Малоотходная холоднолистовая штамповка

Экономия металла и уменьшение отходов в холоднолистовой штамповке имеет большое значение, особенно в крупносерийном и массовом производстве, так как при больших масштабах производства даже небольшая экономия металла на одном изделии даёт в итоге большую экономию. Экономия металла при холодной штамповке достигается следующими средствами:

- наиболее целесообразным раскроем листов на штучные заготовки или полосы с наименьшими отходами;

- наиболее экономным раскроем полос и расположением вырезаемых деталей на полосе;

- уменьшением потерь металла на перемычки;

- использованием так называемого мало - и безотходного раскроя;

- использованием отходов для изготовления других меньших деталей;

- повышение технологичности штампуемых деталей;

- предупреждением брака штампуемых деталей;

- экономией штампово-инструментальных материалов.

Экономичный раскрой листового металла на штучные заготовки и полосы является первой операцией, связанной с потерями металла в виде обрезков и неиспользуемых отходов. Различные способы раскроя полосового материала по экономичности и величине технологических отходов могут быть разделены на три вида: раскрой с отходами, малоотходный раскрой и безотходный раскрой.

Технологические процессы холодной штамповки могут быть наиболее рациональными лишь при условии создания технологичной конструкции или формы детали, допускающей наиболее простое и экономичное изготовление. Поэтому технологичность листоштампованных деталей является наиболее важной предпосылкой прогрессивности ресурсосберегающих технологий и экономичности производства. Основными показателями технологичности листовых деталей являются: наименьший расход материала, наименьшее количество операций и отсутствие последующей механической обработки.

На рис. 11. 2 показано незначительное изменение конфигурации для получения малоотходного раскроя. Вместо округлых форм - прямолинейная.Экономия  металла достигает 35...40 %, производительность процесса увеличена в 2 раза.

                а)                                                  б)

Рис. 11.2. Изменение конфигурации клеммы для малоотходного раскроя

а) старая конструкция; б) новая конструкция

Кроме рассмотренных технологий материалосбережения имеется и ряд других. Одним из способов значительной экономии материала при одновременном снижении массы машин является применение облегчённых гнутых профилей взамен тяжёлого горячекатаного профильного проката, что даёт экономию металла от 30 до 75 %.

Большая экономия металла и значительное упрощение процесса обработки получается при применении технологичных штампосварных деталей взамен литых, кованых или клёпаных конструкций. К сложным штампосварным конструкциям относятся кузова и кабины автомашин, состоящие из штампованных деталей, соединённых посредством шовной и точечной сварки, и многие другие изделия.

Широкие возможности экономии металла обеспечиваются при конструировании штамповой оснастки. В последнее время применяются штампы для безотходной разрезки полуфабриката на детали. С точки зрения экономии материалов предпочтительными являются штампы последовательного действия и многооперационные. Высокая производительность и простота оснастки − преимущества, характерные в производстве тонких колец и шайб из листа. Однако значительные неиспользуемые отходы существенно влияют на себестоимость детали. Замена листовой заготовки на трубчатую сохраняет названные преимущества и резко снижает отходы металла при производстве колец и шайб.

За рубежом (США, Англия, Германия, Япония и др.) для изготовления рабочих деталей гибочных, вырубочных штампов вместо резины применяют полиуретан, что позволяет уменьшить габариты штампа, увеличить рабочее усилие, повысить качество изделия и стойкость штампа.

Весьма важными являются работы по своевременному и рациональному восстановлению штампов. На ГАЗе рабочие поверхности металлических штампов восстанавливают эпоксидной пастой. Восстановленные штампы получаются хорошего качества и надёжны в работе. На Лозовском кузнечно-механическом заводе пуансоны и матрицы обрезных штампов восстанавливают ручной или автоматической наплавкой электродами. Годовая экономия при этом  довольно существенна.

Стремление экономно расходовать инструментальные стали и твёрдые сплавы  стимулировало создание разнообразных устройств и приспособлений, заменяющих штампы типовой конструкции и не требующих применения обычного прессового оборудования. Холодное выдавливание формообразующих полостей высадочного инструмента по сравнению с обработкой их резанием намного уменьшает расход инструментальной стали. Моноблочные матрицы в штампах для холодного выдавливания могут быть меньшей металлоёмкости, чем бандажированные.

Общая экономичность процессов холодной штамповки не только не снижает, но ещё больше повышает значение экономии металла. Анализ себестоимости штампованных деталей показывает, что экономия металла на 10% по эффективности равноценна увеличению производительности в три раза на всех операциях. Экономия материала на 20...25 % в большинстве случаев настолько эффективна, что стоимость сэкономленного материала часто превышает сумму прямой заработной платы.