«Штампы для горячей листовой штамповки: как спроектировать и правильно обращаться с оснасткой для вытяжки, совмещенной с закалкой» (перевод статьи “Dies for hot stamping” https://www.thefabricator.com/stampingjournal/article/stamping/dies-for-hot-stamping)
Предисловие: более 12 лет назад я занимался ковкой, горячей объемной штамповкой и радиально-аксиальной горячей прокаткой, и это является моей основной специальностью по диплому и первому месту работы. Сложилось так, что впоследствии мне пришлось переориентироваться на холодную листовую штамповку, и на какое-то время эти два разных вида обработки металлов давлением в моем сознании немного противопоставлялись друг другу (как-нибудь напишу об этом подробнее); однако технологии не стоят на месте, и горячая листовая штамповка как новый перспективный, экологичный и экономный процесс во многом соединяет эти два когда-то разделенных вида ОМД. Долгое время я искал хороший и доступный материал, который опишет особенности горячей листовой штамповки, и который будет дополнять мой личный опыт — и вот я его нашел. Приятного вам чтения!
"Так как горячей штамповке предшествует нагрев в печи до температуры ~900 градусов Цельсия, горячая листовая заготовка становится очень липкой, что приводит к возрастанию коэффициента трения на 40% или больше. Покрытия листовой заготовки, используемые для предотвращения обезуглероживания и образования окалины в процессе нагрева, могут быть очень агрессивными для рабочих поверхностей штампа. Никакие смазки не могут применяться из-за сверхвысоких температур. В результате управление трением при горячей штамповке является критически важным для того чтобы избежать чрезмерного утонения, разрывов и трещин, а также избыточного износа штампов от абразива.
Смягчение трения
Для управления трением применяется несколько методов. Деталь может получаться простым смыканием штампов без прижимных поверхностей, когда геометрия детали позволяет свободное затягивание материала в полость штампа в ходе формообразования. Это возможно, когда не так много контакта по поверхностям заготовки и штампов.
Однако нужны иные методы для контроля заготовки, чтобы предотвратить ее непредвиденное боковое смещение, которое может потребовать увеличения размера для возможности последующей лазерной обрезки. С этой целью обеспечения центрирования заготовки применяются центрирующие упоры и ловители типа пальцев. Специальные прижимы-держатели могут применяться для удержания или придания формы металлу по центру заготовки. Это совсем непохоже на большинство операций вытяжки для холодной листовой штамповки, в ходе которой перетяжные ребра контролируют движение металла и обеспечивают его достаточное натяжение и достижение правильной формы при смыкании. Поскольку нет никакой смазки, и металл очень липкий, главными трудностями при формообразовании являются наведенное трением гофрообразование заготовки и поддержание ее достаточно горячей, чтобы избежать начала упрочнения и сохранения пластичности до достижения окончательной формы. С момента первого контакта горячей заготовки с поверхностью намного более холодного штампа (обычно менее 200 градусов Цельсия), тепло начинает передаваться на штамп, и это запускает процесс резкого охлаждения. Соответственно, штамповка должна производиться очень быстро, сразу с первой секунды контакта с заготовкой, для обеспечения пластичности заготовки в ходе смыкания штампов. Уменьшение общей поверхности контакта с заготовкой в процессе штамповки до самой последней фазы хода пресса улучшает процесс в целом, и уменьшает утонение, вызванное трением" (продолжение следует). #немного_матчасти #переводы #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
Предисловие: более 12 лет назад я занимался ковкой, горячей объемной штамповкой и радиально-аксиальной горячей прокаткой, и это является моей основной специальностью по диплому и первому месту работы. Сложилось так, что впоследствии мне пришлось переориентироваться на холодную листовую штамповку, и на какое-то время эти два разных вида обработки металлов давлением в моем сознании немного противопоставлялись друг другу (как-нибудь напишу об этом подробнее); однако технологии не стоят на месте, и горячая листовая штамповка как новый перспективный, экологичный и экономный процесс во многом соединяет эти два когда-то разделенных вида ОМД. Долгое время я искал хороший и доступный материал, который опишет особенности горячей листовой штамповки, и который будет дополнять мой личный опыт — и вот я его нашел. Приятного вам чтения!
"Так как горячей штамповке предшествует нагрев в печи до температуры ~900 градусов Цельсия, горячая листовая заготовка становится очень липкой, что приводит к возрастанию коэффициента трения на 40% или больше. Покрытия листовой заготовки, используемые для предотвращения обезуглероживания и образования окалины в процессе нагрева, могут быть очень агрессивными для рабочих поверхностей штампа. Никакие смазки не могут применяться из-за сверхвысоких температур. В результате управление трением при горячей штамповке является критически важным для того чтобы избежать чрезмерного утонения, разрывов и трещин, а также избыточного износа штампов от абразива.
Смягчение трения
Для управления трением применяется несколько методов. Деталь может получаться простым смыканием штампов без прижимных поверхностей, когда геометрия детали позволяет свободное затягивание материала в полость штампа в ходе формообразования. Это возможно, когда не так много контакта по поверхностям заготовки и штампов.
Однако нужны иные методы для контроля заготовки, чтобы предотвратить ее непредвиденное боковое смещение, которое может потребовать увеличения размера для возможности последующей лазерной обрезки. С этой целью обеспечения центрирования заготовки применяются центрирующие упоры и ловители типа пальцев. Специальные прижимы-держатели могут применяться для удержания или придания формы металлу по центру заготовки. Это совсем непохоже на большинство операций вытяжки для холодной листовой штамповки, в ходе которой перетяжные ребра контролируют движение металла и обеспечивают его достаточное натяжение и достижение правильной формы при смыкании. Поскольку нет никакой смазки, и металл очень липкий, главными трудностями при формообразовании являются наведенное трением гофрообразование заготовки и поддержание ее достаточно горячей, чтобы избежать начала упрочнения и сохранения пластичности до достижения окончательной формы. С момента первого контакта горячей заготовки с поверхностью намного более холодного штампа (обычно менее 200 градусов Цельсия), тепло начинает передаваться на штамп, и это запускает процесс резкого охлаждения. Соответственно, штамповка должна производиться очень быстро, сразу с первой секунды контакта с заготовкой, для обеспечения пластичности заготовки в ходе смыкания штампов. Уменьшение общей поверхности контакта с заготовкой в процессе штамповки до самой последней фазы хода пресса улучшает процесс в целом, и уменьшает утонение, вызванное трением" (продолжение следует). #немного_матчасти #переводы #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
Продолжение перевода статьи «Штампы для горячей листовой штамповки: как спроектировать и правильно обращаться с оснасткой для вытяжки, совмещенной с закалкой». Вторая часть.
"Хотя штамповка без прижимного кольца («краш-форминг») часто является наилучшей с точки зрения процесса горячей листовой штамповки, сжатие фланцев по внутренним радиусам может вызвать гофрообразование с неприемлемым искажением формы, вплоть до формирования двойных складок. В этом случае для контроля гофрообразования используется прижим, но не для полного контакта прижимных поверхностей заготовки, а лишь с определенным зазором для предотвращения складок. Газовые цилиндры при этом обеспечивают работу прижима так, чтобы было нормальное затягивание металла в полость штампа. В конце хода эти же цилиндры прижимаются максимально, чтобы до конца разгладить складки и гофры до начала процесса самозакаливания на штампе. Словно бы этого было мало для усложнения ситуации, заготовка расширяется при нагреве и уменьшается при охлаждении в процессе закалки (усадка). Это делает еще более сложным контроль и удержание полуфабриката в течение придания формы, потому что ловители не должны быть слишком «внатяг» с учетом последующей усадки, но при этом должны быть эффективными. И было бы контрпродуктивным стараться использовать базировочные отверстия в вырубной заготовке и контур вытяжного перехода как окончательные размеры для готовой детали, пытаясь сэкономить на лазерной обрезке...
Одной из наиболее новых разработок является горячая пробивка в штампах вытяжки. После того как было достигнуто полное смыкание штампов, но еще до окончания закалки, в полуфабрикате пробиваются отверстия. Эти отверстия могут быть как окончательными на детали, так и «пилотными» для сварки и сборки узлов в кузовных цехах, а также часто для базировки при последующей лазерной обрезке. Горячая обрезка также возможна, и если при этом получится частично избежать лазерной обрезки потом, то это может быть жизнеспособным решением. Однако и горячая пробивка и горячая обрезка являются очень сложными в процессе и тяжело обслуживаемыми в оснастке.
Эффекты при закалке (упрочнении) на штампе.
В процессе закалки металл резко охлаждается. Скорость падения температуры должна составлять не менее 27 кельвинов в секунду, чтобы аустенитная микроструктура превратилась в мартенситную, без прохождения любых ферритных или бейнитных фаз, которые могут заблокировать мартенситное превращение. Это требует достаточного охлаждения поверхностей штампа (менее 200 градусов Цельсия), которые должны впитать тепло от детали и передать его в специальные водяные каналы, которые выводят тепло уже из штампов. Таким образом, инструментальная сталь штампа должна выдерживать не только высокие температуры, но и резкие температурные перепады; для этого в штампах сверлятся специальные каналы для охлаждения, и это требует повышенного внимания в ходе обслуживания.
Коэффициент передачи тепла на поверхности штампа зависит от контакта с заготовкой и шероховатости поверхности. Важно достигнуть равномерного контакта, без локального перегрева, включая поверхности стенок матрицы, и поверхность должна быть гладкой и чистой. Также важно иметь достаточное равномерное усилие пресса при вытяжке. Когда в штампе начинают накапливаться посторонние загрязнения, включая отслоение материала заготовки, его нужно очистить, иначе давление при вытяжке быстро станет неравномерным, это в свою очередь замедлит процесс охлаждения до той точки, что закалка будет проходить слишком медленно, и это проявится в виде мягких зон, в которых вместо мартенсита появится бейнит". (продолжение следует). #немного_матчасти #переводы #аналитика
"Хотя штамповка без прижимного кольца («краш-форминг») часто является наилучшей с точки зрения процесса горячей листовой штамповки, сжатие фланцев по внутренним радиусам может вызвать гофрообразование с неприемлемым искажением формы, вплоть до формирования двойных складок. В этом случае для контроля гофрообразования используется прижим, но не для полного контакта прижимных поверхностей заготовки, а лишь с определенным зазором для предотвращения складок. Газовые цилиндры при этом обеспечивают работу прижима так, чтобы было нормальное затягивание металла в полость штампа. В конце хода эти же цилиндры прижимаются максимально, чтобы до конца разгладить складки и гофры до начала процесса самозакаливания на штампе. Словно бы этого было мало для усложнения ситуации, заготовка расширяется при нагреве и уменьшается при охлаждении в процессе закалки (усадка). Это делает еще более сложным контроль и удержание полуфабриката в течение придания формы, потому что ловители не должны быть слишком «внатяг» с учетом последующей усадки, но при этом должны быть эффективными. И было бы контрпродуктивным стараться использовать базировочные отверстия в вырубной заготовке и контур вытяжного перехода как окончательные размеры для готовой детали, пытаясь сэкономить на лазерной обрезке...
Одной из наиболее новых разработок является горячая пробивка в штампах вытяжки. После того как было достигнуто полное смыкание штампов, но еще до окончания закалки, в полуфабрикате пробиваются отверстия. Эти отверстия могут быть как окончательными на детали, так и «пилотными» для сварки и сборки узлов в кузовных цехах, а также часто для базировки при последующей лазерной обрезке. Горячая обрезка также возможна, и если при этом получится частично избежать лазерной обрезки потом, то это может быть жизнеспособным решением. Однако и горячая пробивка и горячая обрезка являются очень сложными в процессе и тяжело обслуживаемыми в оснастке.
Эффекты при закалке (упрочнении) на штампе.
В процессе закалки металл резко охлаждается. Скорость падения температуры должна составлять не менее 27 кельвинов в секунду, чтобы аустенитная микроструктура превратилась в мартенситную, без прохождения любых ферритных или бейнитных фаз, которые могут заблокировать мартенситное превращение. Это требует достаточного охлаждения поверхностей штампа (менее 200 градусов Цельсия), которые должны впитать тепло от детали и передать его в специальные водяные каналы, которые выводят тепло уже из штампов. Таким образом, инструментальная сталь штампа должна выдерживать не только высокие температуры, но и резкие температурные перепады; для этого в штампах сверлятся специальные каналы для охлаждения, и это требует повышенного внимания в ходе обслуживания.
Коэффициент передачи тепла на поверхности штампа зависит от контакта с заготовкой и шероховатости поверхности. Важно достигнуть равномерного контакта, без локального перегрева, включая поверхности стенок матрицы, и поверхность должна быть гладкой и чистой. Также важно иметь достаточное равномерное усилие пресса при вытяжке. Когда в штампе начинают накапливаться посторонние загрязнения, включая отслоение материала заготовки, его нужно очистить, иначе давление при вытяжке быстро станет неравномерным, это в свою очередь замедлит процесс охлаждения до той точки, что закалка будет проходить слишком медленно, и это проявится в виде мягких зон, в которых вместо мартенсита появится бейнит". (продолжение следует). #немного_матчасти #переводы #аналитика
Продолжение перевода статьи «Штампы для горячей листовой штамповки: как спроектировать и правильно обращаться с оснасткой для вытяжки, совмещенной с закалкой». Третья часть. "Такое же ухудшение равномерности давления может происходить от абразивного повреждения поверхности штампа (обычно по радиусам пуансона), и это тоже приводит к замедлению закалки. Это не только увеличивает время цикла и затраты на деталь, но также может вызвать искажение формы детали от неравномерности закалки, являющееся последствием остаточных напряжений от неравномерной усадки при охлаждении. Это вносит свой вклад в несоответствия по геометрии после лазерной обрезки или при сборке в кузовном цеху. Темп закалки также зависит от правильности подобранного расстояния от каналов охлаждения до поверхности штампа, и от теплопроводности инструментальной стали при повышенных температурах.
Наконец, тепло передается в воду и выводится по каналам из штампа. Водяное охлаждение обычно происходит через просверленные отверстия в штампе. Важно убедиться в том, что выводящие каналы сопоставимы с системой охлаждения (температура, давление, потоки), так, что штамп использует всю возможную мощность для скорейшего охлаждения.
Также важно сбалансировать потоки воды по параллельным каналам для обеспечения равномерного охлаждения детали, особенно если ее геометрия является чувствительной к равномерности закалки (во избежание пружинения). К тому же потоки воды должны быть турбулентными для улучшения передачи тепла. Высокое давление воды создает лучшие условия для коэффициента теплоотдачи, и, соответственно, более эффективной передачи тепла.
Термографические камеры и инфракрасные пирометры являются типичными инструментами, используемыми для оценки равномерности закалки и скорости охлаждения, а также для контроля состояния зон детали и штампа в процессе штамповки. Изменения в показаниях термографии или пирометрии указывают на проблемы, которые надо решить, наподобие блокирования каналов контура охлаждения, грязи в штампах, износа штампов. Инструменты для измерения температуры также используются для подбора оптимальных «окон» процесса во время производства. Эти «окна» используются для контроля процесса и документирования хронометража закалки, усилий пресса, конечной температуры штамповки и так далее" (окончание ниже). #немного_матчасти #переводы #аналитика
Наконец, тепло передается в воду и выводится по каналам из штампа. Водяное охлаждение обычно происходит через просверленные отверстия в штампе. Важно убедиться в том, что выводящие каналы сопоставимы с системой охлаждения (температура, давление, потоки), так, что штамп использует всю возможную мощность для скорейшего охлаждения.
Также важно сбалансировать потоки воды по параллельным каналам для обеспечения равномерного охлаждения детали, особенно если ее геометрия является чувствительной к равномерности закалки (во избежание пружинения). К тому же потоки воды должны быть турбулентными для улучшения передачи тепла. Высокое давление воды создает лучшие условия для коэффициента теплоотдачи, и, соответственно, более эффективной передачи тепла.
Термографические камеры и инфракрасные пирометры являются типичными инструментами, используемыми для оценки равномерности закалки и скорости охлаждения, а также для контроля состояния зон детали и штампа в процессе штамповки. Изменения в показаниях термографии или пирометрии указывают на проблемы, которые надо решить, наподобие блокирования каналов контура охлаждения, грязи в штампах, износа штампов. Инструменты для измерения температуры также используются для подбора оптимальных «окон» процесса во время производства. Эти «окна» используются для контроля процесса и документирования хронометража закалки, усилий пресса, конечной температуры штамповки и так далее" (окончание ниже). #немного_матчасти #переводы #аналитика
Обслуживание штампов для горячей листовой штамповки (окончание перевода).
“Штампы для горячей листовой штамповки с одновременной закалкой требуют более объемного технического обслуживания, чем обычные штампы для холодной листовой штамповки — из-за температурного расширения и усадки, которое происходит при каждом ходе пресса. По мере нагрева штампов в процессе закалки, затем их охлаждения в ходе снятия детали, загрузки заготовки, смыкания штампов, образуются термические напряжения, которые могут вызвать трещины на поверхности и протечки воды. Поэтому такие штампы могут быть только секционными, с секциями из инструментальной стали типа H13 или сталей более высокой марки, способных выдержать как температурный шок, так и нагрузки при вытяжке, а также имеющим устойчивость к задирам от абразивных повреждений.
Обычно каналы охлаждения сверлятся через секции, и фиксируются через уплотнительные кольца. Они время от времени выходят из строя и заменяются при разборке штампов в ходе их очистки и обслуживания. Также уплотнительные кольца подвержены термическим повреждениям от разницы температур между поверхностью штампа и водяными каналами. Нужная степень сжатия таких колец важна для устранения протечек воды в штампах.
Термические трещины в секциях вызваны температурным расширением и сжатием, и растрескивание происходит обычно на поверхности секции, примыкающей к каналам охлаждения. Когда эти трещины становятся видны невооруженным глазом, это может быть гарантийным случаем для стали H13 ESR. Иногда такие трещины можно заварить.
Когда происходит избыточный износ штампа, дело может придти к замене стальных секций или перефрезеровке рабочих поверхностей. Каналы охлаждения делают такую фрезеровку более сложной, так как надо сохранить нужное расстояние от поверхности штампа для обеспечения его прочности и устойчивости к трещинам. Такого рода механические обработки довольно ограничены для штампов горячей штамповки, и тем более сложны для случаев стенок секций деталей с большой глубиной вытяжки.
Секции таких штампов должны заменяться в тех случаях, когда их становится слишком сложно поддерживать в рабочем состоянии. Замена осложняется необходимостью соответствия нового блока сопряжению со старыми соседними: по мере износа штампов их поверхности уже не соответствуют оригинальным CAD-моделям или сканам штампов в изначальном состоянии, и новая изготавливаемая секция должна быть доработана для соответствия остальным, тоже слегка изношенным.
Особо большое повреждение таких штампов происходит в случае «двойной толщины»: когда робот уложил заготовку поверх уже отштампованной и остывшей детали. Стенки секций полости штампа часто имеют отвесную форму, и они становятся настоящими концентраторами напряжений, которые гнутся или трещат. Хотя сам штамп и может выжить, он может потерять нужную форму по стенкам вытяжки, и соответственно, охлаждать неравномерно либо слишком долго, что влечет за собой потери. Автоматизация таких линий должна работать как часы, обеспечивая загрузку заготовок и защиту от двойной толщины. Датчики наличия двойной заготовки становятся сверхважными.
Инженерные изменения, затрагивающие конструкцию штампа
Как и для любых штампов, изменения продукта могут потребовать наладки или даже замены оснастки. Для штампов горячей листовой штамповки это становится еще более сложным из-за того, что штампы труднее поддаются мехобработке и сварке из-за закаленных по всей толщине секций и наличия каналов охлаждения.
Когда начинается проектирование штампа горячей штамповки, важно оценить потенциальные риски изменений продукта и их характер. Бывает возможно подстраховать штамп в определенной степени (если есть неясность по поводу статуса продукта) усилением конструкции в локальных зонах". #немного_матчасти #переводы #аналитика
“Штампы для горячей листовой штамповки с одновременной закалкой требуют более объемного технического обслуживания, чем обычные штампы для холодной листовой штамповки — из-за температурного расширения и усадки, которое происходит при каждом ходе пресса. По мере нагрева штампов в процессе закалки, затем их охлаждения в ходе снятия детали, загрузки заготовки, смыкания штампов, образуются термические напряжения, которые могут вызвать трещины на поверхности и протечки воды. Поэтому такие штампы могут быть только секционными, с секциями из инструментальной стали типа H13 или сталей более высокой марки, способных выдержать как температурный шок, так и нагрузки при вытяжке, а также имеющим устойчивость к задирам от абразивных повреждений.
Обычно каналы охлаждения сверлятся через секции, и фиксируются через уплотнительные кольца. Они время от времени выходят из строя и заменяются при разборке штампов в ходе их очистки и обслуживания. Также уплотнительные кольца подвержены термическим повреждениям от разницы температур между поверхностью штампа и водяными каналами. Нужная степень сжатия таких колец важна для устранения протечек воды в штампах.
Термические трещины в секциях вызваны температурным расширением и сжатием, и растрескивание происходит обычно на поверхности секции, примыкающей к каналам охлаждения. Когда эти трещины становятся видны невооруженным глазом, это может быть гарантийным случаем для стали H13 ESR. Иногда такие трещины можно заварить.
Когда происходит избыточный износ штампа, дело может придти к замене стальных секций или перефрезеровке рабочих поверхностей. Каналы охлаждения делают такую фрезеровку более сложной, так как надо сохранить нужное расстояние от поверхности штампа для обеспечения его прочности и устойчивости к трещинам. Такого рода механические обработки довольно ограничены для штампов горячей штамповки, и тем более сложны для случаев стенок секций деталей с большой глубиной вытяжки.
Секции таких штампов должны заменяться в тех случаях, когда их становится слишком сложно поддерживать в рабочем состоянии. Замена осложняется необходимостью соответствия нового блока сопряжению со старыми соседними: по мере износа штампов их поверхности уже не соответствуют оригинальным CAD-моделям или сканам штампов в изначальном состоянии, и новая изготавливаемая секция должна быть доработана для соответствия остальным, тоже слегка изношенным.
Особо большое повреждение таких штампов происходит в случае «двойной толщины»: когда робот уложил заготовку поверх уже отштампованной и остывшей детали. Стенки секций полости штампа часто имеют отвесную форму, и они становятся настоящими концентраторами напряжений, которые гнутся или трещат. Хотя сам штамп и может выжить, он может потерять нужную форму по стенкам вытяжки, и соответственно, охлаждать неравномерно либо слишком долго, что влечет за собой потери. Автоматизация таких линий должна работать как часы, обеспечивая загрузку заготовок и защиту от двойной толщины. Датчики наличия двойной заготовки становятся сверхважными.
Инженерные изменения, затрагивающие конструкцию штампа
Как и для любых штампов, изменения продукта могут потребовать наладки или даже замены оснастки. Для штампов горячей листовой штамповки это становится еще более сложным из-за того, что штампы труднее поддаются мехобработке и сварке из-за закаленных по всей толщине секций и наличия каналов охлаждения.
Когда начинается проектирование штампа горячей штамповки, важно оценить потенциальные риски изменений продукта и их характер. Бывает возможно подстраховать штамп в определенной степени (если есть неясность по поводу статуса продукта) усилением конструкции в локальных зонах". #немного_матчасти #переводы #аналитика
К Дню Победы: технологии штамповки для ППШ (!). Пистолет-пулемет Шпагина для истории Великой Отечественной войны имеет не меньшее значение, чем танк Т-34 или штурмовик ИЛ-2. За годы войны было произведено около 6 миллионов ППШ, превосходившего немецкие аналоги своей скорострельностью, неприхотливостью и надежностью. Но вот что особенно интересно для нас: ППШ стал одним из первых образцов серийного автоматического оружия, большинство деталей которого получали не фрезеровкой и механической обработкой, а намного более дешевым и технологичным способом — штамповкой. Отсюда и его массовость (для сравнения: немецких аналогов ППШ, пресловутых «шмайссеров» MP-40 за годы войны немцы произвели в пять раз меньше, см. https://profile.ru/military/zheleznyj-papasha-velikoj-pobedy-141216/). «Большинство деталей ППШ было выполнено штамповкой на маломощном прессовом оборудовании, имевшемся практически на любом промышленном предприятии, а остальные, кроме ствола (унифицированного по каналу с трёхлинейным винтовочным) — преимущественно токарной или грубой фрезерной обработкой» (http://huntsmanblog.ru/pistolet-pulemet-shpagina-ppsh-41/). Что больше всего потрясло меня: оказывается, для ознакомления с технологией штамповки Георгий Шпагин лично ездил на ГАЗ в Горький (сейчас — Нижний Новгород; см. источник: https://russian.rt.com/russia/article/815028-pistolet-pulemyot-shpagina). Это удивительный пример, когда технологии штамповки из автопрома переходят на новый уровень — для производства оружия. Гораздо чаще бывает наоборот: технологии клепки кузовов (для Range Rover), высокопрочные алюминиевые сплавы для кузовных деталей — это идет в автопром с авиации и ракетостроения. Но Георгий Шпагин сознательно делал упор на штамповку автопрома как дешевую и эффективную массовую технологию производства, и именно это достоинство ППШ убедило советское руководство сделать на него ставку — для танкового десанта, для городских боев, для партизан и т. д. Специалисты отмечают, что это изобретение Шпагина внесло огромный вклад в нашу Победу. А значит, этот вклад внесла и технология штамповки, и наши предки-штамповщики. С Днем Победы, друзья! И помните: кто не празднует, тот проиграл ;) #аналитика #benchmarking
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
"Stamping practice: High performance stamping" (2022) - новое практическое пособие по штамповке от профессора Маттиаса Колбе, перевод 13го издания его книги “Stanztechnik". Общеизвестно, что немецкая школа штамповки по части методологии является одной из трех ведущих в мире, наряду с японской и американской. Что особенно интересно в случае Германии, так это то, что здесь фактически нет разделения между “чистой" научной деятельностью и оптимизацией реальных процессов штамповки на производстве; а ещё важно знать, что признанный во всем мире эксперт - профессор Колбе - вырос и получил научные степени в ГДР, что говорит о крайне высоком уровне развития технологии штамповки именно там, в Восточной Германии (напомню, внутреннее производство штампов Porsche Werkzeugbau также родом из Восточной Германии, см. https://tttttt.me/metalformingforall/493). В данном пособии затрагиваются методы работы при высокоскоростной точной штамповке (как правило, для электроники), со скоростью до 2500 ударов в минуту (пример см. ниже), при скоростях, на которых любая мелкая поломка становится катастрофой - и штамп должен работать многие миллионы ударов. Хочу отдельно отметить, что английский давно уже стал языком, объединяющим всех штамповщиков мира, и приятно знать, что лучшие из них это прекрасно понимают - как профессор Колбе или французский эксперт Ален Коль. #новости #аналитика
Дополнение: иллюстрация процесса высокоскоростной штамповки для электроники (из книги Маттиаса Колбе). #новости #аналитика
И снова китайцы удивляют: стартап Leapmotor, про который пока мало кто слышал за пределами Китая, построил собственное передовое прессовое производство, где штампуют детали электрокаров: https://youtu.be/OTwoVxIUuOo. Мы видим роботизированную тандемную линию от китайского же производителя JIER, декларируемая скорость штамповки - 15 ударов в минуту (для роботов - не для кросс-балки! - это немало), абсолютную стерильность производства и готовность к большим объёмам - в миллионах автомобилей в случае расширения по итогам продаж. #benchmarking #leapmotor
Дополнение о фабрике Leapmotor: роботы ABB внутри прессовой линии от JIER. #benchmarking #leapmotor
Что особенно интересно: посмотрите, какая огромная целиковая панель заднего пола штампуется для электрокаров Leapmotor (ниже). Обычно задний пол кузова состоит из двух разных штампованных деталей - передней части заднего пола и задней части заднего пола ("тазик“). Здесь эта деталь одна, она “моноблочная“! Она совершенно непростая по технологии штамповки, но это несомненная инновация китайцев. #аналитика #leapmotor
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Друзья, извините, что пропал надолго. Викторина: кузов какого пикапа состоит исключительно из алюминиевых штампованных деталей? (потом про него будет материал)
Anonymous Quiz
9%
Hyundai Santa Cruz
20%
Volkswagen Amarok
64%
Ford F-150 Lightning
7%
Renault Alaskan
Капот нового Nissan Qashqai - и снова дотяжка! Наружные панели капота - моя слабость) Навесные элементы кузова нового Кашкая, запущенного в прошлом году в Великобритании, - это штампованные детали из алюминиевых сплавов; благодаря ним удалось сократить массу кузова на 21 кг. Но вот что меня очень удивило, так это острота линий стиля наружной панели капота (японцы называют их “character lines"; немцы говорят: "линии торнадо"; на ВАЗе их почему-то часто называют "молдинги"). Как мне уже неоднократно приходилось писать, алюминий штампуется хуже стали, он менее пластичен, и именно поэтому видеть такую остроту в диковинку. В чем разгадка? Конечно же, в дотяжке. На вытяжке набирается основная форма и плавные радиуса линий стиля, а затем на дотяжке эти радиуса заостряются. Для стальных капотов это давно стало нормой (здесь тон задают Renault и VAG (см. например https://tttttt.me/metalformingforall/600; https://tttttt.me/metalformingforall/575), а вот для панели капота из алюминиевого сплава это по сути инновация, так как до этого алюминиевые панели у всех производителей были максимально "гладкими". Что это означает с точки зрения технологии? Дополнительную операцию прежде всего (в данном случае вместо трех штампов в потоке четыре), но, как говорится, красота требует жертв. #benchmarking #nissan
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Ford F150 – первый пикап, весь кузов которого состоял (и состоит!) из штампованных деталей из алюминиевых сплавов, причем задолго до Rivian. Еще в 2015 году «Форд» завершил масштабный радикальный переход со стали на алюминий, вопреки трендам: чаще всего начинают с алюминиевых навесных элементов, далее надстройка кузова (боковины, крыша и т. п.), и лишь потом берутся за основание кузова. Здесь американцы потратили астрономическую сумму в 1 миллиард долларов за полный отказ от стальных деталей, не в последней степени эти затраты были и на штампы для деталей из алюминиевых сплавов, включая те, где необходимо передовое и сверхдорогое покрытие рабочих частей Diamond-Like Coating (DLC, см. https://tttttt.me/metalformingforall/75). Эти затраты были полностью компенсированы совсем недавно, при выпуске электрической версии пикапа (Lightning). У «Форда» в данном случае уже не было никакого багажа в виде избыточной массы кузова от тяжелых стальных деталей, им оставалось просто встроить структурный блок с батареями в основание кузова, а в целом кузов остался таким же. Насколько это актуально в современное непростое время - сказать сложно… На фото ниже вы можете увидеть внутреннюю панель двери и структурные детали этого электропикапа из алюминиевых сплавов. Обратите внимание на большое количество элементов жесткости-подштамповок на внутренней панели: это обосновано с учетом меньшей жесткости и большей мягкости алюминиевых деталей, которые надо компенсировать их геометрией (подробнее см. https://tttttt.me/metalformingforall/571). Кстати, это одна из первых внутренних панелей дверей из алюминиевых сплавов в мире. #ford #benchmarking #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Время представиться мне как автору: меня зовут Иван Лещинский, я специалист по наладке штампов.
Я закончил МИСиС в 2007 году с квалификацией инженер по специальности “Обработка металлов давлением”.
С 2007 года по 2010 год я работал на предприятии ПАО «Русполимет» ведущим специалистом кольцепрокатного цеха, разрабатывая и внедряя технологии горячей штамповки и радиально-аксиальной прокатки цельнокатаных колец различного назначения и из различных материалов — от жаропрочных никелевых сплавов до титановых и алюминиевых сплавов и всевозможных сталей. Моим начальником и наставником был замечательный человек, специалист и руководитель — М.И. Никулин.
В 2010 году я устроился на завод «Рено» в Москве (тогда предприятие называлось «Автофрамос») инженером по качеству кузовных деталей. Моя вовлеченность в запуск новых проектов автомобилей (в частности, первого «Дастера» и «Флюенса») привела к тому, что в 2012 году меня пригласили в отдел локализации штамповки, причем на вновь создаваемую специальность инженера по пуско-наладочным работам.
В том же 2012 году мне повезло быть отправленным на стажировку в Румынию, на единственный завод Группы Рено по производству штампов под названием Матрите, где румынские специалисты под руководством великолепного менеджера и прекрасного человека Люка Фуришона помогли мне переформатироваться с горячей объемной штамповки на листовую холодную, на запуск и доводку штампов крупных кузовных деталей. В это же время мне посчастливилось поработать с замечательным французским экспертом по наладке штампов, ныне покойным Патриком Рулье. Наши отношения были далеки от идеальных, но я горжусь теми месяцами, когда я работал под его наставничеством. К тому моменту я четко осознал, что хорошая практика невозможна без теоретической базы, и такой базой в холодной штамповке для меня стала книга французского эксперта Алена Коля «Emboutissage des aciers» (см. https://tttttt.me/metalformingforall/269), а также материалы американского журнала MetalForming Magazine, прежде всего статьи великого Стюарда Килера (https://tttttt.me/metalformingforall/295). К этому моменту я уже неплохо выучился говорить и читать по-французски в дополнение к английскому, и мое обучение было одновременно теоретическим, практическим, и в высшей степени продуктивным. Через 9 месяцев такой стажировки я был направлен на АвтоВАЗ, пополнив команду запуска первых машин «Рено» в штамповке и на конвейере волжского автогиганта. Я должен сказать, что работа со штампами на этом проекте (2013-2014), и главным образом, знакомство со слесарями-инструментальщиками ВАЗа дало мне не меньше, чем месяцы стажировки, а может быть, и больше. Их было много, но особо обязан я Сергею Корнилову, рабочему с колоссальным опытом и аналитическим складом ума. Простое общение с ним и наблюдение за его работой я буду помнить всю свою жизнь, один из первых материалов моего телеграм-канала именно об этом.
Следующим проектом после возвращения с ВАЗа стал запуск штамповки «Каптюра» в Москве (2014-2016) на предприятии ААТ, с длительными командировками по приемке в Южной Корее. Потом была «Аркана», основные наружные панели кузова которой мы запустили на заводе «Ниссан» в Санкт-Петербурге, после приемки штампов в Японии и Румынии, в столь замечательном сотрудничестве с коллегами-ниссановцами, что я буду помнить о нем всю свою жизнь…
После «Арканы» пришел через нового «Дастера», штампы которого я также принимал в Японии (на «Ниссане») и Румынии (на уже родном мне заводе «Матрите»), и запуск вновь проходил на заводе ААТ. Не так давно я получил предложение работы от «АвтоВАЗа», и сейчас продолжаю заниматься запуском штамповки для машин марки «Лада», о которых Вам только предстоит узнать) этот канал был создан для обобщения моего опыта и популяризации процесса штамповки и доводки штампов.
Путеводитель по моему каналу вы можете найти вот здесь: https://tttttt.me/metalformingforall/342. При публикации материалов ссылка на них обязательна)
Поддержать канал: 5469550046228679
Я закончил МИСиС в 2007 году с квалификацией инженер по специальности “Обработка металлов давлением”.
С 2007 года по 2010 год я работал на предприятии ПАО «Русполимет» ведущим специалистом кольцепрокатного цеха, разрабатывая и внедряя технологии горячей штамповки и радиально-аксиальной прокатки цельнокатаных колец различного назначения и из различных материалов — от жаропрочных никелевых сплавов до титановых и алюминиевых сплавов и всевозможных сталей. Моим начальником и наставником был замечательный человек, специалист и руководитель — М.И. Никулин.
В 2010 году я устроился на завод «Рено» в Москве (тогда предприятие называлось «Автофрамос») инженером по качеству кузовных деталей. Моя вовлеченность в запуск новых проектов автомобилей (в частности, первого «Дастера» и «Флюенса») привела к тому, что в 2012 году меня пригласили в отдел локализации штамповки, причем на вновь создаваемую специальность инженера по пуско-наладочным работам.
В том же 2012 году мне повезло быть отправленным на стажировку в Румынию, на единственный завод Группы Рено по производству штампов под названием Матрите, где румынские специалисты под руководством великолепного менеджера и прекрасного человека Люка Фуришона помогли мне переформатироваться с горячей объемной штамповки на листовую холодную, на запуск и доводку штампов крупных кузовных деталей. В это же время мне посчастливилось поработать с замечательным французским экспертом по наладке штампов, ныне покойным Патриком Рулье. Наши отношения были далеки от идеальных, но я горжусь теми месяцами, когда я работал под его наставничеством. К тому моменту я четко осознал, что хорошая практика невозможна без теоретической базы, и такой базой в холодной штамповке для меня стала книга французского эксперта Алена Коля «Emboutissage des aciers» (см. https://tttttt.me/metalformingforall/269), а также материалы американского журнала MetalForming Magazine, прежде всего статьи великого Стюарда Килера (https://tttttt.me/metalformingforall/295). К этому моменту я уже неплохо выучился говорить и читать по-французски в дополнение к английскому, и мое обучение было одновременно теоретическим, практическим, и в высшей степени продуктивным. Через 9 месяцев такой стажировки я был направлен на АвтоВАЗ, пополнив команду запуска первых машин «Рено» в штамповке и на конвейере волжского автогиганта. Я должен сказать, что работа со штампами на этом проекте (2013-2014), и главным образом, знакомство со слесарями-инструментальщиками ВАЗа дало мне не меньше, чем месяцы стажировки, а может быть, и больше. Их было много, но особо обязан я Сергею Корнилову, рабочему с колоссальным опытом и аналитическим складом ума. Простое общение с ним и наблюдение за его работой я буду помнить всю свою жизнь, один из первых материалов моего телеграм-канала именно об этом.
Следующим проектом после возвращения с ВАЗа стал запуск штамповки «Каптюра» в Москве (2014-2016) на предприятии ААТ, с длительными командировками по приемке в Южной Корее. Потом была «Аркана», основные наружные панели кузова которой мы запустили на заводе «Ниссан» в Санкт-Петербурге, после приемки штампов в Японии и Румынии, в столь замечательном сотрудничестве с коллегами-ниссановцами, что я буду помнить о нем всю свою жизнь…
После «Арканы» пришел через нового «Дастера», штампы которого я также принимал в Японии (на «Ниссане») и Румынии (на уже родном мне заводе «Матрите»), и запуск вновь проходил на заводе ААТ. Не так давно я получил предложение работы от «АвтоВАЗа», и сейчас продолжаю заниматься запуском штамповки для машин марки «Лада», о которых Вам только предстоит узнать) этот канал был создан для обобщения моего опыта и популяризации процесса штамповки и доводки штампов.
Путеводитель по моему каналу вы можете найти вот здесь: https://tttttt.me/metalformingforall/342. При публикации материалов ссылка на них обязательна)
Поддержать канал: 5469550046228679
⚙️ Блог Штамповщика pinned «Время представиться мне как автору: меня зовут Иван Лещинский, я специалист по наладке штампов. Я закончил МИСиС в 2007 году с квалификацией инженер по специальности “Обработка металлов давлением”. С 2007 года по 2010 год я работал на предприятии ПАО «Русполимет»…»
Недавно с дочкой сходили в музей АвтоВАЗа, увидел там много удивительного и ломающего стереотипы (вы знали, что ВАЗ плотно работал с Porsche в 80-х?). Хотите узнать подробнее?
Final Results
94%
Да!
3%
Нетъ
3%
Не знаю
Единственный в мире роман о штамповке и взаимоотношениях людей на прессовом производстве - “Tool & Die: Love, Life and Death in a Manufacturing Company" (2020). Повторно его вам рекомендую👌 о самом романе можно прочитать здесь: https://tttttt.me/metalformingforall/96. О его сюжете - вот тут: https://tttttt.me/metalformingforall/100. Буду рад Вашей обратной связи! (ссылка на Kindle ниже).
Тепловая энергия от штамповки для обогрева цеха: пример от французского завода Toyota Motor Manufacturing (https://www.flotauto.com/toyota-recyclage-eau-20220413.html). Все мы знаем, что кинетическая энергия хода пресса (удара) лишь на 10-15% идет на полезное формообразование, остальная ее часть расходуется не столь эффективно, уходя в вибрации, гасимые оборудованием, а также переходит в тепловую энергию, отчего штампы нагреваются вплоть до 50-70 градусов Цельсия (см. исследование от Opel для штамповки заднего пола Insignia: https://tttttt.me/metalformingforall/510). 22 марта этого года, во Всемирный день водных ресурсов, Тойота представила ряд своих разработок по ресурсо- и энергосбережению, в том числе по обогреву цеха штамповки от кинетической энергии штамповки: через тысячи отверстий и трубок нагретый воздух от штампов и прессов передается на «солнечную стену» площадью 400 кв.м., от которой через специальную вентиляцию подогревается воздух в самом цеху. Замечу здесь, что в случае горячей листовой штамповки (см. https://tttttt.me/metalformingforall/627) избыток тепловой энергии еще больше, и, соответственно, имеется ещё больше возможностей по его утилизации. #новости #toyota #benchmarking
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Опыт обслуживания прессов Volkswagen: акустическая камера из мира музыки для контроля правильной работы оборудования и оснастки (https://www.youtube.com/watch?v=vPga4qD2c78&t=1591s). Крайне интересный пример, когда технологии из мира музыки приходят в штамповку (!). Не секрет, что штамповка — процесс совсем не тихий, особенно если мы говорим о высоких скоростях (15-20 ударов в минуту). Тем не менее, ухо опытного штамповщика может отличить нормальный ход/удар при вытяжке от случая, когда на детали образуется трещина (лично мне приходилось такое слышать при штамповке боковин). Немцы на главном и самом крупном заводе Volkswagen в Вольфсбурге пошли еще дальше: помимо контроля качества штампованных деталей, превентивного технического обслуживания штампов и прессовых линий, они внедрили технологию акустической диагностики процесса. «Звуковой доктор», не чуждый миру музыки (он еще и музыкант, играющий на трубе в заводском оркестре), выборочно контролирует звуковой отпечаток конкретного штампа на конкретном прессе: 48 сверхчувствительных микрофонов записывают звуковые волны, которые передаются на оптическую камеру, далее специальная нейросеть анализирует сигналы и выдает их на монитор. На нем мы можем увидеть любые аномалии звукового пейзажа; кстати, этот же прибор выявляет фальшь в нотах и отступление от партитуры конкретного музыканта при игре реального оркестра :).
Что еще можно отметить в данном фрагменте документального фильма, посвященного штамповке: тандемная прессовая линия Muller / Weingarten имеет 6 прессов, так как для немцев является нормой получать детали за 5 или 6 операций; это не слишком экономно с точки зрения капиталовложений, однако более надежно с точки зрения долговечности потока штампов и его ремонтоспособности — по минимуму совмещаются операции разного характера вроде обрезки, дотяжки, калибровки, фланцовки. И поэтому в случае поломки вы имеете дело с ремонтом одной функциональной операции, ее восстановление упрощается. Вы будете удивлены, но на ВАЗе исповедуется схожий подход, но за что немцев принято хвалить, за то наших принято ругать) #VAG #benchmarking #аналитика. Поддержать канал:
5469550046228679
Обратная связь — см. ссылку ниже.
Что еще можно отметить в данном фрагменте документального фильма, посвященного штамповке: тандемная прессовая линия Muller / Weingarten имеет 6 прессов, так как для немцев является нормой получать детали за 5 или 6 операций; это не слишком экономно с точки зрения капиталовложений, однако более надежно с точки зрения долговечности потока штампов и его ремонтоспособности — по минимуму совмещаются операции разного характера вроде обрезки, дотяжки, калибровки, фланцовки. И поэтому в случае поломки вы имеете дело с ремонтом одной функциональной операции, ее восстановление упрощается. Вы будете удивлены, но на ВАЗе исповедуется схожий подход, но за что немцев принято хвалить, за то наших принято ругать) #VAG #benchmarking #аналитика. Поддержать канал:
5469550046228679
Обратная связь — см. ссылку ниже.