Элементы холодной ковки фото: Страница не найдена — Ковка, сварка, кузнечное дело

Содержание

Элементы художественной холодной ковки: фото, видео, эскизы

Изделия, получаемые методами художественной ковки, всегда являются прочными, эксклюзивными. Одновременно они производят и глубокое эстетическое впечатление на окружающих. Именно поэтому продукция кузнечных дел мастеров столь популярна и востребована.

Элементы холодной ковки

Разновидности элементов холодной ковки металла

В зависимости от сложности, которую должны иметь элементы художественной ковки, и материала, применяемого для их производства, различают ковку в горячем и холодном состояниях. При производстве кованой продукции из стали, со сложными орнаментами, необходимого уровня пластичности деформируемого материала можно достичь лишь при его предварительном нагреве до ковочных температур. Для низкоуглеродистых сталей нижний предел таких температур начинается от 1000 — 1150 °С. С повышением процентного содержания углерода требуемая ковкость стали достигается при меньших температурах: 800 — 900 °С. Для нагрева исходного материала применяются печи малоокислительного нагрева, хотя для небольших мастерских характерны и кузнечные горны, работающие на твёрдом топливе.

Виды кованых элементов — «Завитки»

Холодная ковка (штамповка) может производиться как при температуре окружающего воздуха, так и при температурах, не превышающих предела начальных структурных изменений, т.е., до 200 — 250 °С. Преимуществом холодной ковки считается повышенная точность готовой продукции и отсутствие на ней поверхностной окалины, а горячей – меньшие удельные усилия формообразования. Кроме того, при помощи операций ковки в холодном состоянии можно выполнять рельефные кованые элементы на листовых и полосовых заготовках, а также на изделиях из цветных металлов и сплавов.

Кроме собственно ковки, операции пластического деформирования металла применяются также и для соединения готовых элементов в законченные художественные композиции. Технология сварки для таких случаев малоприемлема, поскольку в зоне сварного шва металл всегда имеет пониженную прочность, а сама зона во многих случаях выглядит настолько неприглядно, что нуждается в трудоёмкой зачистке. Поэтому истинные мастера своего дела для соединения применяют кузнечную сварку. Она заключается в нагреве готовых элементов до температур повышенной пластичности металла (до 650 — 700 °С), после чего орнамент для ковки обжимают или расклёпывают частями, либо при сборке. Для такой технологии конечная прочность соединения соответствует прочности отдельных его элементов.

Элементы кованых узоров

Для объёмного металлопроката (пруток, проволока) применяются следующие кованые элементы:

  • Спираль. Рисунок кузнечной спирали состоит из постепенно уменьшающихся к её основанию пространственных незамкнутых окружностей. Спираль может быть одно- и двунаправленной. В последнем случае диаметры могут периодически изменять направление своего уменьшения на противоположное. Кроме того, иногда может также изменяться (уменьшаться) диаметр исходного прутка или проволоки.
  • Двойная спираль. Такие кованые элементы представляют собой пространственные фигуры, каждая из которых представляет двухрядную обычную спираль. При этом своей средней частью данный элемент имеет наибольший диаметр, из-за чего иногда такой орнамент для ковки называют ещё китайским фонариком. Для получения орнамента используются два прутка или отрезка проволоки большого поперечного сечения.
  • Волюта. Геометрически такой вид орнамента представляет собой завиток произвольной формы, который может размещаться вертикально, или горизонтально. Волюта может иметь однонаправленную вогнутость, когда завитки расположены по одной линии от оси гибки, и разнонаправленную. Тогда завитки располагаются по обе стороны от конечной оси заготовки. Волюта может быть и односторонней.
  • Крутень. В технологии художественной ковки крутень формируется закручиванием части стержня (или всей заготовки). Направление скручивания такого орнамента — всегда монотонное, поскольку даже для высокопластичного состояния пруток, закручиваемый попеременно то в одну, то в другую сторону, может разрушиться из-за превышения деформируемым металлом предела своей прочности на кручение.
  • Навершие. Такие кованые элементы применяются на украшения головок оград и заборов, а также оконных решёток. Они представляют собой части прутка с острой кромкой на одном из торцев, к которому впоследствии прикрепляется ряд завитков.

Элементы художественной ковки создаются также и из листового металла. К ним относят:

  • Пространственные спирали, напоминающие шнек, по направлению вращения которого ширина спирали уменьшается. Элемент можно выполнять рельефным, для чего на его кромках выполняются художественные насечки.
  • Плоский завиток, который по сути идентичен объёмному, но производится из части металлической полосы.
  • Чеканка, которая получается точечной обработкой кузнечным зубилом плоской поверхности штучной заготовки. В результате чеканки создаётся объёмный рисунок. Чеканку применяют преимущественно для цветных металлов и сплавов.
  • Кернение. Такой художественный орнамент выштамповывается специальным инструментом, который вдавливает часть листа или полосы в специальную форму штампа. Кернением получают объёмные изображения на плоской заготовке, формовать надписи, вензеля и иные элементы.
  • Оголовки. Элемент представляет собой чашеобразную ёмкость, сворачиваемую из цельного куска полосы, и свариваемую методом кузнечной сварки в пространственную деталь. Оголовок может иметь сферическую, конусовидную или цилиндрическую форму.

Комбинацией этих и ряда других художественных орнаментов обычно создаются весьма сложные кузнечные композиции – подсвечники, розы, кубки и т.д.

Последовательность окончательной сборки отдельных кованых элементов

Для получения конечного изделия кованые элементы соединяют в цельную композицию. Для объёмных деталей применяют кузнечную сварку или клёпку. Последний вариант отличается тем, что может выполняться при обычных температурах, но для этого на каждом из соединяемых между собой фрагментов должно быть отверстие. Эти отверстия получают ещё на стадии ковки методом прошивки.

Прошивка может быть открытой, когда кузнец выполняет отверстие при помощи непрофилированного инструмента – прошивня, либо закрытой, когда отверстие формируется пуансоном по матрице. Закрытая прошивка точнее, но требует большего значения рабочего усилия. На листовых элементах прошивку можно выполнять нахолодно, используя пробивные штампы. В таком случае создаётся возможность дополнительного орнаментирования деталей за счёт получения фигурных отверстий. Заклёпки, в свою очередь, также изготавливаются методами холодной или горячей высадки, и имеют головку произвольной формы – круглую, фасонную, цилиндрическую, потайную и пр., которая более всего соответствует изобразительному решению кованой композиции.

Соединение плоских элементов художественной ковки может производиться несколькими способами:

  • фальцеванием, когда смежные кромки деталей скручиваются друг с другом;
  • двойным загибом, когда соединение происходит по незамкнутой части периметра узла, а свободные концы фрагментов образовывают плоский, либо рельефный рисунок;
  • зачеканиванием кромок двух смежных деталей в сборе, когда соединение происходит вследствие пластического вдавливания части одной заготовки в тело другой.
  • сваркой плоских деталей.

Выбор способа, при помощи которого отдельные кованые элементы соединяются между собой, зависит от места, где должен располагаться определённый орнамент для ковки, а также условий эксплуатации готового изделия. Например, при внешней установке элементы художественной ковки обязательно должны иметь антикоррозионное покрытие (окраску атмосферостойкой краской, меднение и пр.). Тогда для соединения можно использовать сварку. Применяя воронение, лучше сразу после этой операции соединять части орнамента кузнечной сваркой, и уже в окончательно собранном виде устанавливать на необходимое место.

технология создания красивого кованого художественного орнамента

В последние годы большой популярностью стали пользоваться элементы холодной ковки. Опытные мастера из грубого металла, используя художественную ковку, создают красивые детали, подходящие для любого интерьера. Элементы ковки с неповторимым орнаментом полностью изменяют внешний вид здания, они придают ему индивидуальный характер. Кованые детали нашли широкое применение в оформлении ландшафта, а также для украшения различных помещений.

Виды художественной ковки металла

Для проведения художественной ковки обязательно учитывается материал детали. От этого зависит вид ковки, которая бывает:

  • Горячая.
  • Холодная.

Горячий метод

Элементы художественной ковки, имеющие сложный орнамент, требуют предварительного нагрева материала, чтобы получить определённый уровень пластичности.

Низкоуглеродистые стали нагреваются до температуры 1000—1150 градусов. Если в металле содержится большое количество углерода, то ковка осуществляется при более низкой температуре. Обычно она находится в диапазоне 800—900 градусов.

Особенности холодной ковки

Элементы холодной ковки, купить которые можно в специализированных магазинах, изготавливаются несколькими способами:

  • Операция выполняется без нагрева, на холодную.
  • Деталь нагревается до 200—250 градусов.

Основным преимуществом деталей, полученных холодной ковкой, считается высокая точность готового изделия. На поверхности таких кованых деталей отсутствует окалина. Холодная ковка даёт возможность изготавливать рельефные элементы, используя листовые заготовки. Такая методика применяется для обработки цветных металлов.

Чтобы получить художественную композицию, готовые элементы необходимо соединить. При обычной сварке получается некрасивый вид, шов имеет пониженную прочность, детали приходится зачищать. Профессионалы пользуются для соединения деталей кузнечной сваркой.

Готовые элементы нагреваются до температуры 650—700 градусов, при которой металл становится пластичным. Затем орнамент обжимают во время сборки.

Преимущества ковочной обработки

Ковкапром занимается выпуском и продажей художественных элементов во многих городах России. Их кованые элементы имеют самое разное направление. Все эти изделия отличаются несколькими положительными качествами:

  • Каждая деталь считается уникальным и неповторимым творением. Любой элемент отличается своей индивидуальностью.
  • Красивый внешний вид.
  • Кованые детали покрываются особым антикоррозийным составом, поэтому эти элементы могут эксплуатироваться не один десяток лет.
  • Благодаря твёрдости металла такие изделия всегда отличаются высокой прочностью.
  • Детали прекрасно сочетаются с различными отделочными и строительными материалами. Это позволяет воплощать в жизнь самые оригинальные дизайнерские решения.

Разновидности узоров

Из объёмного металлопроката кузнецы создают различные рисунки, в которые входит несколько составляющих:

  • Спираль. Диаметр спирали иногда уменьшается книзу и меняет своё направление на противоположное. Получается очень оригинальный узор, в котором направление спирали регулируется художественным замыслом.
  • Двухрядная спираль. Средняя часть имеет самый большой диаметр. Этот орнамент получил название «китайский фонарик». Для получения такого узора используется проволока большого сечения.
  • Волюта. Узор имеет форму завитка, располагающегося в разных направлениях. Волюта бывает однонаправленной вогнутости, при этом завитки имеют одну ось сгиба. Когда завитки находятся с двух сторон от центра заготовки, говорят о разнонаправленной волюте.
  • Крутень. Для формирования такого орнамента часть стержня закручивается вокруг оси. Закручивание всегда происходит в одну сторону, так как находясь в пластичном состоянии, при закручивании в разные стороны пруток может разрушиться.
  • Навершие. Этими деталями украшают оконные решётки, а также различные ограждения. Элемент представляет собой небольшой отрезок прутка, торец которого имеет острую кромку. К нему крепится несколько завитков.

Из листового металлопроката изготавливаются дополнительные детали художественной ковки. К ним относятся:

  • Пространственные спирали. Внешний вид похож на шнек. Ширина спирали уменьшается в сторону вращения. Деталь может иметь рельефный вид. Для этого на кромках делают художественные риски.
  • Плоский завиток. Элемент аналогичный объёмному, только для изготовления используется металлическая полоса.
  • Чеканка. Для получения узора проводится точечная обработка плоской поверхности детали. Операция выполняется на цветном металле.
  • Кернение. В лист вдавливается специальный штамп. Таким способом можно изготавливать вензель, придавать изображению объёмный вид, а также формовать надпись.
  • Оголовки. Из полосы сворачивается чашеобразную ёмкость. Может иметь несколько форм в зависимости от создаваемого рисунка.

Используя комбинации таких художественных орнаментов, можно создать очень красивые кузнечные композиции, отличающиеся своей оригинальностью и неповторимостью.

Художественная ковка (47 фото): красота, воплощенная в металле

Кованые стулья и стол в нежном дизайне

Эксклюзивная художественная ковка – отличный способ добавить дому изысканности, утонченности и уюта. При этом совершенно необязательно наполнять весь дом коваными предметами – небольшой штрих, например, кованый подсвечник, сразу преобразит интерьер, который заиграет новыми красками.

Содержание

Кованая мебель – это долговечность и прочность, сочетающиеся с благородным внешним видом, она широко используются в разных стилях, от барокко до прованса. Ажурные кованые столики и стулья привлекают внимание неповторимым сочетанием воздушности и прочности. А кованые кровати, благодаря легкости и невесомости художественной ковки, добавят спальне особого шарма и выразительности. Изысканной деталью станет большое зеркало в кованой раме, размещенное над камином.

Шикарная кованая кровать — настоящее украшение спальни

Изысканные кованые элементы в ванной

Художественная ковка по металлу активно используется для получения функциональных предметов декора – держателей для цветов, подставок для зонтиков, вешалок для одежды, ваз для цветов, рам для часов и зеркал, перегородок или ширм, каминных решеток или подставки под дрова. И это уже не говоря о кованых лестничных перилах, которые могут стать одним из доминирующих акцентов в интерьере.

Кованая подставка для цветов стилизованная под велосипед

Красивая кованая вешалка для для зонтов и подставка для одежды

Кованая скамья-качалка выкрашена в яркий бирюзовый цвет

Кованые каминные принадлежности

Изюминка интерьера — кованые перила и люстра

Кухонный столик на кованых ножках

Кованые изделия хорошо сочетаются с деревом, стеклом, камнем, текстилем, декоративными растениями и зеркалами, кованое кружево используют для получения витражей, дополняют вставками из тонированного стекла, дерева, шлифованного металла или перламутра.

И конечно же, кованые изделия незаменимы при декорировании приусадебных участков – кованые ворота, ограды и решетки, беседки и навесы, мангалы и ажурные мостики – все это органично дополняет общий экстерьер, добавляя ему изящности и аристократизма.

Ярко-желтые кованые ворота

Изящный ажурный кованый балкончик

Кованый мангал в виде шара

Кованая решетка на окне — защита и декор

Кованая калитка — изысканное украшение двора

Художественная ковка: стилистическое разнообразие

Одной из причин того, что художественная ковка металла не теряет своей востребованности является стилистическое разнообразие, что позволяет добиться живописности, целостности, гармоничности в оформлении как экстерьера, так и интерьера здания. Для ковки фактически не существует стилистических преград:

  • готика – для неё характерно общее устремление ввысь, острые навершия и шипы, стрельчатые арки и узкие просветы. Основа готического кованого ордера – части окружности, формообразование предельно геометрично. Излюбленные мотивы – розетки, лилии, прорезные трилистники, четырехлистный клевер (крестоцветы), листья аканта, вплетающиеся в геометрические ажурные орнаменты

Кованая кровать в готическом стиле

  • ренессанс – для него характерно использование для ковки круглого прутка. Из него формируют роскошные разветвления и спирали, которые на концах превращаются в цветы и листья. Развитие рисунка происходит от центра, в этом случае рама выступает просто в роли некоторого ограничителя рисунка. Кованые заборы, лестницы и ворота отличаются пышностью и утонченностью, композиция отличается гармонической ясностью и соразмерностью всех частей, типичные элементы: спирали, волюта, саблеобразные листья и плетенка. В современном барокко ковку дополняют литыми (штампованными) цветами, листьями, вензелями, картушами и даже бюстами

Кованые кресла и столик выполнены в стиле ренессанс

  • барокко – шик, помпезность, вычурность. Очень эмоциональный стиль, в нем множество розеток, декоративных листьев, замысловатые узоры и сложные формы. Пришедшие из ренессанса плетенки, спирали, саблевидные листья сплетаются в запутанные заросли, которые дополняются праздничными гирляндами, натуралистичными цветами, вазами, драконами, масками. Формы отличаются динамичностью и беспокойным ритмом изогнутых линий

Вычурная и помпезная кованая кровать

  • классицизм – сохранив пластичность и декоративность барокко, он более строгий и лаконичный, черпает мотивы из античных источников. Типичные узоры – виноградная лоза, меандры, копья, рельефы, венки, в орнаменте листья плавно изгибаются, а завитки – вытягиваются. Композиция – уравновешенная, рисунки симметрично повторяются, акцент делается на скульптурность форм

Классицизму присущи строгость и лаконичность

  • модерн – для него характерны лишенные углов, пластичные очертания, с явно выраженной асимметрией, почти полное отсутствие прямых линий. В узоре преобладают растительные, природные мотивы, появляются экзотические цветы – орхидеи и ирисы, завитки и линии свободно и плавно перетекают друг в друга. В модерне просматриваются восточные мотивы, орнамент со множеством пересечений и изгибов

Кованые лестничные перила выполнены в стиле модерн

Изделия художественной ковки: как правильно ухаживать

Долговечность – несомненный козырь кованых изделий, но чтобы ковка радовала владельца замысловатыми узорами и изящными линиями долгие десятилетия, она все же требует определенного ухода. Художественная ковка своими руками потребует минимального ухода —  кованный некрашеный металл может служить столетиями, но вот только его внешний вид будет явно желать лучшего – ржавчина не только испортит внешний вид, но и серьезно угрожает его физическим и эксплуатационным показателям. Приемы и методы ухода напрямую зависят от места и условий эксплуатации.

Кованое изделие можно окрасить в любой цвет

Элементы художественной ковки, которые находятся внутри зданий, фактически не нуждаются в специальной антикоррозийной защите. Уход за ними – это, прежде всего, поддержание их эстетически привлекательного вида, а значит – в регулярном удалении (чистке) поверхности от загрязнения и пыли:

  • для чистки используют влажные губки, специальные салфетки или аэрозоли
  • не рекомендовано использовать для чистки кованных предметов абразивные пасты или порошки – они могут повредить нанесенных защитный слой.
  • очень часто для защиты кованной мебели используют обыкновенный воск – он не только эффективно предохраняет металл, но и делает внешний вид кованных предметов эффектным и привлекательным.
  • если же металл потускнел, то «освежить» его растворами лимонной кислоты или пищевой соды, а для полировки использовать сухие салфетки и мел, смоченные в растворе нашатырного спирта с водой.

Изысканные кованые элементы в ванной — нарядно и дорого

Кованный металл, который эксплуатируется вне помещений, требует гораздо большего внимания, особенно – в первые годы, когда требуется его ежегодное окрашивание (лучше — весной). Со временем, при периодической покраске, на плоскости металла образуется достаточный защитный слой, поэтому интервал окрашивания увеличится. Изделия художественной ковки, используемые на улице, нецелесообразно покрывать лаком – это покрытие слишком чувствительно к перепаду температур, из-за чего быстро разрушается.

Если кованое изделие будет использоваться на улице — его лучше окрасить или покрыть лаком

Если же ржавчина все же появилась (или речь идет о восстановлении какого-то антикварного образца), то следует определиться с тем, какая площадь поражена. Небольшие участки можно зачистить металлической щеткой. Если же ржавчины много (коррозии подвержена большая площадь), то можно воспользоваться пескоструйным аппаратом при условии, что изделие может быть демонтировано (перевезено в мастерскую). В противном случае, ржавчину можно удалить, прогрев места ей возникновения – после воздействия высокой температур окислы с металлической поверхности удаляются достаточно легко.

Величественная кованая люстра в интерьере

Когда ржавчина удалена, на предварительно обезжиренную поверхность наносится грунтовка – состав, который блокирует контакт металла с внешней средой. Входящие в её состав специальные ингибиторы, с одной стороны, замедляют ход коррозии, а с другой – химически её преобразуют. Кроме того, нанесение грунтовочного слоя позволяет аккуратнее и лучше нанести на металл краску. Оптимально использовать материалы (краску, грунтовку) одного производителя – взаимодействуя и взаимно дополняя друг друга, они усилят антикоррозийную защиту. Как вариант – специальные составы «три в одном», которые включают в себя антикоррозийный слой, грунтовку и декоративное покрытие. В этом случае будет просто достаточно удалить ржавчину, обезжирить металл и нанести состав.

Совет! Отдельного внимания потребует каминная решетка – чтобы не повредить структуру металла, который подвергается систематическим перепадам температуры, её противопоказано мыть водой, только протирать немного влажной губкой.

Красивые кованые ворота

Произведение искусства — кованая кровать с балдахином

Из металла можно создать совершенно необыкновенные композиции

Кованые изящные стулья — яркие акценты в интерьере

Кованый кран для воды в виде дракона

Элементы художественной ковки (76 фото) » НА ДАЧЕ ФОТО

Балясина металлическая БП-р4

Ковка в Леруа Мерлен

Балясина ковка квадрат 25 мм 900 металл

Художественная ковка

Балясина БП лоза (860*100*100мм)

Иранская ковка балясина 413

Холодная ковка из профильной трубы 15х15 изделия

Кованые перила Металлист

Элементы ковки

Перила холодная ковка

Сварочные изделия ред Вега

Кованый щит

Холодная ковка

Узорная ковка

Завиток ковка

Изделия холодной ковки

Элементы художественной ковки завиток

Балясина ковка квадрат 25 мм 900 металл

Декоративные металлоконструкции

Кованые детали

Штампованные детали из металла

Холодная ковка из профильной трубы 15х15 и 20×20

Кованый элемент 160525

Штамповка листа 6мм

Балясина 10306

Кованые декоративные изделия

Кованые элементы Хлюпино.

Декоративные кованые элементы

Декоративные изделия из металла

Кованые элементы

ТЕХНОНИКОЛЬ кованые элементы

Изделия художественной ковки

Комплектующие для кованных металлических перил

Кованые изделия из металла

Балясина БП 53 (860*285мм)

Красивые кованые заборы

Волюта кованая арт 20-640-155

Ковка с Артеферро

Балясины из профильной трубы 15×15

Металлические элементы декора

Кованые козырьки на коттедж 2019 г

Холодная ковка

Балясина БП 52 (860*255мм)

Штампованные изделия для ковки

Декорированная завитками-волютами консоль

Кованые элементы для ворот

Эксклюзивные кованые изделия

Балясины из профильной трубы 15×15

Ковка с Артеферро

Волюта кованая т-15-470-190-125

Декоративные штампованные элементы

Калитка ковка

Вензель т-10 150-120

Изделия холодной ковки из профильной трубы

Кованная завитушка на трубу 60х40

Балясина БП-28 860х330

Палисад ковка

Волюта кованая в026

Ковка в угол

Ворота решетка

Настоящая горячая ковка мостики

Польские балясины кованые 09.509.

Балясина БП Орион

Волюта кованая в026/к4

Декоративная ковка

Кованый Вензель т15 520-365

Штамповка холодная ковка

Кованые элементы

Завиток ковка

Виноградный лист ковка

Коромысла для металлических балясин

Штампованный металлический декор

Балясины из профильной трубы 15×15

Кованые листья

Элементы ковки розы

Скамейка Камелия

Художественная ковка металла. Ковка фото. Элементы ковки.

Элементами, выполненными в технологии ковки, можно украшать не только приусадебный участок, но и дом. Конечно, в малогабаритном жилище ковке будет «тесно», но в интерьер большого «загородного поместья» она вполне впишется.

Кованые перила для лестниц: эстетично и со смыслом

Кованые перила для этой лестницы сделаны из квадратного прута. Сталь загрунтована, покрашена и покрыта патиной. Это сделано для того, чтобы подчеркнуть красивую фактуру прута. Сама лестница облицована гранитом.

Кованые перила для этой лестницы имеют не только эстетическую, но и смысловую нагрузку: они как бы намекают гостям, что лестница ведёт в бильярдную. Роль «цветов» здесь выполняют настоящие бильярдные шары. Сами по себе перила оформлены лаконично — ничего не должно отвлекать истинных ценителей от игры.

Кованые двери

Кованая дверь, конечно, должна вписываться в стиль всего дома. Что касается этого проекта, то дом заказчика выполнен в стиле старинного замка. Соответственно, для кованой двери был использован толстый металл и массивные ручки.

Это кованая дверь с декоративной «штопкой». Металл как бы имитирует дерево. В доме всё сделано под старину. В погребе — кованые стойки для бутылок.

Декоративные кованые элементы

Для оформления дома подойдут и небольшие, но приятные вещи, выполненные в технике ковки. Например, это панно. Хозяин дома увлекается катерным спортом, поэтому ему приятно видеть в своём жилище панно на морскую тематику, ведь дом — это то место, где человек «бросает якорь»!

Также очень живо будут смотреться мелкие кованые детали интерьера, способные стать «изюминкой» интерьера: например, кованые держатели для полотенец или каминные решётки.

Отделка труб в технологии ковки

Если площадь дома всё-таки не позволяет использовать кованые элементы, можно пойти другим путём и оформить печные трубы. При этом важно, конечно, подобрать рисунок так, чтобы он был виден снизу.

Дымоходная труба — не единственный элемент кованого декора в этом доме. На верхушке трубы — три колокольчика, по числу членов семей. Это скрытое пожелание хозяевам, чтобы из их дома был слышен только звонкий смех.

Вторую трубу украшают две кошки, которые греют об неё спинки. Они, хоть и выполнены в технике ковки, но, как и все кошки, любят понежится в тепле!

Фото и материалы предоставлены мастерской Sysanna.

Элементы холодной ковки фото — Яхт клуб Ост-Вест

Холодная ковка позволяет делать металлообработку различных видов проката без предварительного нагревания. Причем создаваемые изделия, за счет прессования и гибки, получаются намного прочнее, чем при использовании литья или штамповки.

Какие особенности имеет технология холодной ковки и с каким оборудованием работают мастера — об этом в нашем материале.

Зачем используют холодную ковку

Чаще всего с помощью такой технологии обрабатывают металлопрокат в виде прутка, круга, квадрата или полосы. Создаваемое оборудованием давление изгибает и прессует материал, формируя нужную конфигурацию изделия, при этом упрочняя его. Изготовленные таким способом вещи практически невозможно сломать, их срок службы, в сравнении с литьем или штамповкой, на порядок выше.

Однако, стоит учесть, что при браке или допущенных ошибках в обработке проката их исправить также невозможно или очень сложно.

Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят?

  • Различные фигурные решетки, которые монтирую на окна и двери жилых помещений.
  • Декоративные и практичные элементы фасада: козырьки, перила и другие.
  • Детали ограждений: заборов, ворот, калиток.
  • Элементы мебели: ножки стульев и столов.
  • Детали декора: подставки под цветы, кронштейны фонарей, решетки камина, мангалы и прочие.

Все эти поделки выглядят как настоящее произведение искусства, при этом не теряя своего практического назначения и прочности.

Приемы и способы технологии

Чем отличается данная технология ковки от других способов металлообработки?

Понятно, что, в отличие от горячего способа, заготовки предварительно не разогревают до ковочной температуры. Лишь изредка может применяться частичный нагрев поверхностей в месте изгиба.

Технологически такой способ обработки металла построен на одном из физических свойств металла — пластичности. Черновые и цветные металлы, такие как сталь, медь, бронза и другие в зависимости от своего химического состава имеют способность выдерживать нагрузки на изгиб, разрыв, растяжение. Это позволяет их обрабатывать различными приемами без нагрева.

В момент изготовления изделий материал поддается прессованию, что уплотняет структуру металла и, соответственно, делает его прочнее. Изгибание, в свою очередь, добавляет прочности изделию за счет дополнительного сжатия в точках изгиба.

Важным отличием холодной ковки от горячей является то, что нет высокотемпературного воздействия на металл и, как следствие, он не меняет своих химических свойств, а ,значит, нет необходимости проводить дополнительные операции: отпуск, отжиг или закалку.

В итоге, холодная ковка металла имеет как преимущества, так и недостатки.

Положительные свойстваОтрицательные свойства
  • Детали и заготовки не требуют предварительного высокотемпературного нагревания.
  • Поверхность изделий намного прочнее, чем при изготовлении вещей горячей ковкой.
  • Высокоточная обработка деталей, возможна очень точная подгонка.
  • Элементы не требуют дополнительной обработки после изготовления. Все изделия изначально прочные.
  • Более «чистая» работа, нет следов и продуктов горения на поверхности металла.
  • При обработке требуется создать намного большее усилие на металл для формирования деталей.
  • Требуется специализированное и, в некоторых случаях, мощное оборудование.
  • Обрабатываемые поверхности должны быть чистыми.
  • Можно изготавливать только определенные виды продукции.

Главный недостаток холодной металлообработки в том, что можно производить ограниченные наименования продукции.

Какими технологическими приемами обрабатывается металл холодным способом?

Приемы холодной ковки

Изделия производятся путем механических способов и приемов обработки металлических заготовок. Основные операции:

Изгибание металла проводят как на ручном, так и на механическом оборудовании, причем многие изделия вполне реально производить вручную с использованием простейших приспособлений. Гибка — основной технологический прием описываемого способа ковки.

Прессование подразумевает использование сжимающих устройств. Прессы также могут быть ручными и механизированными.

Чеканка — это прием, с помощью которого проводится нанесение рисунка на поверхность изделий. Орнамент создается давлением на металл специальными инструментами или станками. Чаще всего такой способ «рисования» используют для создания рисунков на меди, так как она более пластичный материал.

В холодной ковке, также, как и при любой металлообработке, используют приемы резки, рубки и других общих операций, применяемых для подготовки заготовки и окончательной доводки изделий.

Технология подразумевает применение специализированного оборудования, создающего необходимые условия для производства и обработки материалов.

Оборудование для холодной ковки

Для создания различных элементов холодной ковки применяется ручной и механизированный инструмент. Причем многие детали вполне реально изготовить на простейшем оборудовании, не требующем никакой автоматизации.

Чтобы начать массовое изготовление вещей без горячей кузнечной обработки, потребуется шесть основных приспособлений: гнутик, улитка, волна, твистер, фонарик и глобус. Для чего предназначены такие инструменты и что с их помощью можно сделать?

Гнутик

Такое приспособление служит основным инструментом при изгибании деталей. Особенность в том, что можно выбрать любой угол.

В отличие от горячей обработки, где требуется шаблон и опыт работы со специальной кузнечной вилкой, на гнутике вручную эта операция намного упрощается.

Конструкция состоит из гибочного штампа и эксцентрикового привода. В свою очередь шаблон для гибки состоит из закаленных роликов, которые смонтированы на прочной раме. Такой ручной станок может дополнительно оборудоваться различными приспособлениями. Гнутик может обрабатывать прокат в виде квадрата с размерами 12×12 мм или полосу толщиной до 3 мм.

Улитка

Это ручное приспособление применяют при создании спиралей и завитков. Название улитка прибор получил из-за своей основной составной части — кондуктора, имеющего витую форму. Завитки с проката соответствующего размера такой станок способен изготовить за один подход.

Как и гнутик, улитка вполне свободно обрабатывает основные, использующиеся в холодной ковке, виды проката — квадрат и пруток, сечением 10-12 мм, и полосу, толщиной 3-6 мм.

Основная рабочая часть (кондуктор) состоит из кулачка, располагающегося по центру, и двух дуг (малой и большой).

При создании небольших по размеру завитков дуги демонтируют, проводя гибку на кулачке. На фото показан один из вариантов исполнения такого ручного станка.

Волна

Приспособление, служащее для создания витых, повторяющихся узоров (довольно часто можно увидеть на оконных решетках). Основа устройства — два стальных диска, диаметром 140-150 мм, закрепленных болтами на рабочем столе. Часто можно встретить «управляемую волну» — устройство с регулируемыми зазорами между дисками. Такая функция возможна за счет наличия крепежных отверстий на разном расстоянии одно от другого. Переставляя диск можно создать различный изгиб волны. Как выглядит гибочный станок такого класса показано на фото внизу.

Твистер

Твистер закручивает вокруг своей оси пруток или квадрат. Принцип устройства похож на вороток для горячей обработки.

Конструкция состоит из основы, на которой размещается вращающаяся головка, и ползунок, регулирующий длину изделия. Заготовку фиксируют между этими двумя частями и при помощи рукояток закручивают до требуемого предела.

Фонарик

Одно из самых сложных изделий из холодной ковки — так называемая корзинка. С первого взгляда — это сложное переплетение металлических гнутых прутков или квадратов. Для производства такой детали используется такое кузнечное оборудование для холодной обработки заготовок, как фонарик.

Техника работы оборудования схожа с твистером: на основе закреплена крутящаяся головка и ползунок. Однако, заготовка «наматывается» по спирали на вставку — вал.

В принципе, корзинку можно изготовить, используя специальную вставку на твистер, однако возможен брак, который получиться исправить, лишь нагрев металл в горне. Поэтому, лучше применять фонарик, который не позволит образовываться перекосам.

Глобус

Такой ручной инструмент для холодной ковки позволяет изгибать заготовку по дуге, загибая концы под востребованный угол, при этом получается объемное изделие. За что часто этот ручной станок называют объемником.

Основа устройства — шаблон в виде дуги и закаленные ролики, позволяющие двигаться ручному приводу. В зависимости от типа инструмента, он может работать с квадратным прокатом со сторонами 14×14 миллиметров, неширокой полосой до 25 мм, а также прутком.

Чаще всего глобус применяют для производства деталей «объемных» решеток, в которых отдельные элементы не лежат в одной плоскости с остальными.

С помощью этих простейших устройств, которые не требуют механизации, можно создавать настоящие произведения искусства, состоящие со всех отдельных декоративных элементов: волюты, завитков, корзинок и прочих.

Неплохим решением будет приобрести универсальный станок для холодной ковки, который позволяет совершать основные операции по металлообработке. Однако, стоимость такого оборудования будет доступна не всем мастерским.

При обустройстве мастерской можно приобрести готовое оборудование. Ручные станки для холодной ковки металла стоят относительно недорого, но можно сделать их самому.

Как сделать станки холодной ковки самостоятельно

Чтобы сделать приспособления для холодной ковки, потребуется наличие некоторого инструмента (сварочный аппарат, болгарка), а также поискать информацию об их изготовлении.

Существует множество чертежей станков для холодной ковки. Некоторые из них представлены на фото в этом разделе.

Самый простой вариант — сделать приспособление улитку для гибки металлопроката. Как ее изготовить самостоятельно, можно посмотреть на видео:

Также несложно собрать приспособление для скручивания заготовок — твистер. Главное подыскать материал и инструменты для работы.

Обзор на это приспособление показано в видео

Существуют и другие конструкции подобных устройств. Самодельные станки для холодной ковки не менее работоспособны по сравнению со своими покупными аналогами.

Для ковки холодным способом также потребуется и нагревательный инструмент, так как технология предусматривает частичный разогрев некоторых зон детали для более простого изгибания или скручивания. Нарезать металл проще с отрезным стационарным кругом. Но, за неимением его, можно воспользоваться болгаркой.

Еще один немаловажный инструмент в изготовлении изделий холодным способом — шлифовальные машины. Ведь отдельные элементы декора потребуют зачистки и сглаживания поверхностей. Для этого подойдут либо ручные ленточные шлифовальные машины, либо стационарный гриндер.

Наличие различных станков для холодной ковки металла значительно ускоряет процесс производства элементов, особенно, если требуется их массовый выпуск.

Если у Вас есть опыт изготовления станков для холодной металлообработки, поделитесь им в комментариях к материалу статьи. Насколько сложно изготовить такое оборудование самостоятельно и какая функциональность такого ручного оборудования? Примите участие в обсуждениях и оставьте свои дополнения к этой статье.

Кованые изделия с давних пор пользуются большой популярностью во всем мире, отдельное место занимает ковка художественная. Ее красота завораживает своими изящными и плавными линиями, оригинальной красотой. Многие богатые люди стремились украсить свой дом ажурными металлическими завитками различных изделий, украшавших внутренний и внешний дизайн особняков.

Многие из нас понимают, что такое ковка, поэтому сразу представляют перед собой кузню, в которой молотом орудует кузнец, превращая кусок раскаленного металла в красивое кованое изделие. Так, происходит, когда речь идет о горячей ковке, в холодной все иначе, она не нуждается в раскаленной заготовке, металл можно обработать ручным способом в домашних условиях. Как это происходит, что это за процесс, какими бывают кованые изделия, выполненные таким способом можно увидеть на фото образцов изделий и прочитав статью.

Особенности холодной ковки

Метод художественной обработки металла является наиболее популярным — это быстрый и высокотехнологичный процесс. Красоту готовых изделий можно оценить по каталогам, где представлены фото лучших работ. Таким методом можно создавать изделия намного прочней, чем те, которые выполняют с помощью штамповки или отливки. Это объясняется тем, что металл, проходя через оснастку может гнуться и прессоваться одновременно.

Во время ковки на металл воздействует давление и оно его укрепляет, в результате получается деталь, которая впоследствии почти не подвергается разрушению. Метод холодной ковки под силу опытным мастерам, поскольку при ошибочной обработке снова повторить действия с заготовкой будет очень сложно. Свойства холодной ковки дают возможность создавать различные изделия, применяемые в домах и квартирах, во дворах и улицах, поскольку кованые изделия пользуются большой популярностью:

  • заборы и перила;
  • оконные решетки;
  • ограждения и лестницы;
  • беседки, фонари и мангалы;
  • элементы для декорирования каминов;
  • мебель и предметы интерьера.

И это еще неполный список предметов, которые можно выполнить методом холодной ковки. Предметы, полученные таким способом, как это видно на фото могут собой украсить любой интерьер своими формами и стилем.

Необходимое оборудование для создания изделий дома

Со временем новые технологии позволили сначала изобрести и затем создать набор специализированных инструментов для расширения возможностей мастеров кузнечного дела. С такими инструментами смогут работать и неопытные мастера, в работе с которыми нет большой сложности.

Один из главных предметов в работе — гнутик, он всегда есть в любой мастерской по работе с металлом. С его помощью можно согнуть заготовку под нужным углом или дугу необходимого радиуса.

Улитка создает спирали из подобранных заготовок, спирали часто встречаются в мастерских у кузнецов. Улитку можно купить или сделать самостоятельно, а также выполнить спираль с любым радиусом, который задумает мастер.

Фонарик — наиболее сложный инструмент, имея такое приспособление можно работать не с отдельной деталью, а сразу создавать целый комплекс из одиночных прутьев. Инструмент помогает создавать виды корзинок из металлических прутьев различного диаметра и сечения.

Изогнутые металлические предметы можно сделать с волной, мастеру остается подобрать прутья разных размеров и профиля и создать плавные элементы для декорирования.

Твистер также сложный инструмент, чем-то схожий на фонарик, с его помощью можно сплести прутья вокруг продольной оси. Чтобы создать оплетку или объемные детали для декорирования пользуются этим инструментом.

Достоинства кованых изделий

Несмотря на то, что появилось много новых и современных видов материалов, подходящих для декорирования загородных домов, большинство людей отдают предпочтение кованым изделиям. Хотя металл может подвергаться коррозии в отличие от новых материалов, ковка остается востребованной по многим причинам:

  • долговечность и красота;
  • хорошие защитные функции;
  • возможность заказать изделие по индивидуальным размерам, эскизам и в любом стиле;
  • ручная работа, изделия всегда сочетаются с другими материалами.

Перечень достоинств художественной ковки можно еще продолжить, поскольку такие изделия прекрасно сочетают в себе много положительных качеств. Представленные на сайтах фото ярко характеризуют всю красоту, функциональность и долговечность изделий.

К недостаткам можно отнести только высокую стоимость ковки и чувствительность металла к коррозии. Если изделия слишком сложные по конструкции, то их будет тяжело обработать и покрасить.

Покраска для кованого металла

Специалисты рекомендуют перед покраской использовать грунтовку, чтобы в дальнейшем даже самая лучшая и дорогостоящая краска не так быстро потеряла свои свойства. Качественные грунтовки имеют хорошую адгезию, а это дает возможность краскам лучше проникнуть в поверхность предмета.

Хорошие краски содержат в своем составе преобразователи ржавчины, наносить их лучше в два слоя. Самый оптимальный выбор — это промышленные виды красок, стоят они дорого, но обеспечивают надежное и стойкое покрытие. Они быстро сохнут, по желанию можно легко нанести другой понравившийся цвет.

Стоимость изделий

На многих сайтах представлены каталоги с фото и ценами кованых изделий. Решетки, козырьки, навесы, предметы домашнего и ландшафтного интерьера выглядят очень эффектно и красиво. Есть мастера, работающие над необычными предметами, например, скульптуры рыцарей, изготовленные также из кованого металла.

Чтобы лучше рассмотреть фото можно увеличить картинку, а также прочитать описание представленного изделия с его размерами, узнать цену за погонный метр или за весь предмет.

Многие компании предлагают выполнить индивидуальный заказ, чтобы получить эксклюзивное изделие методом холодной ковки. Для этого понадобится эскиз или рисунок, фото и готовое кованое изделие в руках мастеров получится практически идентичным тем наброскам, которые принесет заказчик.

Холодная ковка своими руками может стать для многих интересным и полезным занятием. Для этого потребуются финансовые затраты на покупку необходимых инструментов, материалов, оборудования, а также помещения, если нет подходящего. Кроме финансовых затрат важно иметь свободное время и желание, чтобы создавать свои композиции методом холодной ковки, а необходимый опыт придет со временем.

Изделия, получаемые методами художественной ковки, всегда являются прочными, эксклюзивными. Одновременно они производят и глубокое эстетическое впечатление на окружающих. Именно поэтому продукция кузнечных дел мастеров столь популярна и востребована.

Разновидности элементов холодной ковки металла

В зависимости от сложности, которую должны иметь элементы художественной ковки, и материала, применяемого для их производства, различают ковку в горячем и холодном состояниях. При производстве кованой продукции из стали, со сложными орнаментами, необходимого уровня пластичности деформируемого материала можно достичь лишь при его предварительном нагреве до ковочных температур. Для низкоуглеродистых сталей нижний предел таких температур начинается от 1000 — 1150 °С. С повышением процентного содержания углерода требуемая ковкость стали достигается при меньших температурах: 800 — 900 °С. Для нагрева исходного материала применяются печи малоокислительного нагрева, хотя для небольших мастерских характерны и кузнечные горны, работающие на твёрдом топливе.

Виды кованых элементов — «Завитки»

Холодная ковка (штамповка) может производиться как при температуре окружающего воздуха, так и при температурах, не превышающих предела начальных структурных изменений, т.е., до 200 — 250 °С. Преимуществом холодной ковки считается повышенная точность готовой продукции и отсутствие на ней поверхностной окалины, а горячей – меньшие удельные усилия формообразования. Кроме того, при помощи операций ковки в холодном состоянии можно выполнять рельефные кованые элементы на листовых и полосовых заготовках, а также на изделиях из цветных металлов и сплавов.

Кроме собственно ковки, операции пластического деформирования металла применяются также и для соединения готовых элементов в законченные художественные композиции. Технология сварки для таких случаев малоприемлема, поскольку в зоне сварного шва металл всегда имеет пониженную прочность, а сама зона во многих случаях выглядит настолько неприглядно, что нуждается в трудоёмкой зачистке. Поэтому истинные мастера своего дела для соединения применяют кузнечную сварку. Она заключается в нагреве готовых элементов до температур повышенной пластичности металла (до 650 — 700 °С), после чего орнамент для ковки обжимают или расклёпывают частями, либо при сборке. Для такой технологии конечная прочность соединения соответствует прочности отдельных его элементов.

Элементы кованых узоров

Для объёмного металлопроката (пруток, проволока) применяются следующие кованые элементы:

  • Спираль. Рисунок кузнечной спирали состоит из постепенно уменьшающихся к её основанию пространственных незамкнутых окружностей. Спираль может быть одно- и двунаправленной. В последнем случае диаметры могут периодически изменять направление своего уменьшения на противоположное. Кроме того, иногда может также изменяться (уменьшаться) диаметр исходного прутка или проволоки.
  • Двойная спираль. Такие кованые элементы представляют собой пространственные фигуры, каждая из которых представляет двухрядную обычную спираль. При этом своей средней частью данный элемент имеет наибольший диаметр, из-за чего иногда такой орнамент для ковки называют ещё китайским фонариком. Для получения орнамента используются два прутка или отрезка проволоки большого поперечного сечения.
  • Волюта. Геометрически такой вид орнамента представляет собой завиток произвольной формы, который может размещаться вертикально, или горизонтально. Волюта может иметь однонаправленную вогнутость, когда завитки расположены по одной линии от оси гибки, и разнонаправленную. Тогда завитки располагаются по обе стороны от конечной оси заготовки. Волюта может быть и односторонней.
  • Крутень. В технологии художественной ковки крутень формируется закручиванием части стержня (или всей заготовки). Направление скручивания такого орнамента — всегда монотонное, поскольку даже для высокопластичного состояния пруток, закручиваемый попеременно то в одну, то в другую сторону, может разрушиться из-за превышения деформируемым металлом предела своей прочности на кручение.
  • Навершие. Такие кованые элементы применяются на украшения головок оград и заборов, а также оконных решёток. Они представляют собой части прутка с острой кромкой на одном из торцев, к которому впоследствии прикрепляется ряд завитков.

Кованые элементы и изделя от производителя (Екатеринбург)

Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте. Основные направления деятельности нашей Компании:

  • художественная ковка металла 
  • поставка и монтаж ограждений из нержавеющей стали
  • изготовление и монтаж изделий из поликарбоната (навесы для автомобилей, входных груп, козырьки и т. д.)
  • сантехнические перегородки (туалетные кабины, душевые перегородки)
  • фасадные работы (утепление, штукатурка, покраска)
  • облицовка полов с стен керамогранитом, керамической плиткой, облицовка крылец, цоколей

Мы уже давно работает в области строительства, занимается производством, продажей и монтажом готовых изделий. За это время мы открыли собственное производство и накопили хороший опыт в осуществлении проектов различной сложности. Наши главные приоритеты, это — высокое качество производимой продукции и выполняемых работ, четкое следование намеченному графику поставок и осуществления проектов, и наконец — мы постоянно развиваемся и стремимся к наилучшему соотношению цена/качество на наши товары и услуги. 

Художественная ковка, кованые изделия, элементы ковки, кованые кровати.

Мы занимаемся изготовлением художественной ковки и кованых изделий любой сложности (ворота, заборы, решетки, ограждения, перила, калитки, кованая мебель и предметы интерьера) в Екатеринбурге, Свердловской области, регионах России.  Вы можете заказать кованые изделия по собственным эскизам или выбрать по каталогу на нашем сайте.

Кованые изделия, незаменимые предметы садового ландшафта – перголы, шпалеры, беседки, мангалы. Оригинальные кованые сувениры, каминные принадлежности, подставки для цветов, кованые люстры и светильники. Кованые ворота и заборы — непременные атрибуты городских улиц, кованая мебель стала украшать не только загородные резиденции, но и городские квартиры.  Мы производим, продаем и осуществляем установку ограждений, заборов и заборных секций.

Объекты ландшафтной архитектуры, элементы интерьера, конструкции для ограждения участков, при создании которых была использована ручная ковка металлов, все это является одним из основных направлений деятельности нашей компании.

Изготовленные нами кованые изделия, востребованы на рынке, в связи с тем, что:

  • продукция, при создании  которой использовалась ручная ковка, уникальны, красивы и оригинальны;
  • художественная ковка хорошо сочетается с камнем, деревом, стеклом, что позволяет создать эксклюзивные изделия различных стилей, украшающие интерьер, как городской квартиры, так и загородного дома.

Работающие в нашей компании креативные дизайнеры и кузнецы-профессионалы дают заказчику возможность воспользоваться уже существующими наработками, частично их изменить или предложить свое видение готового изделия. В любом случае перед принятием решения наш клиент получит квалифицированную консультацию с тем, чтобы результат максимально точно соответствовал замыслам заказчика.

Металлические заборы

Предлагаем широкий ассортимент металлических заборов: кованые, сварные, заборы из профнастила и сетки рабица, а также газонные ограждения и вставки на заборы. Многолетний опыт позволяет нам гарантировать качество изготавливаемых изделий. Многообразие форм и кованых элементов позволяет воплотить самые причудливые задумки и позволит сделать защиту вашего имущества не только надежной, но и эстетически красивой.

В офисе нашей компании можно ознакомиться с ассортиментом и ценой готовых изделий, а также получить информацию о сроках изготовления и стоимости художественной ковки по индивидуальным разработкам.

Micro Технология холодной штамповки | Услуги Micro Machining

Когда дело доходит до ковки металла, обычно на ум приходит образ интенсивного нагрева, больших печей, расплавленных сплавов и традиционного литья. Тем не менее, интенсивное нагревание не всегда является идеальным для сохранения как прочности на разрыв, так и общей твердости металла, который вы пытаетесь сформировать. Процесс, называемый холодной штамповкой, позволяет ковку металла при температуре около 70 ° F. Холодная штамповка — это метод ковки, при котором металлической заготовке придают форму пригодной для использования при температуре, близкой к комнатной.Это популярный вариант для проектов, требующих микропроизводства.

Существует ряд преимуществ промышленной холодной ковки. Использование этой техники в производственном процессе может помочь вам сократить количество отходов, сэкономить деньги и создать сложные геометрические формы из металлов и сплавов, которые не подходят для других методов ковки.

С помощью сложных машин, которые работают с высокими скоростями и огромным давлением, металлические заготовки формуются в компоненты с помощью штампов.Одиночные штампы применяются для многих компонентов и помогают поддерживать однородность продукта. Холодная штамповка и производство холодной высадки — это чрезвычайно гибкие процессы, позволяющие создавать многогранные детали. Если вы стремитесь создать компоненты с широким диапазоном геометрических форм, но при этом производятся на микроэлектронике или с использованием сложных сплавов, холодная штамповка позволяет достичь ваших целей за счет переноса деталей и использования нескольких штампов.

Холодная штамповка также обеспечивает универсальность для обработки многих различных металлов и сплавов.Во многих случаях холодная штамповка — единственный вариант для проектов, требующих драгоценных сплавов. Если сплав, который вы хотите использовать, считается «слишком липким» для нормальной обработки — например, золото, никель, серебро или тантал — и имеет микроконструкцию, то единственным вариантом оживления продукта может быть холодная штамповка.

В STS Intelli мы выполняем микро-холодную штамповку с использованием драгоценных металлов и традиционных сплавов. Подобно нашему традиционному процессу холодной штамповки, наш процесс микро-холодной штамповки дешевле, чем обычная ковка, с почти 100-процентным выходом материала.Остатков лома почти нет. Когда вы работаете со сплавами драгоценных металлов, для защиты вашей прибыли важно «отсутствие отходов». Со временем вы будете тратить меньше, но при этом сократите выбросы углекислого газа.

Необходимые инструменты для холодной штамповки и холодной высадки

Как при холодной штамповке, так и при холодной высадке наиболее распространенными инструментами являются матрица и пуансон. В то время как для холодной штамповки используются вертикальные прессы, для холодной высадки используются горизонтальные прессы для достижения различных результатов.Пуансоны — это инструменты, используемые для приложения необходимой скорости и усилия к металлической заготовке, которая содержится в штампе, который напрямую контролирует размеры, геометрию и результаты, возникающие во время цикла.

Процессы холодной штамповки и холодной высадки

Как упоминалось выше, холодная штамповка выполняется с использованием металлической заготовки, сформированной при высоком давлении и высокой скорости с использованием штампа. В холодной штамповке используются как гидравлические, так и механические вертикальные прессы. Плашки пробивают заготовку или пулю заданного объема в фасонный компонент точно такого же объема пули.Поэтому после завершения процесса не остается отходов. Благодаря отсутствию отходов холодная штамповка является одним из самых экономичных и точных методов ковки.

Холодная высадка — это аналогичный, но зависящий от объема процесс. В нем используются горизонтальные прессы, в которых используется металлическая проволока для формовки сложных деталей с высокой скоростью. Машины, называемые холодновысадочными или формовочными машинами, играют роль в процессе холодной высадки, аналогичную холодной штамповке. Однако, в отличие от холодной высадки, холодная штамповка может создавать чрезвычайно сложные компоненты.

В STS Intelli мы сочетаем традиционные методы холодной штамповки, которые включают манипуляции с металлом при низких температурах с помощью гидравлических и механических методов, с современным программным обеспечением для проектирования, проектирования и моделирования. Эти элементы позволили нам разработать процесс холодной штамповки с использованием инструментов и штампов для получения высококачественной продукции. Мы назначим специального специалиста по холодной штамповке, который будет работать с вами, чтобы предоставить согласованные высококачественные детали в соответствии с вашими уникальными требованиями.

Общие методы холодной штамповки

В зависимости от желаемой формы вашего продукта мы используем разные методы холодной штамповки для достижения разных результатов.Взгляните на несколько наиболее распространенных методов придания металлу формы в процессе.

  • Прямая экструзия — Один из наиболее распространенных методов называется ударной экструзией. Как и в случае других форм холодной штамповки, конкретный объем продукта задается размером заготовки. Завершение процесса прямой экструзии включает пробивание металла через отверстие в матрице. Это дает меньшее поперечное сечение, чем у исходной заготовки.
  • Обратная экструзия — Подобно методу прямой экструзии, обратная экструзия является еще одним популярным методом формования металла посредством холодной штамповки.Вместо того, чтобы пробивать металл через небольшое отверстие для создания экструзии, металл толкается назад вокруг пробивного механизма вертикального пресса, который можно использовать для создания глухого отверстия или формы чашки.
  • Комбинированная экструзия — Для некоторых продуктов инженер может комбинировать методы экструзии одновременно при ковке.
  • Осадка — Для создания диаметров, превышающих начальный диаметр заготовки, предпочтительным методом является высадка.При высадке металл выталкивается наружу из матрицы. Фальсификаторы часто используют эту ценную технику для создания сложных компонентов за один цикл. Методы осадки также могут применяться при правке металла в зависимости от желаемого результата.

Процессы, методы и области применения ковки металла

Ковка металла — это процесс формования и формы металлов с использованием сжимающих усилий. Усилия передаются с помощью удара, прессования или прокатки.

Существует ряд процессов ковки — холодная ковка, теплая ковка и горячая ковка, которые классифицируются по температуре обрабатываемого металла.

Ковка — один из важнейших процессов металлообработки в металлообрабатывающей промышленности. Это особенно важно в черной металлургии и рассматривается как огромный источник производительности.

Что такое процесс ковки металла?

При выборе типа поковки покупатель имеет длинный список вариантов изготовления ответственной металлической детали. Сделать правильный выбор может быть непросто, потому что каждый метод имеет свои плюсы и минусы, зависящие от затрат и логистики.

Однако выбор метода ковки дает множество уникальных преимуществ, недоступных ни при каком другом выборе.

Что касается цены и общего качества, ковка металла является наиболее ценной. Это понятие звучит вдвойне, когда для приложения требуются максимальная прочность детали, нестандартные размеры и критические характеристики производительности.

Вот некоторые из наиболее часто используемых методов:

  • Поковка в закрытых штампах
  • Открытая штамповка
  • Холодная штамповка
  • Экструзия
  • Вал кованый

Ковка в открытых штампах, ковка в закрытых штампах и ковка вальцов

Наиболее распространенными процессами ковки металла являются ковка в открытых штампах, ковка в закрытых штампах и ковка вальцов.

Что такое открытая штамповка?

При открытой штамповке нагретые металлические детали формируются между верхней штампом, прикрепленным к плунжеру, и нижним штампом, прикрепленным к балке, наковальне или молотку. При открытой ковке в штампах металл никогда полностью не ограничивается или удерживается в штампах.

Обычно температура находится в диапазоне от 500 ° F до 2400 ° F, соответствующие температуры применяются при обработке металлических деталей. После того, как металл был должным образом нагрет, выполняется сложная ударная обработка — или прессование заготовки — для постепенного придания металлу желаемой формы.

Обычно процесс открытой штамповки используется для производства более крупных деталей простой формы, таких как стержни, кольца и пустоты.

Что такое ковка в закрытых штампах?

Поковка в закрытых штампах перемещает штампы навстречу друг другу, полностью или частично покрывая заготовку. Нагретое сырье, которое приближается по форме / размеру к окончательной кованной детали, помещается в нижнюю матрицу.

Этот процесс работает путем включения формы поковки в верхнюю или нижнюю матрицу в качестве негативного изображения.Как только процесс начинается, удар верхней матрицы по металлическому материалу придает ему требуемую кованую форму.

Этот процесс можно использовать для производства деталей размером от нескольких унций до 60 000 фунтов.

Что такое ковка валков?

Валковая ковка, также известная как профилирование, представляет собой метод ковки, при котором для формирования металлической детали используются противоположные валки. Несмотря на то, что при ковке валков используются валки для производства деталей и компонентов, это все еще считается процессом ковки металла , а не процессом прокатки.

В процессе используются два цилиндрических или полуцилиндрических горизонтальных валка, которые используются для деформации круглой или плоской прутковой заготовки. Благодаря этому толщина уменьшается, а длина увеличивается. Детали, изготовленные методом валковой ковки, обладают превосходными механическими свойствами, чем детали, полученные с помощью многих других процессов.

После вставки нагретый стержень пропускается между двумя валками. Он постепенно приобретает форму при прокатке по канавкам станка. Точная геометрия этих канавок — это то, что придает детали заданные размеры.

Поковка валков часто используется для изготовления деталей для автомобильной промышленности. Он также используется для производства ножей и ручных инструментов.

Стандартное кузнечно-прессовое оборудование

В процессе ковки металла используются четыре основных инструмента, в зависимости от конкретного используемого метода.

Молотки

Молоток или механический молоток — это инструмент, чаще всего связанный с ковкой. Будь то ручной молоток или массивный молоток, этот инструмент используется для многократных ударов по металлу с целью его деформации.Пока он обладает движущей силой 50 000 фунтов для нанесения ударных ударов под высоким давлением, молоток может придавать металлу форму.

Прессы

Прессы

используют либо механическое, либо гидравлическое давление, чтобы оказывать постоянное давление на штамповочные штампы. Для этого вида оборудования требуется движущая сила в 50 000 тонн для вертикального вдавливания металла в полости штампа с контролируемым высоким давлением. Вместо многократных ударов по металлу для его деформации, металл медленно вдавливается в штампы.

Вытяжные устройства

Высаживающая ковка

похожа на ковку на прессе, однако основное отличие состоит в том, что высадочная машина — это ковочный пресс, который используется горизонтально.Вместо того, чтобы прижимать металл вниз в штамп, металл перемещается в штамп штампа в горизонтальном направлении.

Кольцевые ролики

Кольцевые ролики используются для производства колец диаметром от нескольких дюймов до более 300 дюймов. Кольцевые ролики выдавливают неразъемное кольцо, что устраняет необходимость в сварке. Под сильным давлением он поворачивает полый круглый кусок металла относительно вращающегося валка.

Как ковка укрепляет металл?

Известно, что ковка металла позволяет производить одни из самых прочных доступных деталей по сравнению с другими методами производства.По мере нагрева и прессования металла мелкие трещины закрываются, а пустоты, обнаруженные в металле, закрываются.

Кроме того, процесс горячей штамповки разрушает любые примеси в металле и перераспределяет такой материал по металлоконструкциям. Это приводит к значительному уменьшению включений в кованой детали. Включения представляют собой составные материалы, внедренные в сталь на протяжении всего производства, вызывая точки напряжения в изделии.

Несмотря на то, что во время начального процесса литья необходимо бороться с примесями, этот процесс позволит дополнительно улучшить качество металла.

Другой способ, которым ковка укрепляет металл, — это изменение его зеренной структуры. Это связано с потоком зерна материала при его деформации. Подобно другим процессам формования, может быть создана благоприятная зернистая структура, что сделает кованый металл более прочным.

Какие продукты требуют кованого металла?

Процесс ковки невероятно универсален и может применяться к чему угодно, от небольших деталей в дюймах до компонентов весом до 700 000 фунтов.

Кованые изделия могут быть следующими конструктивными элементами:

  • Важнейшие детали самолета:
    • Шасси шасси
    • Валы реактивных двигателей
    • Турбины
  • Транспортное оборудование:
    • Автомобили
    • Железные дороги
    • Коленчатые валы
    • Рычаги
    • Шестерни
    • Шатуны

Также ковка используется для укрепления ручных инструментов (например,г., зубила, заклепки, винты и болты).

Какой металл лучше всего подходит для ковки?

Можно выковать любой металл, но есть определенные металлы и сплавы, которые лучше подходят для различных целей.

Чаще всего подделывают следующие металлы:

  • Углеродистая, легированная и нержавеющая сталь
  • Исключительно твердые инструментальные стали
  • Алюминий
  • Титан
  • Латунь и медь
  • Жаропрочные сплавы, содержащие кобальт, никель или молибден

Из этих вариантов практически невозможно выбрать «лучший», так как это действительно зависит от потребностей клиента.

Экономика 101 для ковки металлов

В меньших количествах кованые детали могут быть очень дорогими в расчете на единицу продукции. В первую очередь это связано с тем, что изготовление штампа для ковки требует высокой первоначальной стоимости — черта, которую разделяют другие расходы, связанные с открытием цеха.

После того, как все настроено и вы приобрели штампы, фактические эксплуатационные расходы становятся разумно доступными, особенно с учетом того, что автоматизация играет огромную роль. Принимая это во внимание, этот метод изготовления металла обычно лучше всего подходит для продуктов, которые производятся в более значительных количествах.

По мере того, как мир продолжает модернизироваться, спрос на высококачественные детали будет только расти. Поскольку ковка производит одни из самых прочных металлов, которые только можно представить, неудивительно, что к 2025 году прогнозируемый объем рынка составит 131,32 миллиарда долларов.

Начало проекта по ковке металла

Если вы заинтересованы в производстве металлических деталей или компонентов по индивидуальному заказу и считаете, что металлическая ковка может быть для вас лучшим вариантом, не стесняйтесь позвонить в The Federal Group USA.Наши опытные члены группы поддержки обсудят с вами требования к вашему проекту, помогут определить наилучший план действий и предоставят вам бесплатное ценовое предложение для вашего проекта. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы назначить консультацию.

типов поковок для изготовления компонентов устьевого оборудования API | Фланцы ANSI

Методы ковки являются важным фактором при изготовлении любого компонента устья скважины или корпуса высокого давления. Вот пять распространенных методов ковки для изготовления устьевых компонентов по API:

Открытая штамповка

При открытой штамповке металл сжимается, но не зажимается между двумя плоскими штампами без предварительно вырезанных профилей.Ковка в открытых штампах — это очень универсальный метод, который можно использовать практически со всеми коваемыми сплавами. Его часто используют для крупных деталей весом более 200 000 фунтов.

Поковка с бесшовным прокатом

Для изготовления кованых стальных колец или других бесшовных катаных колец производители используют открытую штамповку, чтобы пробить отверстие в круглом куске металла, создавая форму пончика. Затем металлический «пончик» нагревают и помещают на ролик для придания формы и расширения кольца.

штамповочная штамповка

Поковка в штампе, также называемая штамповкой в ​​закрытых штампах, использует штамп с полостями для сжатия детали и ограничения потока металла, придавая металлу определенную форму.Поковка в штампе позволяет создавать очень детализированные детали симметричной и несимметричной формы.

Холодная штамповка

Холодная штамповка — это разновидность штамповочной штамповки, в которой используются температуры от комнатной до нескольких сотен градусов по Фаренгейту. Производители могут использовать холодную гибку, холодное волочение, чеканку или экструзию для создания различных форм. Холодная ковка особенно полезна при изготовлении деталей в форме вала или чашки или изогнутых конфигураций, которые весят менее 10 фунтов.

Прецизионная ковка

Другой вид штамповки — это прецизионная штамповка. При прецизионной ковке материал тщательно измеряется, чтобы во время процесса ковки из штампа не выливалось небольшое количество металла или не выходило за его пределы. Прецизионная ковка позволяет создавать детали с высокой детализацией и тонкими сечениями, требующие минимальной обработки или вообще не требующие обработки.

Ищете поставщиков устьевых компонентов?

Forged Components, Inc. предлагает изготовленные на заказ кованые фланцы, кованые сопла, кованые стальные кольца и многое другое.Чтобы узнать больше о нашем производстве фланцев из углеродистой стали, позвоните нам по телефону (281) 441-4088 или свяжитесь с нами через Интернет.

Горячая штамповка — обзор

13.1 Введение

В легковых автомобилях, грузовиках и тракторах (для сельского хозяйства) кованые компоненты обычно используются везде, где встречаются точки, подверженные нагрузкам и ударопрочности. Легковые и грузовые автомобили могут содержать более 250 поковок, большинство из которых изготовлено из углеродистой или легированной стали. Кованые компоненты двигателя и трансмиссии включают шатуны, коленчатые валы, трансмиссионные валы и шестерни, дифференциалы, приводные валы, ступицы сцепления, а также вилки и крестовины карданных шарниров.Кованые компоненты, такие как распределительные валы, шестерни, шестерни и коромысла, могут приобретать ряд свойств, основанных на различных микроструктурах, полученных в результате термообработки. Колесные шпиндели, шкворни, балки и валы осей, торсионы, шариковые шпильки, промежуточные рычаги, рычаги шатуна, рулевые рычаги и рычаги для легковых автомобилей, автобусов и грузовиков служат примерами приложений, требующих экстремальных условий прочности и прочности.

В сельскохозяйственном навесном оборудовании, помимо компонентов двигателя и трансмиссии, используются ключевые поковки, начиная от шестерен, валов, рычагов и шпинделей и заканчивая концами рулевых тяг, зубьями бороны с шипами и стойками культиваторов.Тяжелые танки содержат более 550 отдельных поковок; В бронетранспортерах занято более 250 человек.

Стальные поковки регулярно уточняются, когда прочность, устойчивость к ударам и усталости, надежность и экономичность являются жизненно важными факторами. Кованые материалы также обладают желаемыми характеристиками при высоких или низких температурах, пластичностью, твердостью и обрабатываемостью. Достижения в технологии ковки расширили диапазон форм, размеров и свойств, доступных в кованых изделиях, чтобы удовлетворить растущее разнообразие требований к конструкции и характеристикам.

В общем, стальные поковки проходят: (а) горячую ковку, (б) горячую ковку или (в) холодную ковку. Их краткое описание выглядит следующим образом:

a.

Горячая ковка стали : Температура ковки выше температуры рекристаллизации и обычно составляет 950–1250 ° C. Обычно наблюдается хорошая формуемость (то есть заполнение полости матрицы в контексте ковки), низкие усилия формования и почти однородная прочность на растяжение обрабатываемой детали.

б.

Горячая ковка стали : Температура ковки все еще выше температуры рекристаллизации: от 750 ° C до 950 ° C. Потеря окалины на поверхности детали меньше, а допуск меньше по сравнению с горячей штамповкой. Испытывают ограниченную формуемость и более высокие усилия формования, чем при горячей штамповке, но более низкие усилия формования, чем при холодной штамповке.

с.

Холодная ковка стали : Температура ковки близка к комнатным условиям, адиабатический самонагрев может привести к температуре до 150 ° C.Испытывают максимально узкие допустимые отклонения и отсутствие накипи на поверхности детали. Кроме того, может иметь место увеличение прочности и падение пластичности из-за деформационного упрочнения. Формируемость довольно низкая, и необходимы высокие усилия формования.

С точки зрения объема промышленных поковок горячая штамповка является предпочтительным процессом, поскольку для этого способа подходит широкий спектр сталей и компонентов. Поэтому в этой главе основное внимание будет уделено горячей штамповке сталей.Опять же, что касается широкой области горячей штамповки, в настоящей главе основное внимание будет уделено штамповке в закрытых штампах (а не штамповке), которая используется для производства готовых изделий с жесткими допусками по размерам.

При рассмотрении горячей штамповки важно обратить внимание на то, что пруток повторно нагревается, обычно в индукционной печи, до температуры ~ 1200 ° C, а затем пропускается через ковочный пресс. На прессе он может пройти многоступенчатую ковку перед обрезкой.После этого сформированный компонент может быть охлажден на воздухе или подвергнут термообработке в зависимости от целевых свойств.

Большинство поковок из горячекатаной стали изготавливают из углеродистой или низколегированной стали с содержанием углерода, выбранным для получения приемлемого сочетания прочности, ударной вязкости и ковкости. Высокопрочные поковки обычно содержат примерно 0,2–0,5 мас.% Углерода, что позволяет подвергать поковки термообработке до требуемой прочности после операции ковки.Термическая обработка, в первую очередь закалка и отпуск ( Q + T ), требует значительных затрат энергии (и, следовательно, является дорогостоящей) и отрицательно сказывается на производительности. Кроме того, закалка также вызывает риск высоких остаточных напряжений при растяжении, деформации, а иногда и трещин в компонентах. Поэтому для минимизации остаточных напряжений при растяжении требуется операция правки с последующим отжигом для снятия напряжения. Очевидно, что эти операции увеличивают общую стоимость обработки.На многих предприятиях за операцией правки не следует отжиг для снятия напряжений, что может привести к снижению усталостной долговечности из-за наличия остаточных напряжений при растяжении. Следовательно, были попытки разработать марки стали (в первую очередь микролегированные, МА), которые не страдали бы некоторыми из этих заболеваний. Схема поковок типа Q + T , обработанных и охлаждаемых воздухом, представлена ​​на рис. 13.1.

Рисунок 13.1. Сравнение процессов, происходящих в обычных закаленных сталях с отпуском и в MA-сталях с прямым воздушным охлаждением [1].

В начале 1970-х годов использование среднеуглеродистых микролегированных сталей для горячей штамповки с воздушным охлаждением началось в Европе, а также в США, чтобы избежать закалки и термической обработки с отпуском, а также сопутствующих проблем. Требование прочности удовлетворялось в первую очередь за счет выделения в ферритно-перлитной матрице. Однако такая микроструктура приводит к снижению ударной вязкости, и эти стали страдают плохой свариваемостью; поэтому использование таких поковок было ограничено менее важными компонентами.Хороший отчет об этих разработках был дан Hulka et al. [2].

Было обнаружено, что микролегированные низкоуглеродистые бейнитные структуры в условиях воздушного охлаждения дают оптимальное сочетание прочности и вязкости; новые разработки в этой области произошли за последние 15–20 лет [например, 3]. В Японии, например, дисперсионное твердение через медь в бейнитной матрице привело к новым горячим поковкам с воздушным охлаждением, высокой прочности и приемлемой ударной вязкости [4]. В США есть патенты, демонстрирующие разработку микролегированных среднеуглеродистых сталей, которые могут использоваться в поковках без термической обработки [5].

Еще одна проблема заключалась в обеспечении разумной однородности прочностных свойств на разной глубине большой поковки, которая могла бы охлаждаться с разной скоростью. Было использовано несколько подходов; Одна из привлекательных стратегий состоит в использовании химического состава, который делает полученные прочностные характеристики независимыми от скорости охлаждения. В принципе это возможно только с очень низкоуглеродистыми сталями [4].

Кроме того, важным требованием является сопротивление усталости автомобильных компонентов. Как правило, предел выносливости (обычная мера сопротивления усталости) составляет ~ 0.4–0,5 ОТС в большинстве сталей [например, 1,6].

Как видно из данных рис. 13.2, контрольные прокатанные микролегированные (МА) стали при том же уровне прочности на разрыв демонстрируют более высокое сопротивление усталости.

Рисунок 13.2. Взаимосвязь между пределом выносливости ( σw ) и пределом прочности (TS) для микролегированных сталей и углеродистых сталей [1].

Также доступны более сложные подходы к разработке нового поколения усталостных сталей для автомобилей [7].

Еще одно свойство, которое ранее не считалось критическим в кузнечной промышленности, но которое все чаще принимается во внимание в современных конструкциях, — это свариваемость. В общем, простой мерой свариваемости является содержание углерода в сочетании с углеродным эквивалентом [C.E. = C + Mn / 6 + (Ni + Cu) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5]. Вместе они показывают тенденцию к растрескиванию под бортом (холодному) после сварки, как это обычно представлено на диаграмме Гравилля [8]. Установлено, что содержание углерода ниже 0,1 мас.% Безопасно и легко сваривается.С другой стороны, сочетание C> 0,15% с C.E.> 0,6 считается трудным для сварки, уязвимым для растрескивания и требует предварительной и / или послесварочной обработки.

Известно, что прутки из обычных марок стали для ковки (например, 37 C 15; 40 Cr 3 B и т. Д.) При нагревании до ~ 1200 ° C будут иметь большой размер зерна аустенита и что продукты превращения из таких аустенит показал бы низкую пластичность. Поэтому одна из проблем ковки состоит в том, чтобы ограничить размер зерна аустенита во время ковки.Это было сделано с помощью микролегирования, а также с помощью термомеханической обработки.

Из вышеизложенного очевидно, что стали для автомобильной ковки должны обладать способностью сочетать в себе прочность, ударную вязкость, сопротивление усталости и, во многих случаях, высокую свариваемость. С улучшением дорожных условий потребность в более высокой скорости автомобилей постоянно растет, а с увеличением скорости крутящий момент для трансмиссии также увеличивается, что предъявляет повышенные требования ко многим из вышеперечисленных свойств.Кроме того, чтобы снизить выбросы углекислого газа, необходимо уменьшить вес без ущерба для каких-либо из упомянутых свойств. В целом, выбор сталей, процесс их ковки и последующая обработка автомобильных компонентов — все это играет важную роль в решении постоянно растущих проблем. В этой главе в основном рассматриваются микролегированные стали для автомобильной ковки.

Сравнительный анализ горячей и холодной штамповки ступенчатого вала без оплавления с использованием вертикально разделенных штампов

На рисунке 4 показано распределение эффективной деформации на поверхности и в осевом сечении кованых ступенчатых валов.На концевых шейках обоих валов пластической деформации не наблюдается. Это связано с тем, что диаметр заготовки аналогичен диаметрам концевых шеек. В случае шейной шейки заметна повышенная деформация по всему ее объему. В горячекованном валу деформации равномерно распределяются в этой части вала. В валу холодной ковки наблюдаются неоднородные пластические деформации. Повышенная пластическая деформация также наблюдается на переходной поверхности между двумя шейками, что может быть результатом разного характера течения материала при холодной и горячей штамповке.В обоих случаях наибольшая деформация приходится на коническую ступеньку вала в области, где диаметр увеличивается больше всего во время ковки. Значения максимальной деформации выше при горячей штамповке по сравнению с холодной штамповкой.

Рис. 4

Распределение эффективной деформации в валу после: ( a ) холодной штамповки и ( b ) горячей штамповки

На рисунках 5 и 6 показаны схемы потока материала для операций холодной и горячей штамповки, соответственно. . Картины потоков материала визуализируются с помощью координатных сеток, нанесенных на осевую плоскость, проходящую через ось поковки.Материал течет и заполняет полость штампа по-разному во время холодной и горячей штамповки. В обоих случаях концы вала имеют диаметр, равный диаметру заготовки. В предлагаемом способе ковки полость штампа заполняется путем осадки заготовки. При холодной штамповке при завершении 25% материал высаживается равномерно по всей длине. На половине процесса (50%) материал заполняет часть полости матрицы диаметром ∅ 34 мм. Во второй половине процесса полость конической матрицы заполняется постепенно.В конце операции (100% завершение) полость матрицы полностью заполняется материалом.

Рис. 5

Схема потока материала для операции холодной штамповки

Рис. 6

Схема потока материала для операции горячей штамповки

Во время горячей штамповки материал осаждается иначе, чем во время холодной штамповки. В первой четверти процесса процесс осадки практически идентичен процессу холодной штамповки. Однако при завершении на 50% в конической области полости формируется отчетливая цилиндрическая форма.В нижней части цилиндрической полости матрицы диаметром ∅ 34 мм материал контактирует с матрицами, а в верхней части имеется зазор между заготовкой и стенками полости. По мере дальнейшего осаждения материала он заполняет коническую полость матрицы, и зазор в цилиндрической части полости уменьшается. При завершении 90% зазор в цилиндрической части полости матрицы еще не заполнен материалом. Только после полного завершения операции (100%) зазор в цилиндрической части полости полностью заполняется.Однако на этом этапе в конической части полости матрицы виден зазор.

Различные модели движения материала объясняют, почему в верхней части (диаметром ∅ 34 мм) цилиндрической части вала холодной ковки возникают области повышенной пластической деформации. При холодной штамповке эта область заполняется на начальном этапе процесса, поэтому на более поздних этапах процесса материал интенсивно течет в радиальном и осевом направлениях в переходной зоне между частями полости с разным диаметром.При горячей штамповке материал в переходной зоне течет в основном в радиальном направлении. Как следствие, при горячей штамповке материал не трется о стенки штампа так интенсивно, как при холодной штамповке, что отражается в распределении эффективной пластической деформации (рис. 4).

Тот факт, что структура потока материала во время горячей штамповки иная, может быть связана с изменениями температуры. В случае холодной ковки перепады температур не столь выражены. На рис. 7 сравнивается распределение температуры на валу из холодной ковки и вала из горячей ковки.В холоднокованой детали наблюдается небольшое повышение температуры в области конического уступа вала. Температура увеличивается в результате преобразования пластической работы в тепло. В случае горячей ковки дело обстоит иначе. На начальном этапе ковки при завершении 25% наблюдается явное падение температуры с 241 до 199 ° C в области контакта с пуансоном. Материал в цилиндрической части полости матрицы диаметром ∅ 30 мм также значительно остывает до температуры около 300 ° C.В этой ситуации материал, расположенный в нижней части полости матрицы, имеет более высокую пластичность, чем охлаждаемый материал в верхней части полости. Следовательно, материал, который не контактирует с матрицей, более подвержен осаждению. Наблюдения за изменениями температуры показывают, что в процессе ковки материал в верхней части полости штампа охлаждается более интенсивно, чем материал в нижней части полости штампа. Распределение изменения температуры поковки, показанное на рис.7 объясняет различия в потоке материала, наблюдаемые при горячей и холодной ковке.

Рис. 7

Распределение температуры (° C) в валу: ( a ) холодная штамповка и ( b ) горячая штамповка

На рисунке 8 показано распределение среднего напряжения при завершении операции штамповки на 90%. Результаты показывают, что преобладающими напряжениями в разъемных штампах во время ковки вала являются сжимающие напряжения. Этот тип напряженного состояния снижает риск потери сцепления материала и обеспечивает наилучшую пластичность материала.В обеих операциях ковки очень низкие растягивающие напряжения возникали по окружности ступеньки вала с наибольшим диаметром. Именно эта область показала наибольшее увеличение диаметра, которое сопровождалось растягивающими напряжениями в радиальном и окружном направлениях. Однако в обеих операциях ковки растягивающие напряжения были относительно низкими по сравнению с сжимающими напряжениями.

Рис. 8

Распределение среднего напряжения (МПа): ( a ) холодная штамповка и ( b ) горячая штамповка

Программное обеспечение FEM можно использовать для прогнозирования образования трещин в деформируемом материале на на основе эмпирических критериев.Критерии разрушения обычно формализуются как интеграл от функции, описывающей влияние выбранных параметров на ход процесса деформации. Функция критериев разрушения зависит в основном от значений напряжения и деформации. На рисунке 9 показано распределение критерия вязкого разрушения Кокрофта – Латама. Распределение критерия разрушения указывает на то, что наиболее вероятно растрескивание материала в области конической ступеньки вала. Анализ распределения напряжений показал, что в этой зоне в процессе ковки возникают растягивающие напряжения.Результаты позволяют сделать вывод, что в случае холодной штамповки значения критерия Кокрофта – Латама лишь немного выше, чем в случае горячей штамповки. Разница между значениями повреждений составляет 0,03. Область появления повышенных значений критерия разрушения на конической части вала в обоих случаях поковки одинакова.

Рис. 9

Распределение критерия вязкого разрушения Кокрофта – Латема: холодная штамповка ( a ) и горячая штамповка ( b )

На рисунке 10 показаны силовые характеристики проанализированных операций ковки.Во время экспериментальных испытаний регистрировали только ковочное усилие, оказываемое штампом на заготовку. Поскольку мы не могли измерить радиальную силу, которая пыталась развести штампы во время ковки, мы рассчитали ее на основе результатов МКЭ. Максимальное усилие ковки, зафиксированное при холодной штамповке, было почти в два раза больше, чем при горячей штамповке. Максимальное усилие ковки было одинаковым в экспериментальных испытаниях и испытаниях МКЭ как для горячей, так и для холодной штамповки. Максимальная радиальная сила, зарегистрированная во время холодной штамповки, была в четыре раза больше, чем радиальная сила, действующая во время горячей штамповки.В случае горячей штамповки силовые кривые, полученные при экспериментальных испытаниях и испытаниях методом конечных элементов, очень похожи. Для холодной штамповки расчетные и экспериментальные силовые кривые сильно различаются. Значения силы, наблюдаемые в экспериментах по холодной ковке с первой секунды до завершения операции, явно выше, чем значения МКЭ. В случае холодной штамповки усилие постепенно увеличивалось почти линейно с начала операции. В случае горячей штамповки усилие на начальном этапе операции достигло значения около 50 кН и осталось на этом уровне 3.5 с для последующего увеличения до максимального значения. Когда усилие ковки было постоянным во время горячей штамповки, радиальная сила составляла 0 кН. Это означает, что материал не оказывал давления на штампы в течение первых 3,5 с работы. В течение этого времени материал проталкивался через цилиндрическую часть полости фильеры и осаживался в нижней части фильеры и полностью контактировал со стенками фильеры в конце процесса.

Рис. 10

Силовые кривые процесса ковки: ( a ) усилие ковки и ( b ) радиальное усилие

В таблице 1 сравниваются размеры вала, полученные в экспериментах, и размеры вала, разработанные в системе CAD. .Вал, изготовленный методом горячей ковки, имеет гораздо лучшую точность размеров. Это связано с тем, что радиальные силы, действующие на штампы во время ковки, были ниже, чем в операции холодной штамповки. Результаты показывают, что штампы открываются более широко под действием радиальной силы в верхней части штампа, что подтверждается большими различиями в размерах ∅ A и ∅ B для обеих операций ковки.

Таблица 1 Размеры валов после поковки

На рисунке 11 показаны поковки, полученные при экспериментальных испытаниях.При холодной штамповке в плоскости разъема образовывался заусенец. Разделение штампов вызвало обратный поток материала в зазор между пуансоном и штампами, создавая осевой заусенец в верхней части поковки. Отвод образовывался по линии разъема в верхней части поковки на ступеньке вала диаметром ∅ A. В случае горячекованой детали на поверхности виден только след линии разъема. На поверхности верхней ступени холодной штамповки видны царапины и потертости, вызванные трением материала о поверхность полости штампа (область B).При холодной штамповке силы трения сильно действовали на материал в области полости матрицы диаметром ∅ A почти на протяжении всего процесса. Поверхность штампованной детали не имеет видимых царапин и потертостей. Вспышка, образовавшаяся при холодной ковке, показывает, что усилие ковки во время экспериментальных испытаний было выше, чем полученное методом МКЭ. При попадании в зазор между матрицами материал создавал дополнительные силы сопротивления, которые не наблюдались в МКЭ, в котором инструменты были смоделированы как абсолютно твердые тела.

Рис. 11

Поковки вала, полученные в ходе экспериментальных испытаний

На рис. 12 представлены увеличенные области A и B с рис. 11 с небольшими канавками, расположенными вдоль направления перемещения материала во время ковки. В случае области B бороздки более глубокие и заметные. Также можно заметить, что в этой области произошло масштабирование. Поверхность холоднокованого вала, конечно, в худшем состоянии. Состояние поверхности вала при безупорной ковке зависит от величины растягивающего усилия, возникающего при ковке.В случае холодной штамповки усилие разжима было значительно больше, чем в случае горячей штамповки. В связи с этим в случае холодной штамповки возникает более значительная нагрузка между штампами и формованным материалом, чем во время горячей штамповки, что может вызвать образование накипи в материале. На рисунке 13 представлена ​​топография выбранных поверхностей в областях A и B . Анализ топографии показывает, что канавки в области B вала холодной ковки более глубокие, чем в случае вала горячей штамповки.Максимальный перепад уровней поверхности в глобальном масштабе для анализируемой площади A горячекатаного вала составляет 125,68 мкм. В случае области B холоднокованого вала максимальные уровни поверхности в глобальном масштабе равны 485,16 мкм. Топография поверхности горячекованного вала более однородна, а это означает, что локальные различия в топографии менее значительны.

Рис.12

Поверхности вала увеличены в 20 раз: ( a ) область A горячекованного вала и ( b ) область B холоднокованого вала

Рис.13

Топография поверхности: ( a ) зона A горячекованного вала и ( b ) зона B холоднокованого вала

На рисунке 14 представлены результаты измерения шероховатости на поверхности полученные валы. Измерения проводились вдоль измерительных участков, отмеченных на валу на рис. 14. В случае вала холодной ковки, значительный пик шероховатости в области, где образовались окалины и глубокие канавки. Значение шероховатости в этой области для вала холодной ковки равно c.а. 60 мкм, тогда как для горячекованного вала он равен примерно 60 мкм. 15 мкм. На остальных участках валов горячей и холодной ковки таких различий в величине шероховатости не наблюдается. Полученные измерения шероховатости показывают, что горячекованные валы имеют лучшую поверхность, что подтверждается значениями параметра Ra, измеренными по всей длине вала.

Рис. 14

Изменение параметра шероховатости Ra

Преимущества ковочно-ковочных процессов | Скот Фордж

Процесс ковки металла

Когда покупатели должны выбрать процесс и поставщика для производства критически важного металлического компонента, они сталкиваются с огромным количеством возможных альтернатив.Сейчас доступно множество процессов металлообработки, каждый из которых предлагает уникальный набор возможностей, затрат и преимуществ. Процесс ковки идеально подходит для многих приложений, связанных с деталями; однако некоторые покупатели могут не знать об исключительных преимуществах, доступных только от этой формы обработки металлов давлением. Фактически, ковка часто является оптимальным процессом как с точки зрения качества деталей, так и с точки зрения стоимости, особенно для приложений, требующих максимальной прочности детали, нестандартных размеров или критических характеристик производительности.

Доступно несколько процессов ковки, включая штамповку или закрытую штамповку, холодную штамповку и экструзию.Однако здесь мы подробно обсудим методы, применение и сравнительные преимущества процессов ковки в открытых штампах и цельнокатаных кольцах. Мы приглашаем вас принять во внимание эту информацию при выборе оптимального процесса производства ваших металлических деталей.

Исторический взгляд на ковку металла

Чтобы соответствовать меняющимся потребностям промышленности, ковка была разработана с учетом огромных достижений в области оборудования, робототехники, компьютеров и электронного управления, которые произошли в последние годы.Эти сложные инструменты дополняют творческие человеческие навыки, которые даже сегодня необходимы для успеха каждой металлической ковки. Современные кузнечные заводы способны производить металлические детали высочайшего качества практически безграничного разнообразия размеров, форм, материалов и отделки.

В процессе горячей штамповки литая крупнозернистая структура разрушается и заменяется более мелкими зернами. Усадка и газовая пористость, присущие литому металлу, консолидируются за счет уменьшения размера слитка, достижения прочных центров и структурной целостности.Таким образом, механические свойства улучшаются за счет уменьшения литой структуры, пустот и расслоения. Ковка также обеспечивает средства для выравнивания потока зерна для наилучшего достижения желаемой направленности. Вторичная обработка, такая как термообработка, также может использоваться для дальнейшей обработки детали.

Ковка может создавать множество размеров и форм с улучшенными свойствами по сравнению с отливками или сборками.

Перейти к следующему разделу: Процесс открытой штамповки

Моделирование многоступенчатой ​​холодной штамповки для сокращения времени выхода на рынок и производственных затрат

При проектировании процесса холодной штамповки возникает проблема компоновки процесса.Из-за разнообразия рабочих процедур и сложности заготовки очень сложно спроектировать процесс холодной штамповки без знаний и опыта дизайнера.

Пример, представленный здесь, включает анализ методом конечных элементов многоступенчатого процесса холодной ковки для фитинга с тепловыми трубками, произведенного Zoppelletto S.p.A., итальянской компанией, работающей на рынке компонентов холодной ковки более 50 лет. Холодная штамповка является основным направлением деятельности компании, и за последние 30 лет Zoppelletto превратилась из ремесленного производителя в передовое промышленное предприятие, способное производить миллионы специальных компонентов и гарантировать своевременное производство для доставки.

Производство специализируется на пяти основных секторах: термогидравлическое, гидравлическое, автомобильное, офисная мебель, оборудование для болтов, петель и т. Д. Технический отдел Zoppelletto располагает новейшими возможностями CAD-CAM для производства производственного оборудования и кузнечных инструментов. , спроектированы и произведены на собственном производстве. Для массового производства деталей малых и средних размеров используются многопозиционные автоматические прессы холодной штамповки. При холодной штамповке исходные материалы постепенно формуются до конечных форм с помощью автоматических и синхронизированных операций, включая резку, высадку, прямую и / или обратную экструзию и прошивку.Разработка программного обеспечения для моделирования кузнечного дела поставила вопрос о том, как лучше всего внедрить его в кузнечные компании. Его эффективное внедрение потребовало улучшения удобства использования программного обеспечения для моделирования и его применения для решения широкого круга задач.

Планирование производственного процесса

Поскольку выбор технологического плана влияет на проектирование, производство и техническое обслуживание штампов, в исследованиях холодной штамповки делается упор на улучшение планирования процесса.Проектирование последовательности многоступенчатого процесса ковки включает определение количества преформ, а также их формы и размеров. Лучшие конструкции для операций предварительной формовки можно определить по их способности обеспечить адекватное распределение материала; это один из наиболее важных аспектов процесса холодной штамповки.

Традиционно при проектировании последовательности штамповки используются в основном эмпирические рекомендации, опыт и метод проб и ошибок, что приводит к длительному времени разработки процесса и высоким производственным затратам.Использование методов компьютерного моделирования при формовании металла перед физическими испытаниями может снизить стоимость и время проектирования процесса.

Было опубликовано множество компьютерных подходов, основанных на приблизительном анализе и эмпирически установленных правилах проектирования.

Эти методы не всегда предоставляют подробную информацию о механике процесса. Однако было показано, что метод конечных элементов обеспечивает более точную и подробную информацию, и поэтому был широко принят для моделирования и анализа различных процессов обработки металлов давлением.

Анализ методом конечных элементов (FEA) стал одним из наиболее широко используемых инженерных инструментов и был принят практически во всех отраслях промышленности благодаря достижениям как в программных возможностях, так и в доступности более мощных компьютеров.

Кроме того, поскольку FEA может одновременно прогнозировать все необходимые напряженно-деформированные состояния как в штампе, так и в заготовке, сообщалось о широкомасштабном применении этого метода для крупномасштабных процессов деформационной ковки. Многие исследователи сосредоточили свое внимание на эффективных деформациях, повреждениях и структурах течения в заготовке во время процессов холодной штамповки.Однако до сих пор работа по планированию процесса холодной штамповки сосредоточивалась на осесимметричных деталях. Работа с неосесимметричными деталями не велась так активно из-за трудностей с познанием и выражением формы, расчетами переменных процесса, таких как формовочная нагрузка, эффективная деформация, эффективное напряжение и т. Д.

В данном исследовании было проведено численное моделирование конструкции холоднокованых фитингов с тепловыми трубками, используемых в термогидравлических приложениях. Моделирование проводилось с помощью программы Transvalor ColdForm.Эксперимент по ковке фитинга тепловой трубы также был проведен с использованием разработанного набора инструментов. Из сравнения результатов моделирования и эксперимента было обнаружено, что моделирование показало хорошее согласие с экспериментальным результатом.

Описание и моделирование процесса

На рис. 1 показана последовательность анализируемого многоступенчатого неосесимметричного процесса холодной штамповки. Последовательность процесса холодной штамповки для формирования фитинга с тепловой трубкой состоит из четырех операций: предварительной формовки, первой и второй калибровки и двойной глубокой обратной экструзии.

Рис. 1 — (a) Используемые инструменты для ковки и (b-c-d-e-f) последовательность четырехэтапного процесса холодной штамповки фитингов тепловых труб.

Используется универсальный многопозиционный механический поворотный пресс с усилием 6300 кН и автоматическая передача заготовки между станциями. Время охлаждения заготовки составляло 2,86 с, что для каждого этапа рассчитывалось от конца одной операции ковки до начала следующей. Верхние матрицы на каждой стадии формования, а нижние матрицы на первой и третьей операциях являются плавающими и приводятся в действие контактными силами, действующими во время процесса ковки.Нижние пуансоны фиксируются в процессе ковки и действуют как экстракторы заготовок.

Таблица 1 — Химический состав используемого сплава C4C (мас.%)

В качестве материала для изготовления детали используется низкоуглеродистая легированная сталь, химический состав которой указан в таблице 1. Инструменты считаются жесткими с бесконечным модулем упругости. и постоянная температура 20 ° C. Коэффициент теплопередачи принят равным 20 кВт / м 2 . Граница раздела штамп-заготовка характеризуется законом трения с постоянным коэффициентом, обычно используемым для задач объемной обработки металла, t = mk.Здесь t — напряжение сдвига при трении, m — коэффициент трения, а k — напряжение сдвига потока. Коэффициент трения сдвига (м) был установлен на 0,4.

Оптимизация последовательности процессов

Основная цель разработки технологической последовательности в данном исследовании состоит в том, чтобы получить промежуточные преформы, из которых будет получен продукт почти чистой формы. Кроме того, должны быть соблюдены конструктивные ограничения, такие как предел производительности пресса и предотвращение поверхностных дефектов.

Инжир.2 — Временные графики нагружения-ковки инструментов для четырехоперационного процесса: (а) предварительное формование; (б) первая и (в) вторая калибровка; (d) двойная глубокая обратная экструзия.

Как видно из зависимости времени формирования нагрузки (рис. 2а), нагрузка на верхний пуансон в начале операции практически постоянна. Однако сразу после того, как верхний штамп касается нижнего штампа, нагрузка на пуансон внезапно увеличивается и достигает максимального значения в конце процесса.

Максимальная нагрузка в этом процессе составляет 133 метрические тонны, что меньше предела доступной мощности пресса в 642 метрических тонны.В четвертой операции, показанной на рис. 2d, большая деформация также происходит в заготовке вблизи стенок пуансонов и штампов.

Из соотношения времени формирования нагрузки (рис. 2d) следует отметить, что нагрузка, прикладываемая к штампам, постоянно увеличивается по мере того, как верхний пуансон перемещается вперед. Как и ожидалось, к концу работы эта нагрузка становится практически постоянной. На этом этапе максимальная нагрузка на пуансон оценивается в 50 метрических тонн, что можно определить как минимальное значение для текущего четырехэтапного процесса.С другой стороны, максимальная нагрузка на верхний пуансон и нижний пуансон во время второй калибровки составляет 142 и 155 метрических тонн соответственно (рис. 2b). На третьем этапе (вторая операция калибровки) верхний пуансон не работает. контактировать с заготовкой, поэтому максимальная выявленная нагрузка равна нулю. Кроме того, из-за более низких ковочных нагрузок, достигаемых другими инструментами на этом третьем этапе ковки, предлагается исключить эту операцию. Это сокращает время разработки, снижает себестоимость производства, снижает затраты на инструментальные материалы и позволяет разрабатывать детали с более высокой точностью.

Оценка дефектов

Во время операции предварительного формования заготовка деформируется асимметрично и возникает недозаполнение. Проблемы с недостаточным заполнением ограничиваются использованием нескольких стадий формования. На рис. 3 показано уменьшение площадей недостаточного заполнения (выделено синим цветом) в углах матрицы, полученное методом КЭ, что согласуется с экспериментальным наблюдением.

Рис. 3 — Сравнение аналитической (а) и экспериментальной (б) оценки недозаполнения на стадии 4 на заключительном такте формовки.Приведены все виды спереди. 4 — Оценка дефектов на этапе 2 в конце хода ковки с (а) смоделированной КЭ-моделью заготовки и (б) фотографией реальной детали.

С помощью моделирования методом конечных элементов было обнаружено, что дефекты возникают на каждом этапе процесса формовки. Численные результаты, полученные на каждой стадии ковки, подтверждаются экспериментальными наблюдениями. В частности, во время операции второго этапа (калибровки) большое количество материала течет, чтобы заполнить область между верхним пуансоном и матрицей из-за чрезмерного хода верхнего пуансона (Рис.4.)

Преимущества метода FE

В цепочке «формования» моделирование процесса формования предлагает существенные возможности для улучшения: например, оптимизация компонента и инструментов может предоставить возможности для повышения надежности процесса. Численное моделирование, выполненное с помощью программного обеспечения Transvalor Forge, может быть расширено в различных направлениях, чтобы соответствовать таким новым требованиям.

При обработке металлов давлением, как упоминалось выше, моделирование процесса используется для прогнозирования потока металла, деформации, распределения температуры, напряжений, усилий инструмента и потенциальных источников дефектов и отказов.В некоторых случаях можно даже предсказать микроструктуру и свойства продукта, а также упругое восстановление и остаточные напряжения.

Основными причинами для моделирования являются сокращение времени вывода продукта на рынок, снижение затрат на разработку инструмента, прогнозирование влияния параметров процесса, снижение стоимости производства, повышение качества продукции, улучшение понимания поведения материала и сокращение отходов материала. Эти вещи достигаются путем точного прогнозирования потока материала, определения заполнения матрицы, точной оценки формы сетки, прогнозирования наличия складок или других дефектов, определения напряжений, температур и остаточных напряжений в заготовке и определения оптимальной формы преформа.

Кроме того, поскольку моделирование позволяет нам зафиксировать поведение, которое невозможно сразу измерить, оно обеспечивает более глубокое понимание производственного процесса.

Этапы интегрированного проектирования продуктов и процессов

Существует несколько основных этапов интегрированного проектирования продуктов и процессов для обработки металлов давлением. Геометрия (форма, размер, обработка поверхности и допуски) и материал выбираются для детали в зависимости от функциональных требований. Работа по проектированию составляет лишь небольшую часть (от 5 до 15 процентов) общих производственных затрат на деталь.Однако решения, принятые на стадии проектирования, определяют общие затраты на производство, обслуживание и поддержку, связанные с конкретным продуктом.

После того, как деталь спроектирована для конкретного процесса, шаги, описанные в таблице 2, приводят к рациональному проектированию процесса.

Таблица 2 — Разработка нового продукта многоступенчатой ​​холодной штамповки компонента, полученного традиционным пятиступенчатым процессом ковки.

Применение метода FE в этом сложном процессе холодной штамповки фитингов с тепловыми трубками включает:

• Преобразование геометрии готовой к сборке детали в формуемую геометрию.

• Предварительный проект инструментов / штампов, необходимых для выполнения операций, используемых для формовки деталей.

• Анализ и оптимизация каждой операции формовки и соответствующей конструкции инструмента для сокращения времени разработки процесса и методов проб и ошибок.

• Производство инструментов и штампов с помощью фрезерной обработки с ЧПУ, электроэрозионной обработки или другой подобной технологии.

Выявление специфических для процесса факторов в технологии производства посредством моделирования процесса способствует эффективному производству продуктов с заданными свойствами.Особое внимание уделяется трем задачам:

• Обзор осуществимости существующей концепции производства продукта.

• Оценка характеристик продукта.

• Лучшее понимание того, что на самом деле происходит в процессе, с целью оптимизации технологии производства.

Однако для достижения этих целей имеет смысл использовать моделирование процесса только в том случае, если это более экономично в долгосрочной перспективе, чем экспериментальное повторение реального процесса.

Если сфокусироваться на новой цепочке разработки продукта многоступенчатой ​​холодной штамповки компонента компании (таблица 2), фактическое время вывода на рынок составляет более четырех месяцев. Более того, благодаря дорогостоящему методу проб и ошибок, которое компания использует, время выхода на рынок может увеличиваться экспоненциально (см. Красные линии, стрелки в таблице 2)

При использовании метода FE ожидаемое время выхода компании на рынок составляет менее четырех месяцев (таблица 3). В этом случае традиционный трудоемкий и дорогостоящий метод проб и ошибок был заменен подходом, основанным на моделировании. с помощью Transvalor Forge, которая теперь может решить весь производственный процесс.

Таблица 3 — Разработка нового продукта многоступенчатой ​​холодной штамповки компонента с использованием метода конечных элементов (пятиэтапный процесс ковки).

Эти два подхода могут показаться похожими, если мы посмотрим на использование CAD / CAE проектирования инструментов вместо Это метод проб и ошибок на прессе, но важно подчеркнуть, что обычно этот метод проб и ошибок является наиболее трудоемкой и затратной частью традиционного метода проектирования нового компонента. Количество «красных» итераций, необходимых для достижения хорошего процесса, может быть очень большим, если возникают непредвиденные проблемы, и это может иметь большое влияние на общее время вывода продукта на рынок.По мере того, как в организации развивается больше навыков моделирования, разница между традиционным подходом и подходом FEM увеличивается. При этом учитываются не только человеко-часы, но и более подробно другие аспекты стоимости нового компонента.

Полное удаление итераций методом проб и ошибок экономит затраты на производство пробного инструмента, поэтому время восстановления всего программного обеспечения и инвестиций в обучение резко сокращается до нескольких месяцев (менее одного года), в зависимости от того, насколько широко применяется этот подход.

Кроме того, важно отметить, что потеря производства в течение одного часа из-за традиционного трудоемкого метода проб и ошибок стоит около 180–230 евро (оценочная стоимость 230–290 долларов США). По этой причине Zoppelletto SpA решила порвать с традиционным методом разработки новых продуктов и взяла на себя обязательство использовать программное обеспечение Transvalor Forge для поддержки процесса разработки.

Выводы

Использование методов конечных элементов в качестве инструментов приводит к снижению затрат, экономии времени и повышению качества продукции для Zoppelletto S.p.A .. Расчет последовательности деформации и штамповки инструментов может быть смоделирован до, а также во время производства. Это позволяет инженеру легко выявлять недостатки технологического процесса, что приводит к экономии средств и времени.

Такие усилия по моделированию могут быть очень ценными при выявлении неоднородных деформаций, таких как складки, которые невозможно легко обнаружить при регулярном визуальном осмотре.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *