Технология листовой штамповки

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И  НАУКИ  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ 

СИБИРСКИЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 
Посвящается светлой памяти 
проф. Виктора Петровича Романовского 
 
 
 
 
 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИЯ  ЛИСТОВОЙ  ШТАМПОВКИ 
 
 
Допущено Учебно-методическим объединением по образованию 
в области металлургии в качестве учебного пособия для студентов высших 
учебных заведений, обучающихся по направлению «Металлургия», 
21.03.2012 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2012 

УДК 621.98.043(07) 
ББК  34.623.3я73 
Т384 
 
 
Авторы: 
В. И. Бер, С. Б. Сидельников, Р. Е. Соколов, Е. В. Иванов 
 
 
Рецензенты: 
М. В. Чукин, доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой Машиностроительных и металлургических технологий Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова; 
М. Г. Мотков, кандидат технических наук, директор ООО «Производственное объединение КраМЗ-Техносервис» 
 
 
 
 
 
 
 
Т384 
 
Технология листовой штамповки : учеб. пособие / В. И. Бер, 
С. Б. Сидельников, Р. Е. Соколов, Е. В. Иванов. – Красноярск : 
Сиб. федер. ун-т, 2012. – 168 с. 
ISBN 978-5-7638-2650-0 
 
 
В пособии изложены основные аспекты технологических расчетов листовой штамповки. Приведена последовательность проектирования технологических процессов изготовления листоштампованных деталей и конструирования 
штампов. Дано краткое изложение основных сведений о разделительных и формоизменяющих операциях листовой штамповки, а также включены задания для 
практических занятий и тестовые вопросы для самостоятельной работы. 
Предназначено для студентов специальности 150106 «Обработка металлов давлением» и магистров направления подготовки 150400 «Металлургия». 
 
УДК 621.98.043(07) 
ББК 34.623.3я73 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7638-2650-0                              © Сибирский федеральный университет, 2012  

 
 
Введение 

3 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Холодная листовая штамповка является важнейшей отраслью 
металлообработки. Современная листовая штамповка представляет собой сложный комплекс различных технологических этапов, включающих раскрой материалов, выбор последовательности разделительных 
и формоизменяющих операций, проектирование штампов и т.д.  
Изучению теории и технологии листовой штамповки посвящено 
достаточно много исследований отечественных ученых, среди которых выделяются работы В.П. Романовского, Л.А. Шофмана, Е.А. Попова, М.В. Сторожева, А.Н. Малова, М.Е. Зубцова, А.Д. Томленова, 
Ю.А. Аверкиева, Е.И. Исаченкова, Л.И. Рудмана, В.С. Исупова, 
В.А. Лебедева, В.Т. Мещерина [1–11] и др.  
Широкое применение листовая штамповка нашла в машиностроении, производстве товаров народного потребления, металлургии 
и других отраслях промышленности. Листовой штамповкой обрабатывают как металлические, так и неметаллические материалы (картон, пластики, кожа и др.). При этом она имеет технические и экономические преимущества перед другими методами обработки металлов 
давлением и резанием [1], которые дают возможность: 
• получать детали весьма сложных форм, изготовление которых 
другими способами невозможно или затруднительно;  
• изготавливать прочные и жесткие детали с малой массой;  
• штамповать взаимозаменяемые детали при соблюдении точности их изготовления в пределах установленных допусков; 
• достигать весьма высокой производительности, с широкой 
возможностью механизации и автоматизации процесса изготовления 
деталей;  
• иметь сравнительно малый процент отходов и брака и, как результат, низкую себестоимость изделий. 
В процессе штамповки исходная форма заготовки пластически 
изменяется под воздействием на нее инструмента (штампа). В результате холодной деформации повышаются механические свойства металла 
изделий, при этом уровнем пластических и прочностных свойств можно 
управлять путем применения операций термообработки (отжигов).  
Технологические возможности листовой штамповки также позволяют разработать такую конструкцию детали, при изготовлении 

Введение 

4 

которой потребуется минимальное количество штампов – инструмента для деформации металла. Основными деталями штампа считаются 
матрица и пуансон. В общем понятии пуансон является охватываемым, а матрица – охватывающим инструментом.  
В каждом случае заданная форма отштампованной детали определяется размерами и формой либо пуансона, либо матрицы. Поскольку пуансон и матрица являются ответственными за точность детали, то 
они должны быть долговечными и не изменять своих размеров в процессе штамповки. На основании этих требований их изготавливают из 
износостойкого и твердого материала. В последние годы в конструкциях штампов используют в качестве инструмента эластичные материалы, способные, формоизменяясь, принимать форму штампуемой 
детали. 
В данном учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные 
с применением материалов для листовой штамповки, определением 
энергосиловых параметров и выбором оборудования, проектированием технологических процессов листовой штамповки и конструированием штампов для них. Приведены примеры расчета конкретных технологических процессов на типовые детали, изготавливаемые методами холодной штамповки, и задания для самостоятельной работы 
с целью усвоения лекционного материала. Для проверки остаточных 
знаний студентов разработаны контрольные вопросы в тестовой форме по основным разделам учебного пособия. 
 
 
 

 
1.1. Операции листовой штамповки и их технико‐экономическая эффективность 

5 

Глава 1.  ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ  ОБ  ОПЕРАЦИЯХ 
ЛИСТОВОЙ  ШТАМПОВКИ 
 
 
Для производства листоштампованных деталей широко используются различные операции, с применением которых разрабатывается 
технологический процесс их изготовления. Согласно классификации 
В.П. Романовского [1], по характеру деформации все операции листовой штамповки условно делят на разделительные, когда деформация 
реализуется в узкой области вокруг линии разделения (деталь – отход), и формоизменяющие, когда пластическая деформация протекает в значительном объеме металла, а плоская заготовка превращается 
в объемную пространственную деталь. 
 
 
1.1. Операции листовой штамповки 
и их технико­экономическая эффективность 
 
Применительно к конструктивным формам штампуемой детали 
при холодной листовой штамповке можно выделить четыре основных 
вида формоизменения металла: 
• резку – отделение одной части материала от другой по замкнутому или незамкнутому контуру; 
• гибку – превращение плоской заготовки в изогнутую; 
• вытяжку – превращение плоской заготовки в полую деталь 
или дальнейшее изменение размеров полой заготовки; 
• формовку – изменение формы детали или заготовки путем местных локальных деформаций. 
Поскольку имеются разновидности, с целью конкретизации понятия каждой технологической операции в отечественной практике 
листовой штамповки приняты (ГОСТ 18970–84) следующие определения основных операций листовой штамповки (рис. 1.1–1.3): 
отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому 
контуру; 
разрезка – разделение заготовки на части по незамкнутому контуру; 
вырубка – полное отделение заготовки или изделия от исходной заготовки по замкнутому контуру; 

Глава 1. Общие сведения об операциях листовой штамповки 

6 

         
 
 
а                                                                         б 
 

       
 
 
в                                                                         г 
 

              
 
 
д                                                                         е 
 

                  
 
 
ж                                                                         з 
 
Рис. 1.1. Схемы основных разделительных операций листовой штамповки:  
а – отрезка; б – разрезка; в – вырубка; г – пробивка; д – зачистка внешнего  
контура; е – зачистка отверстия; ж – проколка; з – просечка 

 
1.1. Операции листовой штамповки и их технико‐экономическая эффективность 

7 

               
 
а                                                                         б 

               
 
в                                                                         г 
 

        
 
д                                                                         е 

              
 
ж                                                                         з 
 
Рис. 1.2. Схемы основных формоизменяющих операций листовой штамповки:  
а – гибка одноугловая; б – гибка двухугловая; в – вытяжка без утонения стенок;  
г – вытяжка с утонением стенок; д – вытяжка ротационная; е – вытяжка  
комбинированная; ж – обтяжка; з – операция сборки 

Глава 1. Общие сведения об операциях листовой штамповки 

8 

           
 
а                                                                         б 
 

                             
 
в                                                                         г 
 

             
 
д                                                                         е 
 

          
 
ж                                                                         з 
 
Рис. 1.3. Схемы основных операций листовой формовки: а – обжим; б – раздача; 
в – формовка ребер жесткости; г – формовка рельефа; д – правка плоская;  
е – правка пространственная; ж – отбортовка; з – клеймение 

 
1.1. Операции листовой штамповки и их технико‐экономическая эффективность 

9 

пробивка – образование в заготовке отверстия или паза путем 
сдвига с удалением части материала в отход; 
обрезка – удаление излишков металла путем сдвига; 
чистовая вырубка – вырубка в условиях всестороннего неравномерного сжатия в зоне разделения материала; 
чистовая пробивка – пробивка в условиях всестороннего неравномерного сжатия в зоне разделения материала; 
проколка – образование в заготовке отверстия без удаления материала в отход; 
высечка – полное отделение заготовки или изделия от исходной 
заготовки по замкнутому контуру путем многократного внедрения 
инструмента; 
просечка – образование отверстия в заготовке путем многократного внедрения инструмента с удалением части материала в отход;  
зачистка – удаление технологических припусков с помощью 
штампа с образованием стружки для повышения точности размеров 
и уменьшения шероховатости поверхности среза; 
гибка – образование или изменение углов между частями заготовки или придание ей криволинейной формы; 
вытяжка – образование полой заготовки или изделия из плоской или полой исходной(промежуточной) листовой заготовки; 
вытяжка с утонением – вытяжка полой заготовки с обусловленным уменьшением толщины стенок исходной полой заготовки без 
изменения ее внутреннего размера; 
ротационная вытяжка – вытяжка при относительном вращении инструмента и заготовки; 
комбинированная вытяжка – вытяжка плоской или полой заготовки с обусловленным уменьшением толщины стенок и с изменением поперечного размера полой заготовки; 
обтяжка – образование заготовки заданной формы приложением растягивающих усилий к ее краям; 
формовка – образование рельефа одной листовой заготовки за 
счет местных растяжений без обусловленного изменения толщины 
материала; 
отбортовка – образование по внутреннему и (или) наружному 
контуру заготовки бурта; 
обжим – уменьшение размеров поперечного сечения части полой заготовки путем одновременного воздействия инструмента по 
всему периметру;