Технология листовой штамповки

Введение 

1 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИЯ  
ЛИСТОВОЙ  ШТАМПОВКИ 
 
Учебное пособие 
 
Второе издание, дополненное и переработанное 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2018 

Технология листовой штамповки 
 

2 

УДК 621.98.04(07) 
ББК 34.623.3я73 
        Т384 
 
 
 
А в т о р ы: 
В. И. Бер, С. Б. Сидельников, Р. Е. Соколов,  
И. Н. Довженко, В. М. Беспалов 
 
 
Р е ц е н з е н т ы: 
И. М. Володин, доктор технических наук, профессор, советник при 

ректорате ФГБОУ ВО «Липецкий государственный технический университет»; 
М. Г. Мотков, кандидат технических наук, академический советник 
СО РИА, главный инженер ООО «Красноярский металлургический завод» 
 
 
 
 
 
 
 
 
Т384          Технология листовой штамповки : учеб. пособие / В. И. Бер, 
С. Б. Сидельников, Р. Е. Соколов и др. – 2-е изд., доп. и перераб. –  
Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2018. – 164 с. 
ISBN 978-5-7638-3987-6 
 
Изложены основные аспекты технологических расчетов листовой штамповки. Приведена последовательность проектирования технологических процессов изготовления листоштампованных деталей и конструирования штампов. 
Представлены основные сведения о разделительных и формоизменяющих операциях листовой штамповки, а также задания для практических занятий и контрольные вопросы для самостоятельной работы. 
Предназначено для студентов направления подготовки 22.04.02 «Металлургия». 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 621.98.04(07) 
ББК 34.623.3я73 
 
ISBN 978-5-7638-3987-6                                                           © Сибирский федеральный  
                                                                                                         университет, 2018 

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.  
Она нашла широкое применение в машиностроении, производстве 
товаров народного потребления, металлургии  и других отраслях промышленности.  Листовой штамповкой обрабатывают как металлические, так 
и неметаллические материалы (картон, пластики, кожа и т. д.). 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 
иными 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 позволяют разработать такую конструкцию детали, при изготовлении которой потребу

Технология листовой штамповки 
 

4 

ется минимальное количество штампов – инструмента для деформации  
металла. Основные детали штампа – 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 «ответственны» за точность детали, то они должны быть 
долговечными и не изменять свои размеры в процессе штамповки. На основании этих требований их изготавливают из износостойкого и твердого 
материала. В последние годы в конструкциях штампов в качестве  инструмента используют эластичные материалы, которые могут 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. 

Г л а в а  1.  Общие сведения об операциях листовой штамповки 

5 

 
Г л а в а  1 

 
ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ  ОБ  ОПЕРАЦИЯХ 
ЛИСТОВОЙ  ШТАМПОВКИ 
 
 
Для производства листоштампованных деталей широко используют 
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 технико-экономическая эффективность 
 
Применительно к конструктивным формам штампуемой детали при 
холодной листовой штамповке можно выделить следующие основные виды формоизменения металла: 
1) резку – отделение одной части материала от другой по замкнутому или незамкнутому контуру; 
2) гибку – превращение плоской заготовки в изогнутую; 
3) вытяжку – превращение плоской заготовки в полую деталь или 
дальнейшее изменение размеров полой заготовки; 
4) формовку – изменение формы детали или заготовки путем местных локальных деформаций. 
Поскольку имеются разновидности штамповки, то для 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; 
● пробивка – образование в заготовке отверстия или паза путем сдвига 
с удалением части материала в отход; 

Технология 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 

Г л а в а  1.  Общие сведения об операциях листовой штамповки 

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 

Технология 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 

Г л а в а  1.  Общие сведения об операциях листовой штамповки 

9 

● 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 – деформация полой заготовки с обусловленным уменьшением толщины стенок исходной полой заготовки без           
изменения ее внутреннего размера; 
● ротационная вытяжка – при относительном вращении инструмента и заготовки; 
● комбинированная вытяжка – плоской или полой заготовки с обусловленным уменьшением толщины стенок и с изменением поперечного 
размера полой заготовки; 
● обтяжка – получение 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 – формирование по внутреннему и (или) наружному 
контуру заготовки бурта; 
● обжим – уменьшение размеров поперечного сечения части полой заготовки путем одновременного воздействия инструмента по всему периметру; 
● раздача – увеличение размеров поперечного сечения части полой заготовки путем одновременного воздействия инструмента по ее периметру; 
● скручивание – поворот части заготовки вокруг продольной оси; 
● правка – устранение искажений формы заготовки (детали) пластическим деформированием; 
● калибровка – повышение точности размеров штампованной заготовки и уменьшение шероховатости ее поверхности. 

Технология листовой штамповки 
 

10 

Изготовление деталей листовой штамповки вначале осуществлялось 
в простых однооперационных штампах. С развитием методов штамповки 
стали применять совмещенные штампы, в которых выполняется более          
одной операции, а штамповку называют комбинированной. 
По способу совмещения операций комбинированная штамповка разделяется на три вида [1]: 
1) совмещенная; 
2) последовательная; 
3) совмещенно-последовательная. 
При совмещенной штамповке за один ход пресса и одну установку 
заготовки в штампе протекает более одной операции. С помощью последовательной штамповки за каждый ход пресса получают готовую деталь                 
путем реализации нескольких операций (переходов), осуществляемых последовательно отдельными пуансонами и матрицами. Совмещеннопоследовательная штамповка объединяет совмещенные и последовательные 
операции, выполняемые в одном штампе. 
Экономичность в этих случаях достигается использованием универсальных штампов, позволяющих за счет смены или переналадки нескольких 
деталей изготавливать различные по размерам и конфигурациям детали, 
например гибочный универсальный штамп (рис. 1.4), имеющий пуансон 
с четырьмя разными углами и шарнирную матрицу, что дает возможность 
гнуть детали под углом в интервале 90–180. 
 

 
 
Рис. 1.4. Универсально-гибочный штамп 
со сменным пуансоном и плавающей матрицей 
 
На рис. 1.5 представлен универсальный штамп с эластичной пуансон-матрицей. В этом штампе можно, меняя рабочий инструмент, назы