаг домкрата, висящего вверх ногами, не очень-то сподручно.
• Поз. Б – схема с подвижным столом. Конструктивно сложнее, т.к. добавляется подвижная траверса – стол. Качают домкрат как всегда, снять его просто, т.к. он может быть вовсе не закреплен. Недостатки – наихудшая вибростойкость; кроме того, технология большинства прессовочных операций рассчитана на то, что пуансон давит на заготовку или деталь сверху, а если наоборот, то сложно и может вовсе не получиться. Зато для ремонтных и/или механосборочных работ это оптимальный вариант: если нужно выдавить из шкива или подшипника намертво приржавевший к нему вал или, наоборот, напрессовать их на вал, то его (вала) длина ограничивается только высотой потолка в мастерской. В целом же гидропресс с подвижным столом из домкрата это наилучший вариант для гаража или СТО.
• Поз. В – с силовым блоком на подвижной траверсе. Конструктивно наиболее сложен, но виброустойчив, прочен и долговечен, т.к. нагрузка на самое слабое звено – подвижную траверсу – не точечная, а фактически рассредоточенная. Домкрат также может быть не закреплен, но, если вывернется и грохнется, последствия будут хуже, чем если свалится с опорной плиты. Недостаток – качать домкрат, который потихоньку ползет вниз, не вполне удобно.

Примечание: опорная плита – штука тяжелая, громоздкая, материалоемкая. Разместить пресс на плите в мастерской или гараже не всегда возможно. Поэтому раму самодельных прессов чаще всего ставят не на плиту, а на нижнюю неподвижную траверсу, конструктивно аналогичную верхней (см. далее). Виброустойчивость пресса от этого падает прим. вдвое, но для любительских условий это приемлемо.

Винтовой пресс с ручным приводом (поз. Г) позволяет создавать усилие максимум до 1,5-2,5 тс. В работе с металлом применяется, когда такого достаточно, в след. случаях (см. также видео):

Когда достаточно усилия прессовки менее указанных значений:

Видео: ручной винтовой пресс для мастерской

Источник

Технология штамповки деталей из листового металла. Оборудование

Изготовление деталей с помощью штамповки занимает ведущее место в технологии обработки металлов давлением и используется в разных отраслях промышленности.

Особое значение имеет штамповка металлических изделий из листового проката. В ее основе лежит пластическое деформирование металла без его нагрева с помощью специальных штампов. Такой способ пластической деформации деталей широко применяется для изготовления деталей разных размеров и сложных форм с большой точностью, что невозможно осуществить с помощью других способов обработки.

Они используются для сборки крупногабаритных изделий машиностроительной отрасли, в автомобилестроении и судостроении, а также в приборостроительной сфере и быту, где часто требуются различные миниатюрные детали.

Технология штамповки деталей из металлических листов и ее виды

Штамповкой называют процесс придания деталям нужной формы и получение определенного документами размера путем механического воздействия на них с помощью давления. Основное направление штамповки – это производство деталей из заготовок, в качестве которых используется листовой прокат. Под действием сдавливающего усилия заготовка подвергается деформации и приобретает нужную конфигурацию.

Различают штамповку, выполненную горячим способом с нагревом заготовки и холодным способом без ее предварительного нагрева. Штамповка деталей из листового металла осуществляется без их предварительного нагрева.

Деформацию давлением с нагревом заготовки используют при изготовлении деталей из металла, не обладающего достаточной пластичностью, и в основном применяют при производстве небольших партий объемных изделий из металлического листа, имеющего толщину в пределах 5 миллиметров.

Технологический процесс горячей штамповки металла во многом совпадает с последовательностью операций холодной обработки заготовок. Отличие состоит в предварительном нагреве исходных заготовок в печах до температуры, обеспечивающей пластичность металла. При этом учитывается степень коробления детали при остывании, а также ее утяжка при деформационной обработке, влияющая на ее размер. Чтобы исключить отклонения от требуемых размеров для деталей, полученных горячей штамповкой, делают большие допуски.

При производстве штампованных деталей из листового металла в основном используют метод холодной штамповки.

Холодная штамповка листового металла

Технология холодной деформации листового проката с помощью штампов подразумевает изменение формы и размеров изделия с сохранением их первоначальной толщины.

В качестве материала для получения штампованных изделий холодным способом используют полосы, листы или тонкую ленту в основном из низкоуглеродистых и легированных пластичных сталей, а также медных, латунных (содержащих свыше 60% меди), алюминиевых, магниевых, титановых и других пластичных сплавов. Применение для штамповки сплавов, обладающих хорошей пластичностью, связано с тем, что они легко поддаются деформационному изменению.

Для осуществления холодной штамповки листового металла используют различные операции, которые зависят от поставленной задачи достижения определенной формы заготовки. Их подразделяют на разделительные и формоизменяющие воздействия.

1. При разделительных деформациях материал заготовки частично отделяют по заданному контуру. Отделение осуществляется путем сдвига части металла по отношению к основной заготовке. Такими операциями являются резка, вырубка, пробивка и другие.

Рассмотрим, как осуществляются некоторые операции разделительного характера.

Резка

При проведении резки от детали отделяется определенная часть путем ее разрезания по фигурной или прямой линии. Такая разделительная операция выполняется с помощью пресса, выполненного в виде ножниц разной конструкции.

Такая операция предназначена в основном для подготовки заготовки к другим способам обработки.

Пробивка

Операцию, называемой пробивкой, используют для создания в заготовке отверстия разной формы. Часть металла при пробивке из заготовки удаляется совсем, и ее вес уменьшается.

На рисунке показана схема процесса пробивки.

Вырубка

С помощью процесса вырубки металлической детали придают готовый вид изделия, имеющего замкнутый контур.

На рисунке показана схема изготовления детали с помощью вырубки.

2. Формообразующие деформации включают изменение формы и размеров изделия при перемещении его отдельных областей, не приводящем к его общему разрушению. К ним относят вытяжку, гибку, рельефную формовку, скручивание, обжим и другие операции.

Рассмотрим некоторые виды операций, не приводящие к физическому разрушению формы.

Вытяжка

С помощью вытяжки из листовых плоских заготовок получают полые объемные изделия. Например, таким способом изготавливают детали, имеющие форму полусферы, цилиндра, конуса, куба и других видов. На рисунке показаны разные варианты выполнения вытяжки.

Гибка

С помощью операции гибки листовому изделию придается заданная форма его изгиба. В зависимости от вида гибки такая операция дает возможность получать изогнутые изделия разной конфигурации. Некоторые из них показаны на рисунке.

Рельефная формовка

Этот вид операции подразумевает видоизменение локальных частей изделия, его внешняя конфигурация остается без изменения. На рисунке изображена схемы некоторых операций формовки:

Возможно также применение комбинированных операций, включающих разделение и формообразование одной детали.

Технологический процесс проведения холодной штамповки состоит из этапов, которые связаны с характером деформационной операции и зависят от вида используемого штампового оборудования.

Разработка техпроцесса проводится в следующей последовательности:

• Обозначается структура основных операций, включающая их характер, количество и последовательность выполнения.
• Выполняется расчет первоначальных, промежуточных и готовых размеров детали, а также необходимых деформационных усилий для достижения нужного результата.
• Проводится документальное оформление технологического процесса.

В техпроцесс могут быть внесены дополнительные операции, с помощью которых заготовка приводится к виду, удобному для обработки. К ним относятся очистка, правка листов, нанесение смазки и другие операции.

Штамповочный пресс для металла

Все операции холодной штамповки можно осуществлять при наличии специального оборудования, главным из которых является штамповочный пресс. Его устройство может быть на основе механики, либо с использованием гидравлики.

К механическим видам относят:

• эксцентриковые прессы;
• прессы с использованием кривошипно-шатунного механизма.

Для осуществления операций пробивки, вырубки и вытяжка используется штамповочный пресс кривошипного типа.

Устройство и принцип работы пресса кривошипного типа

Любой пресс, предназначенный для штамповки изделий, включает основные узлы, к которым относится: механизм, приводящий его в действие и устройство, осуществляющее непосредственную штамповку.

Действующий механизм – это кривошипный вал, который приводится в движение с помощью электропривода. Для этого электродвигатель при вращении маховика передает вращение кривошипному механизму с помощью зубчатой передачи.

Совершая возвратно-поступательные действия, ползун кривошипа приводит в работу штамповое устройство, которое с усилием давления осуществляет пластическую деформацию.

Основные детали такого пресса выполнены из высокопрочных сталей и дополнительно укреплены с целью придания необходимой жесткости.

Устройство гидравлического пресса

Штамповочный пресс для металла гидравлического типа применяется для создания объемных форм с помощью продавливания металла.

Принцип действия такого механизма основан на давлении жидкости, помещенной в двух резервуарах, которые снабжены поршнями. Резервуары соединены трубопроводом. В результате давления в жидкости, возникающего в момент ее нагнетания в цилиндр из другого резервуара, оно передается на ползун и приводит его в движение. При перемещении ползун с большим усилием продавливает заготовку.

Изготовление штампов для холодной штамповки металла

Рабочим устройством любого прессового станка является сам штамп. Он включает две рабочие части, называемые матрицей и пуансоном. В процессе работы подвижной является только верхняя деталь штампа – пуансон, закрепленный на ползуне. Матрица расположена снизу и остается неподвижной.

Деформирование листа осуществляется во время прижимания пуансона к матрице с расположенной на ней заготовкой.

Разработке чертежей и изготовлению штампов для пресса предъявляются повышенные требования, т. к. от их точности зависит правильность формирования изделия.

Выполняются такие работы поэтапно в следующей последовательности:

• составляется эскиз штампа;
• с помощью компьютерной схемы штампа, составленной по специальной программе, проводится проверка рационального раскроя материала;
• при необходимости эскиз корректируется, и уточняются размеры штампа;
• обозначаются места расположения отверстий и их размеры, которые затем будут нанесены на поверхность штампа;
• после окончательного согласования чертежей приступают к изготовлению самого штампа.

Современные станки для штамповки изделий оснащены штампами, изготовленными с большой точностью при помощи компьютерных технологических программ.

Источник