Винтовое прессование: кручение и выдавливание

Выпрессовать из металлической заготовки готовую деталь нужной формы можно несколькими способами. Одним из самых простых и эффективных считается винтовое прессование - технология, позволяющая создавать изделия с разным геометрическим рисунком: от простых втулок и пальцев до сложных корпусных штамповок. В ходе этого процесса заготовка деформируется за счет усилия, которое создается винтом, движущимся по направляющим. 

Суть процесса заключается в следующем: вращательное движение маховика или рукоятки преобразуется при помощи ходового винта в поступательное движение подвижной траверсы с установленным на ней пуансоном. Пуансон вдавливается в заготовку, установленную в матрице, и формует деталь нужной геометрии. По мере вращения маховика усилие на пуансон плавно возрастает, обеспечивая такой же плавный ход рабочих частей, без рывков и заеданий.

Устройство и работа винтового пресса 

К элементам стандартного винтового пресса для металла относятся:

• станина. Базовая “монументальная” часть, основание для всех его систем. Должна быть как можно более жесткой и тяжелой, чтобы минимизировать вибрации, возникающие при работе оборудования;
• направляющие стойки. Предназначены для точного перемещения подвижных частей пресса. Имеют твёрдое хромирование или закалку для уменьшения трения;
• ходовой винт. Вращаясь, передвигает вверх-вниз подвижную траверсу, на которой закреплен пуансон. Имеет трапецеидальную или прямоугольную резьбу высокой точности; 
• траверса с пуансоном. Подвижная часть, непосредственно воздействующая на обрабатываемую заготовку. Пуансон изготавливается из инструментальных или быстрорежущих сталей;
• матрица. Рабочий элемент, устанавливаемый на столе пресса и определяющий форму детали. Закрепляется прижимами или прихватами;
• маховик, рукоятка или штурвал для передачи вращения на ходовой винт и для создания необходимого усилия.

Перед началом прессования на винтовом прессе специалисты проводят обрезку заготовок под нужный размер с припуском на обработку. Подготовленный прокат устанавливают в контейнер или на прихваты. Для фиксации положения используют зажимные устройства. Далее необходимо установить в пресс рабочего инструмента необходимый комплект матриц и пуансонов и центрировать инструмент относительно заготовки по лимбам для совпадения осей.  

Запуск пресса и прессования заготовки происходит при заданных режимах (определенных скорости и давлении). Так как после деформирования готовая деталь обычно плотно “сидит” в матрице, для ее извлечения используют специальные выколотки.

Прессование винтом относится к точным методам обработки, но контроль качества деталей - геометрии, размеров, сохраненных или приобретенных свойств - является обязательным. К финишным операциям относят и термообработку для снятия внутренних напряжений.

Режимы прессования на винтовом прессе

Работа на прессе предполагает разные режимы операций. При скоростном частота вращения маховика составляет 60-100 об/мин. Это гарантирует процессу высокую производительность, но возможно только на современных мощных прессах. Прямой противоположностью скоростному становится тихоходный режим с частотой вращения маховика не более 30 об/мин. Он становится прямым подтверждением пословицы “тише едешь - дальше будешь”, позволяя более точно управлять усилием и геометрией деталей.

Кроме того, при настройке машины перед винтовым прессованием регулируют режим рабочего хода (расстояние, на которое опускается пуансон для деформации заготовки) и режим усилия прессования (величину силы, прикладываемой пуансоном, которая определяет степень деформации и точность размеров детали). 

Как преображается металл?

Попадая на винтовой пресс для металла, каждая заготовка выдерживает интенсивную пластическую деформацию, в результате которой в металле происходят следующие процессы:

• уплотнение и вытеснение. Под давлением пуансона частицы сближаются, уменьшается пористость материала, из него выдавливаются газы и неметаллические включения; 
• собственно формоизменение заготовки. Металл заполняет полость матрицы, образуя нужный профиль детали, при этом внутри него возникают сдвиговые деформации по плоскостям скольжения кристаллов;
• измельчение зеренной структуры. Под действием сжимающих усилий зерна металла вытягиваются, искривляются и дробятся, образуя более мелкое строение с новыми границами раздела;
• наклёп и упрочнение. Благодаря деформационному воздействию значительно повышаются прочностные свойства материала за счёт генерации дислокаций в кристаллах;
• рекристаллизация (при нагреве). После прессования при термообработке может происходить образование новых равноосных зерен для снятия внутренних напряжений.

Таким образом, винтовое прессование кардинально меняет структуру и свойства обрабатываемого металла.

Требования к оснастке для прессования винтом

Оснастка для прессования на винтовом прессе включает пуансоны и матрицы, которые определяют форму и размеры деталей. Их выпускают из инструментальных и быстрорежущих сталей с последующей термообработкой для твердости. Для оснастки крайне важна и высокая точность (10-12 квалитет) для обеспечения чистоты поверхностей. К рабочим поверхностям инструмента предъявляют не менее жесткие требования: они должны быть отполированы до зеркального блеска для уменьшения трения.

В матрицах предусматриваются отверстия и литники для удаления воздуха и выхода лишнего металла. Пуансоны имеют радиусные переходы, скругления, фаски для плавного течения металла. Число ремонтных размеров оснастки ограничено из-за относительно небольших припусков на мехобработку. При изготовлении оснастки производители всегда ориентируются на возможность быстрой замены комплектов инструмента для переналадки пресса.

Преимущества винтового прессования

К плюсам прессования винтом относятся:

• высокая точность изготовления деталей. Плавный ход винта и жесткая конструкция пресса обеспечивают минимальный допуск размеров и высокую чистоту поверхностей;
• возможность получения сложных профилей. Метод позволяет за один переход формовать детали практически любого рельефа, в том числе со скрытыми полостями;
• хорошее качество поверхности. Отсутствие трения и минимальная деформация обеспечивают гладкую и блестящую поверхность без трещин;
• высокая серийность. В процессе сведены к минимуму ручные операции, с более современным оборудованием возможно создание автоматических линий;
• экономичность технологии. Для работы требуется сложная оснастка, отпадает необходимость последующей механической “отделки”.

Хотите оценить все эти преимущества сами? Обращайтесь за винтовым прессованием на лучшие предприятия вашего региона! Благодаря интернет-каталогу металлообработки и производителей сделать это очень просто. 

Тип работ			Стоимость
Прессование листового металла толщиной до 1 мм			от 200 руб./кв.м
Прессование листового металла толщиной до 5 мм			от 300 руб./кв.м
Прессование листового металла толщиной до 10 мм			от 400 руб./кв.м
Прессование металлических заготовок прямоугольного сечения			от 500 руб./пог.м
Прессование металлических заготовок круглого сечения			от 600 руб./пог.м
Прессование металлических профилей и швеллеров			от 700 руб./пог.м
Изготовление металлических емкостей методом прессования			от 1000 руб./шт.
Прессование крупногабаритных заготовок			по договоренности