Отличие поковки от штамповки
Поковка и штамповка — это технологии обработки металлов давлением, позволяющие придавать заготовкам нужную форму.
Штамповка — обработка металлической заготовки давлением с использованием закрытых штампов. Процесс происходит на прессах или молотах. Позволяет получать детали сложной формы.
Общее у двух видов металлопроката:
- исходным материалом служит нагретая до пластичного состояния металлическая болванка;
- деформация металла происходит под действием давления инструмента;
- получаются прочные детали без литейных дефектов.
А сегодня мы подробнее расскажем о том, чем поковка отличается от штамповки. Пройдемся по техпроцессам, преимуществам и использованию двух технологий создания металлопроката.
Производство поковок
Производство металлических поковок состоит из следующих основных этапов:
- Проектирование и разработка чертежа изделия — рассчитываются параметры заготовки, усадочные раковины, допуски и припуски.
- Выбор материала и его подготовка — металл (сталь, алюминий, титан) плавится в печах или разогревается в индукционных установках.
- Изготовление заготовки — ее отливают, вырезают из прутка на станках или получают методом штампования.
- Нагрев в печи или индукторе до пластичного состояния. Конкретный температурный режим зависит от марки металла.
- Ковка заготовки на молотах или прессах — придается нужная форма ударами инструмента по раскаленной поверхности.
- Термическая обработка для снятия внутренних напряжений и регулирования твердости.
- Механическая обработка, снятие припусков, точение, фрезерование, шлифование.
- Контроль качества готовых продуктов на соответствие чертежу.
- Маркировка и упаковка готовой продукции.
Вот такой унифицированный технологический процесс. Отработанные механизмы у конечного изделия создали такие преимущества:
- Повышенная прочность и износостойкость поковок за счет специальной ориентации волокон металла при ковке.
- Отсутствие литейных дефектов — пор, раковин, трещин. Металл получается плотный и однородный.
- Высокая точность и чистота поверхности после механической обработки.
- Изготовление поковок из жаропрочных и нержавеющих сталей, сплавов.
- Экономия металла за счет минимальных припусков и 100% использования заготовки.
- Возможность автоматизации процесса горячего объемного штампования для массового производства.
- Низкая себестоимость по сравнению с продуктами, полученными литьем, сваркой или механической обработкой.
- Экологичность по сравнению с литьем.
Благодаря этим преимуществам, поковки применяются в промышленности для создания ответственных узлов машин и механизмов.
Пройдемся по каждой отрасли подробнее:
- Машиностроение — детали двигателей, турбин, насосов, приводов, валы, зубчатые колеса, вкладыши подшипников.
- Авиакосмическая отрасль — диски турбин, лопатки компрессоров, шасси.
- Судостроение — валы и гребные винты, якоря, кронштейны, рулевые устройства.
- Железнодорожный транспорт — колеса, бандажи, оси, буксы.
- Составляющие трансмиссии, коленчатые валы, карданные валы, шатуны автомобилей.
- Техника для сельского хозяйства — звездочки, валы, полуоси, гусеничные траки.
- Производство инструментов — молотки, кувалды, напильники, матрицы.
- Строительство — крепежные изделия, арматура, анкеры.
- Энергетика — валы и роторы турбин, обечайки, фланцы.
Метод позволяет создавать прочные поковки сложной формы для различных отраслей. Рассмотрим подробнее штамповки, чтобы точно определить разницу между поковкой и штамповкой.
Производство штамповок
Чтобы более ярко были видны отличия штамповки от поковки, рассмотрим этот вид металлопроката подробнее. Изготовления штамповок состоит из следующих этапов:
- Разработка чертежа и 3D-модели детали — на этом этапе рассчитываются необходимые уклоны, радиусы и фаски.
- Проектирование оснастки — разрабатываются конструкции пуансонов и матриц, определяются зазоры и натяги.
- Изготовление штампов на станках с ЧПУ по разработанным чертежам и 3D-моделям.
- Изготовление заготовок нужного размера из проката или путем отливки.
- Установка заготовки и штампа на прессе или молоте, их центровка.
- Нагрев ее до необходимой для деформации температуры в печи.
- Обработка сырья ударами инструмента с получением нужной формы.
- Контроль качества, зачистка, термообработка готовых изделий.
- Сборка и испытания платы, отладка процесса штампования, запуск в серийное производство.
Точность инструмента и отработанная технология обеспечивают выпуск качественных товаров. Поэтому выделяется несколько сильных сторон деталей, изготовленных этим методом:
- Высокая скорость процесса — возможность получать готовые продукты за один или несколько ударов пресса.
- Точность размеров и повторяемость геометрии — технология позволяет точно воспроизводить форму.
- Хорошее качество поверхности — получаются гладкие и чистые поверхности без дополнительной обработки.
- Отсутствие отходов материала — используется весь объем заготовки без образования стружки.
- Возможность создавать сложные формы, которые невозможно получить другими методами.
- Улучшение механических свойств металла за счет деформационного упрочнения.
- Экономичность процесса при массовом производстве, если сравнивать с другими методами.
- Возможность автоматизации на базе прессов или кузнечно-штамповочных агрегатов.
Благодаря этим преимуществам, штампованные металлические детали используются в следующих отраслях промышленности:
- Производство автомобилей — кузовные детали, поршни, шатуны, зубчатые колеса, клапаны, форсунки.
- Авиастроение — обшивка фюзеляжа, лонжероны, нервюры, узлы шасси.
- Электротехника — корпуса реле, разъемов, выключателей, экраны приборов.
- Приборостроение — корпусы приборов, крепежные фланцы, держатели.
- Машиностроение — зубчатые колеса, шкивы, втулки, валы, кронштейны, оси.
- Строительство и ЖКХ — кронштейны, хомуты, опоры, крепления трубопроводов.
- Медицина — корпусы приборов, имплантаты, инструменты.
- Ювелирная промышленность — основы для камней, касты для литья.
- Бытовая техника — корпуса приборов, ручки, фурнитура.
Штамповка позволяет получать готовые детали сложной формы для использования в разных областях.
Заключение
Несмотря на схожесть техпроцессов и применения технологий металлопроката, разница между поковкой и штамповкой очевидна:
- поковки дороже, требуют больших затрат труда и времени;
- поковки имеют более высокие механические свойства за счет специальной деформации волокон;
- у штампования высокая точность размеров и повторяемостью геометрии;
- штампованные изделия используются чаще благодаря низкой себестоимости;
- поковочные изделия легко найти в ответственных узлах;
- штамповки используются в массовом производстве типовых комплектующих;
- поковки чаще применяются в единичном и мелкосерийном производстве ответственных деталей.
Таким образом, штамповать выгоднее крупными сериями, а альтернативная технология подходит для штучных изделий с особыми требованиями к прочности.