Ковані, литі чи штамповані - які диски кращі і чим вони відрізняються? Штамповане кування Штамповане кування

Куваннямназивається обробка металу, що у пластичному стані, статичним чи динамічним тиском. При куванні змінюється як зовнішня форма, і структура металу. Виріб, отриманий куванням, називають поковкою. Існують два види кування: вільна і у штампах.

Кування виробляється або ударною (динамічною) дією на метал, де використовується енергія падаючих частин молота (механічне кування), або повільним (статичним) впливом, де використовується тиск преса.

Вільне кування

Вільне кування застосовують в умовах серійного та дрібносерійного виробництва. До операцій кування відносяться витяжка, осадка, гнучка, пробивка, прошивка, рубка і т.д.

При витяжціДовжина поковки збільшується за рахунок зменшення поперечного перерізу. Різновидом витяжки є протяжка, коли заготовку кантують після кожного удару.

Опад- операція, обернена до витяжки. При осаді поперечний переріз поковки збільшується за рахунок висоти.

Прошивка отворів проводиться за допомогою пробійника, званого прошивнею. Прошивкою одержують наскрізний отвір або поглиблення - (глуха прошивка). На рис.3 7 наведено схеми деяких операцій вільного кування.

Кування виконують на кувальних молотах або гідравлічних пресах.

Молоти- Машини динамічного, ударного впливу. Тривалість деформації ними становить тисячні частки секунди. Метал деформується за рахунок енергії, накопиченої рухомими (падаючими) частинами молота до моменту їх зіткнення із заготівлею. Одним з основних типів молотів для кування є пароповітряні молоти.

Гідравлічні преси – машини статичної дії; тривалість деформації становить кілька секунд. Метал деформується додатком зусилля, що створюється за допомогою рідини, що подається в робочий циліндр преса.

Рис.38. Схеми операцій кування: а - двостороння прошивка, б-скріз-

ная прошивка, в-прошивні, г-отрубка, д-сокири, е-гнутка,

ж-штампування в підкладних штампах, з-протяжка

Штампівка

Штампуванням називають кування в сталевих формах-штампах. Продуктивність штампування в десятки разів більша, ніж вільної ковки. Крім того, при штампуванні досягається значно більша, ніж при вільному кованні, точність розмірів і чистота поверхні. Однак штампування вигідне лише в масовому та серійному виробництві, тому що витрати на виготовлення штампового інструменту виправдовуються лише при виготовленні великої партії деталей. Штампування буває гарячим і холодним, об'ємним і листовим.

Гаряче об'ємне штампування(Кування в штампах). Якщо при вільному кованні метал, що тисне бойками зверху і знизу, може вільно текти в сторони, то при штампуванні перебіг металу обмежується поверхнями штампу, і заготовка набуває форми його фасонної порожнини (струмка).

Припуск на механічну обробку при гарячому об'ємному штампуванні приблизно вдвічі менше, ніж при вільному куванні. Гаряче штампування проводиться на молотах та кувальних машинах.

Штампування на молотах- Найбільш поширений спосіб гарячого штампування. Штамп ( Рис.39 ,а)Складається з двох частин: верхньої 1 і нижньої 2. Нижня частина кріпиться на штамдержателя, встановленим на шаботі, а верхня - в бабі; кріплення кожної частини штампу здійснюється клином та шпонкою. Місця кріплення виконують у вигляді "ластівчиного хвоста". Обидві частини мають порожнини, що становлять струмок, який відповідає формі поковки.

Рис.3 9. Штампування заготовок зубчастих коліс в одноручному штампі

Для штампування заготівля нагрівається до температури кування і поміщається в нижню порожнину 2 штампи. Під дією ударів верхньої частини штампу метал тече та заповнює струмок. Надлишок металу видавлюється з струмка в кільцеву порожнину і утворює так звану облу (задирок). Рис.39 ,б), який сприяє кращому заповненню порожнини штампа, перешкоджаючи подальшому перебігу металу порожнини роз'єму штампа. Задирки обрізають на пресі в спеціальному обрізному штампі в гарячому або холодному стані. За кількістю струмків штампи поділяються на одноручні та багатострумові.

Одноручні штампизастосовують для виготовлення простих виробів та для штампування заготовок, попередньо підготовлених вільним куванням. Ця підготовка полягає у наближенні форми заготівлі до форми готового поковки.

Багаторучкові штампи мають заготівельні, штампувальні та відрізні струмки. У заготівельних струмках виконуються операції витяжки та згинання, у штампувальних - надання заготовці остаточної форми, у відрізних відділеннях штампування від прутка (катанної заготовки).

Заготівельні струмки розташовуються з обох боків штампу, а штампувальні в середині. На Рис.40 наведено багаторучковий штамп, а також ескізи вихідної заготовки, її деформування при виконанні послідовних переходів штампування та готове поковування. Заготівля надходить спочатку у протяжний струмок 4, де простягається. Потім її деформують у прокатному струмку 3 для потовщення на кінцях, далі передають у згинальний струмок 1, після чого її штампують спочатку в попередньому струмку 2, а потім в остаточному струмку 5.

Рис.4 0. Багаторучний штамп

В Останніми рокамипоширюється безшарове штампуванняу закритих штампах. При цьому досягається значна економія металу, відпадає потреба в обрізних пресах та штампах, а також в обрізці облої та підвищуються механічні властивості поковок. Для гарячого штампування застосовують кривошипні преси, фрикційні та пароповітряні молоти.

Штампування на горизонтально-кувальних машинах (ГКМ). На відміну від молотів у кувальних машин повзун рухається горизонтально, тому ці машини називають горизонтально-кувальними. Такі машини застосовують для виготовлення поковок, що мають форму порожнистих або суцільних стрижнів з потовщенням (болтів, заклепок тощо), а також для виготовлення ковані кільцеподібної форми (втулок, гайок, кілець).

Ці машини мають високу продуктивність, забезпечують отримання більшої точності, ніж при штампуванні на молотах і майже не дають відходів.

Рис.4 1. Схема штампування кільця на ГКМ

Штампування на ГКМ зазвичай зводиться до виконання операції висадки нагрітої прокатаної заготовки. Штамп має два струмки. У першому струмку проводиться висадка для отримання зовнішнього контуру кільця ( Рис.4 1,а), у другому струмку ( Рис.4 1,б) пуансон Ппрошиває та виштовхує заготівлю. Тиск, що розвивається ГКМ, коливається від 500 до 3000 кн.

Рис.4 2. Схема вирубки листового матеріалу

Холодне листове штампуваннязастосовується для виробів з листової сталі, алюмінію та його сплавів, міді, латуні та ін. Просте штампування зводиться до вирізки, витяжки та згинання. Складне штампування є поєднанням перелічених операцій.

Вирубуваннязастосовують виготовлення з листа плоских деталей; Форма контуру може бути будь-якою: коло, квадрат і т.д. Цим методом можуть пробиватися отвори. У штампу для вирубки є дві основні частини ( рис.42): матриця 4 та пуансон 1.

При русі вниз пуансон 1 гострими краями робочого контуру зрізає частину заготовки. При зворотному русі залишок заготовки 3 упирається в знімач 2 і знімається з пуансона.

Витяжкоюодержують порожнисті вироби з листової заготовки. Заготівлю діаметром D кладуть у виточення матриці ( Рис.4 3,а) і витягують пуансоном у склянку ( рис.43,б). Щоб не зрізати заготівлю, краї пуансону заокруглюють.

Рис.4 3. Схема витяжки із листової заготовки

Якщо зазор а між матрицею та пуансоном дорівнює товщині заготовки, то товщина стінок виробу залишається такою ж; якщо ж цей зазор менший, то стінки стають тоншими. Для місцевого зміни форми, наприклад отримання ребер жорсткості, заготовку додатково формують у штампах.

Холодне штампування виробляють механічними кривошипними, гідравлічними або фрикційними пресами.

Щоб зняти наклеп, деякі вироби відпалюють. Якщо штампують у кілька переходів із великою деформацією, то відпалюють багаторазово.

Декоративні ковані елементи представлені в широкій різноманітності.
Ми пропонуємо гарантовано низькі цінина пропоновану продукцію, але при цьому завжди є особливі СПЕЦПРОПОЗИЦІЇ, АКЦІЇ та ВИГІДНІ РІШЕННЯза багатьма позиціями асортименту.

Втілити ковані елементи у вироби можна, скориставшись послугою

Відкривайте ПРОПОЗИЦІЇ, знайомтесь з каталогами та отримайте всі переваги покупки кованих елементів у компанії Технолюкс:

СПЕЦПРОПОЗИЦІЯ МІСЯЦЯ

Піка5507Т Ціна 29 руб/штука	Піка 5512Т Ціна 19,9 руб/штука	Піка 5599 Т Ціна 25 руб/штука
			Піка 5535Т Ціна 22.9 руб/ штука
Балясина 0325Т Ціна 455 руб/штука	Квітка 8407Т Ціна 19,9 руб/штука	Виноград1429Т Ціна 175 руб/штука	Квітка 8438Т Ціна 41 руб/штука

Ковані та штамповані елементиє важливою частиною виробів та композицій у вигляді ґрат, сходів, поручнів, огорож. Вони набули широкого поширення завдяки оптимальному поєднанню ціни, якості та простоти складанняковальських виробів.

Декоративні елементи кування можуть стати окрасою будь-якого архітектурного ансамблю або вхідної групи – сьогодні це виглядає актуально та ефектно. Привабливо виглядають вхідні групи, де сходи, перила, козирок або його обрамлення виготовлені з кування. Популярністю користуються також лавки, ворота та огорожі з оригінальними елегантними візерунками.

Ручне художнє кування – дороге задоволення, особливо в авторському виконанні. Компанія «Технолюкс» пропонує ковані елементи для виготовлення, недорогих ковальських виробів, які не поступаються в дизайні ручному куванню.

Штамповані та ковані елементи компанії Технолюкс, виготовлені на сучасному обладнанні, є якісними фактурними виробами, що легко піддаються зварюванню. Вони вигідно відрізняються від тонкостінних, крихких, з неякісною структурою металу, дешевих елементів, що заполонили ринок декоративного металу.

Штамповані та ковані елементи в регіони та Москву постачає компанія «Технолюкс»

Для зручності наших клієнтів ми пропонуємо:

*Незмінно широкий асортимент кованих елементів і декоративного прокату, що постійно оновлюється.
*Кваліфіковану допомогу дизайнера у підборі кованих елементів для виготовлення ковальських виробів.
*Наявність на складах компанії великих залишків продукції, що дозволяє задовольняти попит великих покупців, не змушуючи їх чекати на чергову партію товару.
*Супутні товари, необхідні виготовлення металовиробів – метал, електроди, відрізні кола, сітки, полікарбонат, дозволяють придбати всю необхідну продукцію одному місці.
*Дилерам та постійним покупцям - постійні високі знижки!!! Також, залежно від суми разової покупки надаються знижки: 5% від суми 15000 руб. , при покупці на суму понад 50 000 надаються додаткові знижки. При покупці кованих елементів та декоративного прокату на суму від 20000 руб. Вам надається унікальна можливість купити металопрокат за оптовою ціною від 1 тн незалежно від обсягу покупки!

Запрошуємо Вас до співпраці з «Технолюксом» - ми готові запропонувати вигідні умови купівлі оптом кованих елементівяк у Москві, і у регіонах. Щоб дізнатися про умови співпраці, зв'яжіться зі спеціалістами «Технолюкс».

Способи обробки металів тиском виробничому призначеннюподіляють на два види.

1. Металургійні, призначені для отримання заготовок постійного поперечного перерізу (прутків, дроту, листів та ін.), що застосовуються для виготовлення деталей за допомогою попередньої пластичної формозміни та обробки різанням. Основними металургійними способами обробки тиском є про-катка, волочіння та пресування.

2. Машинобудівні, призначені для отримання деталей або заготовок, що мають форму та розміри, наближені до форми та розмірів деталей; в машинобудуванні основними способами отримання заготовок обробкою тиском є кування та штам-повка.

Прокатка(Рис. 3.10, а)полягає в обтисканні заготівлі 2 між валками, що обертаються 1 .

Пресування(Рис. 3.10, 6) полягає у продавлюванні штовхачем 4 заготівлі 2, що знаходиться у втулці 3, через отвір матриці 1.

Волочення(Рис. 3.10, в, г)полягає у протягуванні заготівлі 2 через звужувальну порожнину матриці 1; при цьому поперечний переріз заготовки набуває форми поперечного перерізу отвору матриці.

Штампуванням(Рис. 3.10, д)змінюють форму та розміри заготовки за допомогою спеціального інструменту – штампу.

Листове штампуванняотримують плоскі та просторові деталі із заготовок, у яких товщина значно менше розміріву плані (аркуш, стрічка, смуга). При листовому штампуванні (рис. 3.10, д) заготівля 3 деформується за допомогою пуансону 1 та матриці 2.

Куванням(Рис. 3.10, е)змінюють форму та розміри заготівлі 2 шляхом послідовного впливу універсальними інструментами 1 на окремі ділянки заготівлі.

При об'ємному штампуванню(Рис. 3.10, е) на заготівлю, що є відрізком дроту 2, впливають штампом 1, причому метал заготовки заповнює порожнину штампу, набуваючи її форми та розмірів.

Рис. 3.10. Основні види обробки металів тиском: а – прокатка; б – пресування; в, г - волочіння; д - листове штампування (один із процесів); е – кування; Р – зусилля притискання прокатних валків; Р тр – зусилля тертя; Р п - зусилля пресування;

Р пр - зусилля протягування; Р к - зусилля кування; Р ш – зусилля штампування.

Кування — спосіб обробки металів тиском, що здійснюється за допомогою ковальського інструменту або штампів, при якому інструмент надає багаторазове, переривчасте вплив на нагріту заготовку, в результаті чого вона деформується і поступово набуває заданих форм і розмірів. Кування є єдиним способом виготовлення великих поковок (масою до 250 т): валів гідрогенераторів, колінчастих валів суднових двигунів, валків прокатних станів і т.д. Кування зазвичай застосовують у дрібносерійному або одиничному виробництві, а також для виготовлення великих поковок.

Кування може бути вільним або в підкладних штампах, ручним або машинним, що здійснюється на пароповітряних молотах або на гідравлічних кувальних пресах. При ручного куваннязастосовують ковадла, великі і малі молотки (кувалди і ручники), кліщі для захоплення і підтримки заготовки, борідки, зубила, підбійники, обтискання (рис. 3.11, а-з),при машинного куваннябойки, обтискання, розкочування, пережимання, патрони (рис. 3.11, і-п).

Рис. 3.11. Інструмент для ручного та машинного кування: а - ковадло; б – кувалда;

в – ручник; г – кліщі; д – борідок; е - зубило; ж - підбійник; з - обтискання;

та - плоскі бойки; до - вирізні бойки; л – закруглені бойки; м - обтискання;

н - розкочування; про - пережимання; п – патрони.

Основними операціями кування є осадка, висадка, протяжка, прошивка, відрубка, гнучка. Опадомназивають таку технологічну операцію обробки тиском, за якої зменшується висота вихідної заготовки при одночасному збільшенні площі її поперечного перерізу (рис. 3.12).

При цьому осад циліндричного зразка може розглядатися без урахування тертя на торцях (рис. 3.12, а)(ідеальний варіант) або за наявності тертя на торцях (рис. 3.12, б)(Реальний варіант). Для стійкості при осаді циліндричних заготовок висота заготовки h 0має бути не більше 2,5 діаметрів:

Рис. 3.12. Схеми опади циліндричного зразка без тертя на торцях (а – ідеальний варіант) та за наявності тертя на торцях (б – реальний варіант):

h oі h 1- вихідний та кінцевий розміри оброблюваного виробу; d- Діаметр заготівлі; d 1- Діаметр деталі; Δh- Величина опади; P- Зусилля опади.

Висаджуванняє різновидом опади. При цьому метал осаджують лише на частини довжини заготовки (рис. 3.13, а). Прошивка -операція одержання порожнин за рахунок витіснення металу (рис. 3.13, б)за допомогою інструмента – прошивки. Для отримання необхідної форми деталі використовують штампи (мал. 3.14).

Рис. 3.13. Схеми висадки (а) та двостороннього прошивки (б).

Рис. 3.14. Схема штампування у підкладних штампах.

Гаряче об'ємне штампування- це вид обробки металів тиском, при якій формоутворення поковки з нагрітої заготовки здійснюють за допомогою спеціального інструменту, званого штамп.При штампуванні перебіг металу обмежується поверхнями порожнин або виступів в окремих частинах штампу. В кінцевий момент штампування метал займає всю замкнуту порожнину штампу (ручок) відповідно до конфігурації поковки. Завдяки цьому гарячим об'ємним штампуванням можна отримувати поковки складної конфігурації з мінімальними напусками (або без них) і з меншими допусками, ніж при куванні (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Схеми штампування у відкритих (а) та закритих (б) штампах: h заз- Проміжок.

За наявністю або відсутністю задирки розрізняють штампи відкриті (рис. 3.15, а)та закриті (рис. 3.15, б).

Штампування поділяють на холодну і гарячу (залежно від температури нагрівання заготовок), формувальне, висадкове, прошивне і т.д. (за типом операцій), молотове та пресове (за типом застосовуваного обладнання).

Основними деталями штампу є пуансон та матриця. Штампи, призначені для молотових і кривошипно-гарячештампувальних пресів, складаються з верхньої та нижньої частин, на дотичних поверхнях яких є струмки для послідовного формоутворення виробу. Виготовляють штампи з вуглецевих та легованих (в основному хромом) штампових сталей.

Штампування у відкритих штампаххарактеризується змінним зазором між рухомою та нерухомою частинами штампу. У зазор випливає задир (облий). У міру зменшення зазору метал, що знаходиться в ньому, інтенсивно охолоджується, збільшується межа теку-честі металу і зростає опір переміщенню задирки. Завдяки цьому заповнюється вся порожнина штампу, і лише надлишки металу витісняються в задирки. Задирки згодом віддаляються у спеціальних обрізних штампах.

При штампуванні в закритих штампах зазор між рухомою і нерухомою частинами штампу достатній для відносного переміщення частин штампу, але не для утворення задирки. Тому, щоб уникнути незаповнення кутів порожнини штампа або збільшення висоти поковки необхідно суворо дотримуватися рівності обсягів заготівлі металу і поковки.

До штампування в закритих штампах можна віднести штампування видавленням. Гаряче об'ємне штампування застосовується у велико-серійному або масовому виробництві, дозволяє отримувати поковки складної конфігурації з мінімальними напусками та меншими (порівняно зі стандартними методами) допусками.

Продуктивність штампування значно вища, ніж кування. У той же час штамп - дорогий інструмент, призначений для виготовлення тільки одного конкретного поковки. Зусилля при штампуванні більше, ніж при куванні однакових поковок. Тому маса поковок, що виготовляються об'ємним штампуванням, рідко перевищує 20 кг.

Основним обладнанням для кування та штампування є кувальні та штампувальні молоти та преси. Кований молотслужить обробки металевих заготовок ударами падаючих частин. За родом приводу молоти бувають пароповітряні (рис. 3.16, а),пневматичні (рис. 3.16, б),механічні, гідравлічні.

Рис. 3.16. Принципові схеми молотів: а – пароповітряного: 1 – баба; 2 – напрямні; 3 – поршень; 4 – циліндр для подачі пар; 5 – нижній бойок; б - пневматичний: 1 - робочий циліндр; 2 – компресорний циліндр; 3 – поршень компресорного циліндра; 4 – шатун; 5 – вал; 6,7 - верхній та нижній золотник відповідно;

8 – поршень робочого циліндра; 9 – баба молота; 10 – верхній бойок; 11 – нижній бойок.

Пароповітряні молоти(див. рис. 3.16, а)приводяться в дію парою або стисненим повітрям під тиском 0,7...0,9 МПа. Переміщення баби 1 щодо напрямних 2 відбувається при русі поршня 3 під дією стисненої пари чи повітря. При подачі пари (або повітря) у верхню порожнину циліндра впадаючі частини переміщуються вниз і завдають удару по заготівлі, покладеній на нижній бойок 5. При подачі пари (або стисненого повітря) в нижню порожнину циліндра падаючі частини піднімаються у верхнє положення.

Пневматичні молоти(див. рис. 3.16, б)містять два цилін-дра: робітник 1 та компресорний 2. Поршень 3 компресорного циліндра переміщується шатуном 4 від кривошипного валу 5. При цьому повітря стискається по черзі (Р = 0,3 МПа) у верхній або нижній порожнинах циліндра і при натисканні на педаль або рукоятку, що відкриває золотники 6 і 7, надходить у робочий циліндр 1. Робочий циліндр діє на поршень 8. Поршень разом з масивним штоком 9 одночасно є бабою молота, в якій кріпиться верхній бойок 10, При переміщенні падаючих частин вниз верхній бойок ударяє по заготівлі, покладеній на нижній нерухомий бойок. 11.

Основа кувального молота (шабот) має масу, що у 8 - 15 разів перевищує масу падаючих частин. Шаботи штампувальних молотів ще масивніше - в 20 -30 разів більше маси падаючих елементів. Це забезпечує високий ККД удару (η = 0,8 ... 0,9) і високу точність зіткнення частин штампу. Крім того, для цієї ж мети молоти мають посилені регульовані направляючі для руху баби.

За способом роботи розрізняють молоти простогоі подвійної дії.У молотах простого дії падаюча частина (баба) падає вільно під впливом своєї сили тяжкості, а молотах подвійного дії вона додатково розганяється. Швидкість баби високошвидкісних молотів може досягати 25 м/с, а звичайних молотів 3...6 м/с.

Пароповітряні кувальні молотимають масу падаючих частин 500...5000 кг, а штампувальні - 500...30 000 кг. На кувальних молотах виготовляють поковки масою 20 ... 2000 кг, як правило, з прокатаних заготовок або з злитків. Максимальна маса штампованих поковок - 1000 кг.

У безшаботних пароповітряних молотів шабот замінено нижньою рухомою бабою, з'єднаною з верхньою бабою механічним або гідравлічним зв'язком.

Необхідний молот вибирають на підставі розрахунку або за довідковими таблицями.

Кривошипні штампувальні пресимають постійний хід, що дорівнює подвоєному радіусу кривошипу (рис. 3.17). Штампування на кривошипних пресах характеризується високою продуктивністю та точністю заготовок по висоті. Заготівля витягується зі штампу при зворотному ході його верхньої частини за допомогою виштовхувачів. Завдяки цьому зручно штампувати в закритих штампах видавлюванням і прошивкою.

Рис. 3.17. Схема кривошипного штампувального преса: 1 – пуансон; 2 – упор; 3 – привід;

4 – електродвигун; 5 – рухлива матриця; 6 – приводний вал; 7 – головний повзун;

8 – кришка; 9 – кривошипний вал; 10 – куліса; 11,12 - верхній та нижній бойки.

Кривошипні штампувальні преси зусиллям 6,3... 100 МН успішно замінюють штампувальні молоти з масою частин 630... 10000 кг. Проте вартість кривошипного гарячештампувального преса в 3 — 4 рази вища за вартість еквівалентного за технологічними можливостями молота.

Горизонтально-кувальні машини(ГКМ) (рис. 3.18) мають штампи, що складаються з трьох частин: нерухомої матриці 3, під-вижной матриці 5 і пуансона 1, що розмикаються у двох взаємно-перпендикулярних площинах.

Рис. 3.18. Схема ДКМ

Пруток 4 з нагрітою ділянкою, зверненою до пуансона, закладають у нерухому матрицю 3. Положення прутка фіксується упором 2. При включенні ГКМ рухома матриця 5 притискає пруток до нерухомої матриці, упор 2 відводиться убік, а пуансон 1 ударяє по виступаючій частині прутка, деформуючи її. Робота ГКМ пояснюється кінематичною схемою, наведеною на рис. 3.19.

Рис. 3.19. Кінематична схема горизонтально-кувальної машини: 1 - рухлива

щока; 2 – система важелів; 3 – повзун; 4 – рухливі кулачки; 5 – шатун;

6 – кривошипний вал; 7 – головний повзун.

Головний повзун 7, що несе пуансон, наводиться в рух від кривошипного валу 6 за допомогою шатуна 5. Рухлива щока 1 наводиться в рух від бічного повзуна 3 системою важелів 2. Бічний повзун рухається кулачками 4, встановленими на кінці кривошипного валу 6. Горизонтально-кувальні машини зазвичай будують із зусиллям до 30 МН. Основними операціями, що виконуються на ГКМ, є висадка, прошивка та пробивка.

Штампування на ГКМ можна виконувати за кілька проходів в окремих струмках, осі яких розташовані горизонтально одна над одною. Кожен перехід виконується за один робочий хід машини.

Дія гідравлічного пресу засноване на законі гідростатичного тиску Паскаля, який у 1698 р. вказав, що «посудина, наповнена водою, є новою машиною для збільшення сил у бажаному ступені» (рис. 3.20). Зусилля сучасних гідравлічних пресів штампування (рис. 3.21) досягає 750 МН.

Рис. 3.20. Схема пояснення закону Паскаля.

Рис. 3.21. Принципова схема гідравлічного пресу.

Листове штампуванняпризначена для отримання різноманітних плоских та просторових виробів типу облицювальних автомобільних деталей, деталей літаків, ракет та інших виробів складної форми. Листове штампування застосовують в автомобільній, авіаційній, електротехнічній промисловості, в тракторобудуванні, приладобудуванні та ін.

Листове штампування знижує обсяг обробки різанням, забезпечує високі точність розмірів та продуктивність (до 40 тис. деталей за зміну з однієї машини). Як заготовки використовують лист, смугу або стрічку. Товщина заготовок зазвичай не перевищує S≤ 10 мм.

Як правило, при листовому штампуванні пластичну деформацію, що забезпечує необхідні форму та розміри, отримує лише частину заготовки. Товщина стінок штампованих деталей трохи відрізняється від товщини заготовок. Операції, в яких змінюються лише форма та розміри заготовки без руйнування її в процесі деформування, називаються формозмінними. Пропереції, що зумовлюють руйнування матеріалу заготівлі, називаються роздільними.

До формоизменяющих операцій листового штампування відносять згинання, витяжку, отбортовку, обжим, роздачу та ін. (Рис. 3.22).

Рис. 3.22. Операції листового штампування: а - гнучка; б – витяжка; в - відбортування;

г – обжим; д – роздача.

Гнучка(Рис. 3.22, а)застосовується зміни кривизни заготівлі практично без зміни її лінійних розмірів. Ввнаслідок такого деформування частина заготовки повертається щодо іншої на певний кут. Пластична деформація при згинанні зосереджується на вузькій ділянці, що контактує з пуансоном.

При згинанні не допускається руйнування матеріалу, утворення тріщин, складок. Найбільш слабким місцем є зона деформацій розтягування у зовнішньому шарі деталі на ділянці заокруглення пуансону. При зменшенні відношення радіуса закруглення Rдо товщини заготівлі Sдеформація зростає. Тому для запобігання появі тріщин, складок або руйнування заготівлі обмежують мінімальні розмірирадіуса закруглення пуансону: R min =(0,1 ...2) S.

Витяжка(див. рис. 3.22, б)заклю-чається в протягуванні заготовки через отвір матриці, причому плоска заготовка перетворюється на порожній виріб, а у просторової заготовки зменшуються поперечні розміри (рис. 3.23). Витяжка може здійснюватися без потонання або потонання стінки заготовки.

Рис. 3.23. Схема витяжки: 1 - матриця з робочим діаметром D мта радіусом закруглення R м; 2 – напівфабрикат; 3 – притиск; 4 - пуансон із робочим діаметром D пта радіусом закруглення R п; 5-заготівля під витяжку діаметром D зта завтовшки S.

Формозміна при витяжці (рис. 3.23) оцінюють відношенням діаметру D 3заготівлі (типу диска, фланця) до діаметру dотриманої деталі типу циліндр, який називається коефіцієнтом витяжки:

До п = D3/d

При витяжці без вимірювання товщини стінки зазор zміж пуансоном і матрицею має бути більше товщини sзаготівлі: z= (1,1 ... 1,3)S.При витяжці зі зміною товщини стінки остання за один перехід може бути зменшена в 1,5 -2 рази, при цьому зазор між пуансоном і матрицею повинен бути менше товщини стінки, а питомі зусилля будуть більшими. Витяжку з потонанням застосовують для усунення небезпеки складкоутворення, а також для отримання деталей зі стінками, товщина яких менша за товщину денця.

Зусилля витяжки в момент, коли заготовка повністю охопить кромку матриці, що округляє, може бути визначено за формулою:

Р вит = 2πR м SQ р max

де Q р max- Справжня міцність матеріалу заготовки при повному зміцненні.

При відбортуваннячастина заготовки, що межує з попередньо пробитим отвором, вдавлюється в матрицю, при цьому розміри отвору збільшуються, і ця ділянка заготовки набуває циліндричної форми (див. рис. 3.22, в).Допустиме без руйнування збільшення діаметра отвору при відбортуванні залежить від механічних властивостей матеріалу заготовки та її відносної товщини. s/d Qі складає d/d Q= 1,2. 1,8, де d Q -первісний діаметр заготовки.

При обтиску(див. рис. 3.22, г)порожня тонкостінна циліндрична заготовка подається в отвір матриці, в результаті чого відбувається зменшення поперечних розмірів.

При роздачі(див. рис. 3.22, д)пуансон впроваджується в порожнисту тонкостінну циліндричну заготовку, і її поперечні розміри в осередку деформації збільшуються. При розгляді напруженого та деформованого станів в осередку деформації при аналізі операцій листового штампування зазвичай користуються полярною системою координат з полюсом, що збігається з центром кривизни серединної поверхні заготівлі в момент деформування (рис. 3.24).

Рис. 3.24. Схема напруги при листовому штампуванні: R н - зовнішній радіус заготовки до деформації; Р н - змінний радіус у полярній системі координат; r вн – внутрішній діаметр деталі; σ - напруги; ε – деформації; індекси ρ, θ і z відносяться

до радіальних, тангенціальних та осьових параметрів, відповідно.

При формозмінних операціях листового штампування дотичні напруги відносно малі і тому приймають, що напрямки нормальних напруг σ р і σ θ збігаються з головними напрямками тензора напруг, тобто є головними напругами. При r BH /s > 5 приймають ρ п ≈ r BH + s/2.

Деформації на операціях листового штампування здійснюються, коли напруги σ р і σ θ відповідають граничному стану (умові пластичності). В залежності від умов навантаження заготівлі в різних операціях листового штампування схеми напруженого стану і знаки напруг σ р і σ θ в осередку деформації можуть бути різними. В операціях витяжки і відбортування напруги а р розтягують, а в операціях обтиску і роздачі - стискаючі. Напруги ?

Рис. 3.25. Умови граничного стану при плоскому

напруженому стані

На рис. 3.25 графічно представлені умови граничного стану при плоскому напруженому стані (у вигляді еліпса та шестикутника в координатах σ s - σ θ) та наведено схеми операцій, деформування заготівлі в яких здійснюється при знаках напруг, відповідних певним квадрантам.

Маючи бажання змінити зовнішній виглядавтомобіля, або просто зіткнувшись з необхідністю заміни коліс, автовласник стає перед дилемою, якому саме типу дисків віддати перевагу. А оскільки сучасний ринокбуквально переповнений різними моделями іменитих і зовсім невідомих виробників, ми спробуємо допомогти у вирішенні цього питання. Отже, які ж диски краще, і в чому їхня відмінність?

Види автомобільних дисків

Почнемо з розгляду різних видівавтомобільних дисків, надійність і міцність яких безпосередньо залежить від матеріалу, що використовується при їх виготовленні, а також методу виробництва.

Штамповані диски

Бюджетні автомобілі в початкових комплектаціях найчастіше оснащуються штампованими колісними дисками, виконаними зі сталі. Подібні моделі виготовляють із металевих прокатних листів певної товщини. При цьому заготовки для маточини та обода в гарячому стані окремо піддають обробці пресом, після чого формую готовий виріб за допомогою зварювання.
В даному випадку використання прокатної сталі гарантує дискам високу міцність і пластичність, які є основною перевагою подібних моделей. При сильному ударі вони не тріскаються, а гнуться, що дозволяє провести реставрацію або ремонт, навіть без використання спеціалізованого інструменту та обладнання.
Однак однозначно заявити, що штамповані диски безумовно краще за свої дорогі аналоги не можна, оскільки їх невеликій вартості та ремонтопридатності протистоїть значна маса, що підвищує знос підвіски, що знижує економічність і комфорт їзди. Саме тому практично всі штамповані моделі мають спеціальні отвори, що дозволяють знизити їх вагу. Але навіть у цьому випадку сталеві колісні диски в 2-3 рази важчі за легкосплавні.

Також потрібно пам'ятати, що сталь схильна до корозії, яка здатна привести диск в непридатність всього за пару років експлуатації. Щоб цього уникнути сталеві колеса, покривають спеціальним лаком або грунтовкою, які, втім, не здатні створити ідеальний захисний шар.
Ну і ще одним недоліком можна назвати застарілий дизайн, який рідко гармоніює з екстер'єром сучасного транспортного засобу.

Литі диски

Купуючи нове авто слід визначитися, яким дискам віддати перевагу. При цьому більшість експертів рекомендують обрати, природно, за наявності фінансів.
Легкосплавні моделі виготовляються за допомогою класичного лиття, коли сплав заливають у заздалегідь підготовлену форму. При виробництві подібним методом межа між диском та ободом повністю нівелюється, що збільшує довговічність та надійність усієї конструкції.

Матеріалом для легкосплавних дисків здебільшого є алюмінієвий сплав, до складу якого може входити титан або магній. Литі моделі значно перевершують за міцністю штамповані аналоги, оскільки їхня межа деформації знаходиться відчутно вище. Іншими словами, щоб пошкодити таке колесо, необхідна енергія удару повинна бути збільшена в 3-5 разів.
З іншого боку пластичність металу кольорових металів нижче, ніж у сталі. А цей аспект провокує великі труднощі, якщо необхідно. У разі підручними засобами не обійтися. Потрібний комплекс професійних робіт, що включає гарячу прокатку, аргонове зварювання, витягування і т.д.. Необхідне обладнання коштує дорого, а тому і ремонт обійдеться не дешево. До того ж при нагріванні метал литих дисків змінює молекулярну структуру. Як наслідок, колесо втрачає міцність, а часто взагалі стає непридатним для подальшого використання.

Литі диски, завдяки тому що мають невелику вагу, забезпечують високий рівень надійності, безпеки, комфорту та економічності, не кажучи вже про те, що вони виглядають чудово. Крім того, їм не страшна корозія, за винятком моделей зі сплавів з магнієм, які під впливом вологи поступово руйнуються, якщо відсутнє або пошкоджено багатошарове покриття.
До переваг моделей можна також віднести геометричну точність виготовлення, що покращує керованість автомобіля.

Ковані диски

Відразу ж відзначимо, що механічне кування, з якого виготовляють дані вироби, немає нічого спільного з ручної. Фактично, це те ж штампування, при якому замість листового заліза використовують легкосплавні заготовки. Головна відмінність від створення сталевих дисків полягає у використанні високої температури та застосування інших форм.

Ковані диски виготовляються зі сплавів кольорових металів, у складі яких порівняно з литими моделями частка високоміцних компонентів (титану або магнію) значно вища. У той час, як лиття має на увазі порушення молекулярної структури металу, внаслідок його повного розплавлення, при куванні розігрітої заготовки цього не відбувається. В результаті диски стають більш міцними, довговічними та надійними. Практика показала, що сильний удар, отриманий під час їзди, швидше зашкодить підвісці автомобіля, ніж цілісності кованого диска.

Помітити різницю кованих та литих виробів можна у їх масі. Перші будуть легшими на 10-25%, що дозволяє їм демонструвати кращу паливну економічність та комфортабельність, а також забезпечувати менший знос ходової.
Фахівці вважають, що ковані колісні диски мають лише один недолік, що виражається у високій вартості виробу, що обумовлюється особливостями техпроцесу виготовлення.

Що вибрати?

У випадку, коли ви живете в місті і переміщаєтеся виключно добрими дорогами, однак не хочете витрачати зайві кошти – оптимальним варіантомстануть литі диски. Тим більше, що авторинок сьогодні пропонує безліч якісних моделей за доступною ціною, найкращими з яких є вироби європейського, російського та південнокорейського виробництва, а найгіршими, відповідно, китайського та турецького.

Тим же, хто любить швидкість і не здатний їздити інакше, слід придивитися до кованих дисків, які мають більшу міцність і меншу вагу. Крім того, ці вироби люблять цінителі тюнінгу і люди, які мають високі доходи.

Щодо штампованих сталевих дисків, то їх найчастіше вибирають для їзди по дорогах з поганим покриттям, використовують як заміну литим моделям у зимову пору року, а також застосовують для оснащення автомобілів а-ля «робоча конячка». Ці диски недорогі, і дозволяють зробити ремонт без сторонньої допомогинавіть у польових умовах.