Блог

Штампы для горячей штамповки являются дорогостоящими и критически важными элементами технологического процесса. Их эксплуатация и своевременный ремонт оказывают прямое влияние на себестоимость продукции. В ряде случаев затраты на штампы могут достигать 20% от всей стоимости поковки. Поэтому грамотное техническое обслуживание и организация ремонта штампов — это стратегическая задача каждого горячештамповочного производства.

Причины износа и пути продления ресурса

Штампы для молотов и прессов быстро изнашиваются под воздействием высоких температур, давления и циклических нагрузок. К основным мерам по повышению их ресурса относятся:

• Применение износостойких сталей;

• Модернизация конструкции штампов (увеличение радиусов, уклонов, внедрение выталкивателей);

• Применение наплавки изношенных ручьев;

• Использование современных методов отделки: электроэрозионной, электроискровой, абразивной обработки;

• Своевременная замена сменных элементов.

Условия правильной эксплуатации

Для обеспечения надёжной и продолжительной работы штампов требуется соблюдение следующих условий:

• Исправное состояние оборудования (направляющих, креплений);

• Качественная смазка и охлаждение в зоне ручьев;

• Своевременная очистка заготовок и ручьев от окалины;

• Правильная установка и надёжное крепление штампа;

• Ведение паспорта на каждый штамп (учёт ресурса, ремонтов, условий эксплуатации).

Текущий и капитальный ремонт

Ремонт штампов подразделяется на:

Текущий ремонт — включает:

• Удаление наплывов, задиров, заусенцев;

• Восстановление геометрии ручьев;

• Зачистка трещин и полос облоя;

• Замена сменных элементов;

• Выполняется без демонтажа, при минимальном износе.

Капитальный ремонт — необходим при серьёзных повреждениях и включает:

• Разборку штампа;

• Полный отжиг и строгание по плоскости разъема;

• Глубокую обработку ручьев;

• Возможную замену деталей (вставок, пуансонов, плит);

• Обязательное соблюдение технических условий и чертежей.

Распространённые дефекты и их устранение

Как сократить простой при ремонте

• Изготовление сменных вставок параллельно с основным комплектом;

• Хранение шаблонов и полуфабрикатов для быстрого восстановления;

• Применение наплавки вместо механического углубления — это экономит штамповую сталь и увеличивает стойкость.

Вывод

Планомерное обслуживание и своевременный ремонт штампов — это не просто поддержание работоспособности, а стратегическая мера по снижению затрат, повышению качества продукции и минимизации простоев. Использование современных методов восстановления и строгий технический контроль — залог эффективности горячештамповочного производства.

Хотите организовать восстановление штампов с минимальными затратами и без потери качества?

📞 Обратитесь к нам: мы предложим оптимальные решения, в том числе роботизированную наплавку, замену вставок и модернизацию оснастки. Звоните: +7 (343) 363-34-44 — проконсультируем и подберём подходящую технологию!

Производители, использующие горячую объемную штамповку, сталкиваются с неизбежным износом оснастки и высокими затратами на её замену или восстановление. Однако решение уже существует — микро-ковка холодом (Micro Cold Forging, MCF). Это инновационная технология обработки поверхности, способная существенно продлить срок службы штампов, улучшить их твердость, снизить износ и автоматизировать техобслуживание.

Что такое микро-ковка холодом?

MCF — это процесс обработки поверхности с помощью управляемого ковочного молотка, интегрированного с ЧПУ или промышленным роботом. Молот наносит частые и точные удары (до 500 в секунду) с регулируемой силой, упрочняя поверхность штампа и снижая вероятность трещинообразования и износа.

Ковочный молот, установленный на роботе Kuka — классическая реализация MCF в кузнечном производстве.

Почему штампы выходят из строя?

Штампы подвергаются:

• механической усталости (повторяющиеся удары заготовки);

• термической усталости (нагрев-охлаждение);

• абразивному износу (особенно в открытых штампах).

Чем выше температура и сила удара, тем быстрее теряется целостность формы. Именно здесь и помогает холодная микро-ковка.

Процесс обработки поверхности штампа методом MCF.

Преимущества микро-ковки холодом

1. Повышение твёрдости

MCF увеличивает твёрдость поверхности до глубины 1,4 мм. Например:

• для стали AISI 1045 — повышение с 527 до 579 HV;

• для H13 — рост до 560 HV (53 HRC), что критично для горячей штамповки.

2. Устойчивость к усталости

Деформация поверхности снижает уровень внутренних напряжений и увеличивает предел выносливости материала. Это препятствует появлению трещин и продлевает срок службы штампа.

3. Оптимальная шероховатость поверхности

MCF позволяет добиться шероховатости Ra от 1,5 до 0,3 мкм, что улучшает удержание смазки и снижает износ. Один из клиентов достиг финишной поверхности класса A (Ra ≤ 0,076 мкм).

Образец после MCF-обработки — слева фрезеровка, справа — упрочнённая поверхность.

4. Уменьшение времени и затрат на обслуживание

Процесс автоматизирован, не требует квалифицированных полировщиков и минимизирует человеческий фактор. Устраняется необходимость глубокой шлифовки и дорогостоящей замены штампов.

Сравнительная таблица

Где применимо

MCF идеально подходит для горячей объемной штамповки на:

• гидравлических штамповочных молотах с ЧПУ,

• прессах горячей штамповки,

• линиях, где важна точность и повторяемость формы.

Заключение

Если вы работаете с горячей штамповкой и стремитесь сократить износ, сократить затраты и повысить качество продукции — внедрение технологии микро-ковки холодом может стать стратегическим решением.

💡 Мы поставляем современное кузнечно-прессовое оборудование, включая молоты с ЧПУ и системы автоматизации, совместимые с технологией MCF. Обращайтесь — поможем выбрать оптимальное решение под вашу задачу.

В кузнечно-прессовом производстве один из главных факторов, влияющих на эффективность и рентабельность — срок службы ковочной штамповой оснастки. Износ штампов при горячей штамповке — неизбежный процесс, но есть способ не просто продлить их ресурс, а вывести экономику эксплуатации на новый уровень. Речь о наплавке изношенных полостей ковочных штампов — технологически и экономически оправданном решении, позволяющем снизить расходы на изготовление новых штампов и повысить производительность.

Почему наплавка — это стратегия, а не просто ремонт

Современные реалии — рост сроков поставки, дефицит поставщиков, колебания цен на инструментальные стали — заставляют производителей искать внутренние резервы. Один из них — повторное использование ковочных штампов путём наплавки.

Если раньше штамповая оснастка утилизировалась после износа, то сегодня её можно восстановить, и не один раз. При правильно организованном процессе наплавки ковочный штамп способен пережить десятки производственных циклов, существенно снижая потребность в закупке новой стали. Для крупных предприятий экономия может составлять миллионы рублей в год.

Ключевые преимущества технологии наплавки:

• Продление срока службы ковочных штампов — один штамп может быть восстановлен многократно;

• Снижение затрат — уменьшается объём закупаемой штамповой стали и время простоев;

• Повышение производительности — меньше остановок на замену оснастки;

• Гибкость в производстве — из старых гравюр можно формировать оснастку под новые изделия;

• Ремонт не только штампов, но и компонентов — шаботы, бабы и другие элементы могут быть восстановлены тем же методом.

Почему важна технология, а не просто процесс

Ключевым моментом успешной наплавки является строгое соблюдение всех этапов:

• правильная подготовка поверхности (удаление износа, зачистка, фрезеровка),

• подбор оптимального наплавочного сплава (с учётом трибологических условий),

• соблюдение температурных режимов (преднагрев, снятие напряжений),

• контроль разбавления и слоёв.

Пропуск хотя бы одного этапа ведёт к снижению ресурса — наплавка теряет смысл. Но при соблюдении технологии восстановленный штамп работает стабильно и предсказуемо.

«Больше за меньшее»: экономическая логика

Процесс наплавки — это не просто альтернатива изготовлению нового штампа. Это инвестиция, которая окупается кратно. Особенно в условиях, когда срок поставки штамповой стали может достигать нескольких месяцев, а внутренняя потребность в смене оснастки возникает уже сегодня.

Качественно выполненная наплавка позволяет:

• максимально использовать уже отработанный материал;

• сократить цикл проектирования и изготовления оснастки;

• стабилизировать производственные графики без зависимости от внешних поставок.

Практика: 90% штампов — не в утиль, а в работу

На большинстве предприятий после окончания выпуска детали штампы просто списываются. Однако по опыту более 90% этих штампов можно переназначить: заменить рабочую поверхность, изменить геометрию гравюр, усилить проблемные зоны. Особенно это актуально для горячей объёмной штамповки, где износ сосредоточен в определённых местах, а остальная часть тела штампа сохраняет ресурс.

Более того, если размер и посадка уже соответствуют ковочному молоту или прессу, срок подготовки новой оснастки сокращается в разы.

Вывод

Наплавка ковочных штампов — это не просто способ продлить жизнь оснастке. Это полноценная стратегия, позволяющая снижать затраты, увеличивать производительность и минимизировать производственные риски. Инвестиции в технологии восстановления себя оправдывают — и с точки зрения экономики, и с точки зрения устойчивости производства.

Если вы хотите внедрить или улучшить процесс восстановления штампов методом наплавки — мы готовы предложить технические решения, оборудование и поддержку.

👉 Свяжитесь с нами — обсудим, как наплавка может сократить ваши затраты уже в этом квартале.

Одной из важнейших задач кузнечного производства всегда остаётся увеличение срока службы штампов для горячей штамповки. Это напрямую влияет на производительность, себестоимость поковок и прибыль предприятия. Одним из эффективных решений является восстановление и ремонт ковочных штампов методом наплавки.

Почему важно продлевать срок службы штампов

Сегодня ковочные предприятия работают в условиях высокой конкуренции и нестабильной экономики. Рост цен на инструментальную сталь, увеличение сроков поставки новых штампов и необходимость постоянного обслуживания оборудования вынуждают искать пути экономии.
В прошлом изношенные ковочные штампы просто отправляли в металлолом. Но современный подход меняет логику: отработанные штампы становятся ценным ресурсом, который можно восстановить и снова запустить в производство.

Как работает наплавка штампов

Наплавка ковочных штампов — это процесс поэтапного восстановления изношенных полостей и рабочих поверхностей с применением специальных сварочных сплавов.
Технология включает несколько этапов:

✅ подготовку поверхности (очистку, механическую обработку, удаление трещин);

✅ предварительный разогрев и снятие внутренних напряжений;

✅ нанесение наплавочного слоя с контролем температуры и параметров сварки;

✅ финишную обработку поверхности и термообработку для обеспечения требуемой твёрдости и износостойкости.

Грамотно выполненное восстановление штампов позволяет повторно использовать оснастку десятки раз без снижения качества готовых поковок.

Производительность и экономика

Применение наплавки в кузнечном производстве даёт несколько преимуществ:

🔹 Снижение затрат на новые штампы. Цена изготовления ковочного штампа с нуля высока, а его срок службы ограничен. Наплавка позволяет вложиться в ремонт значительно дешевле.

🔹 Сокращение сроков простоя оборудования. Поставка новых штампов может занимать месяцы. Восстановление наплавкой выполняется быстрее, что важно при срочных заказах.

🔹 Повышение стабильности процесса ковки. Обновлённые штампы работают более надёжно и прогнозируемо.

В кузнечной промышленности случаи, когда восстановленный штамп служит дольше нового, далеко не редкость. При соблюдении технологии процесс наплавки позволяет добиться почти неограниченного срока эксплуатации оснастки.

Важность правильной подготовки и соблюдения технологии

Ошибки при подготовке штампа к наплавке и нарушении регламентов сварки могут свести на нет все усилия.
Частые причины неудач:

❌ отсутствие удаления дефектов и трещин перед наплавкой;

❌ слишком быстрый или неравномерный прогрев;

❌ отказ от снятия напряжений после сварки;

❌ применение неподходящего наплавочного сплава.

Чтобы «получить больше за меньшее», важно следовать всем этапам процесса и работать с проверенными материалами.

Новые возможности для вашего производства

Инвестиции в качественную программу восстановления ковочных штампов методом наплавки — это способ долгосрочной экономии.
В крупных кузнечно-прессовых производствах замена штампов может обходиться в миллионы рублей ежегодно. Возможность ремонтировать штампы, восстанавливать хвостовики, переназначать формы полостей под новые детали — это огромный резерв снижения расходов и повышения рентабельности.

Более того, элементы штамповочной оснастки — шаботы, бойки и другие детали — также могут быть успешно восстановлены наплавкой.

Заключение

Если ваша компания изготавливает поковки, сталкивается с постоянной заменой инструментальной оснастки и высокими затратами на новые штампы, наплавка может стать отличной альтернативой.
Этот подход проверен десятилетиями и используется во многих кузнечных цехах по всему миру. Правильно выполненное восстановление ковочных штампов позволяет стабильно выпускать продукцию высокого качества и снизить себестоимость поковок.

Хотите узнать больше о возможностях ремонта и восстановления ковочных штампов под ваши задачи? Свяжитесь с нами — мы поможем подобрать оптимальное решение.

Износ штампов при ковке — это не исключение, а закономерность. Вопрос в том, как вы с ним справляетесь: от этого зависит производительность, качество продукции и время безотказной работы оборудования. В кузнечных компаниях за годы работы в цехах пришли к выводу, что не существует универсального решения. Всё зависит от типа износа, материала штампа и подхода к ремонту.

В этой статье рассмотрены основные типы износа, причины их появления и практические методы продления срока службы штампов, включая модернизацию и восстановление.

Понимание износа штампов

1. Тепловая усталость

Тепловая усталость — классический пример воздействия экстремальной среды на инструмент. При ковке штамп многократно нагревается при контакте с горячими заготовками, а затем резко охлаждается смазкой, воздухом или водой. Такие циклы расширения и сжатия вызывают поверхностные трещины. Со временем они превращаются в сетку микротрещин, напоминающую кожу аллигатора.

Чтобы замедлить процесс, применяются различные стратегии: использование более стойких материалов, улучшение смазки и поддержание стабильной температуры штампа.

2. Эрозия

Эрозия — это постепенное удаление материала поверхности штампа из-за трения. Она проявляется в виде направленных линий, совпадающих с направлением течения металла. Такие зоны износа чаще возникают в местах интенсивного течения — например, в участках «пробки» или в переходах формы.

3. Трещинообразование

Трещины могут стать серьёзной проблемой, особенно если их не предотвратить. Основные причины:

• Газовые карманы: воздух, попадающий в полость штампа, вызывает внутреннее давление и образование трещин. Решение — улучшение вентиляции или применение специальных каналов отвода.

• Напряжения в материале: резкие переходы формы, острые углы и надписи создают зоны концентрации напряжений. Их необходимо сглаживать.

• Механическая перегрузка: превышение прочности материала также вызывает трещины.

Для круглых штампов хорошее решение — применение вставок с натягом (shrink-fit inserts). При сжатии наружной поверхности вставки трещины не распространяются.

Инструментальные решения, продлевающие срок службы

Сменные вставки

Модульные вставки используются только в зоне активного износа. Они изготавливаются с высокой точностью и могут быть легко заменены без полной переделки блока. Это сокращает простои, стоимость ремонта и трудозатраты.

Рекомендуется при:

• больших сериях (более 30 000 ударов);

• неглубоких формах (до 1,25 дюйма);

• штамповках с изгибом (С- или U-образные формы).

Наплавка (Flood Welding)

Для более глубоких полостей применяется заливочная сварка — выжигаются изношенные участки, а затем заполняются металлом с более низким содержанием легирующих элементов. После наплавки поверхность обрабатывается и защищается от углеродного насыщения.

Подходит для:

• штампов из менее легированных сталей (FX и аналогичных);

• случаев, когда требуется быстрое восстановление инструмента.

Преимущества:

• сокращение сроков ремонта (материалы обычно в наличии);

• контроль твёрдости за счёт подбора разных наплавочных сплавов;

• уменьшение времени механической обработки — обрабатывается только рабочая зона.

Важные соображения

• Послойная наплавка выполняется с помощью роботов или вручную.

• Точечная сварка используется для мелких трещин.

• Заливочная сварка — для восстановления крупных полостей.

• Необходимо тщательно подбирать материалы, чтобы не усугубить износ.

Заключение: всё зависит от стратегии

Не существует единственного правильного решения для борьбы с износом. Важно подобрать стратегию, учитывающую тип износа, геометрию инструмента и объёмы производства. Компании, которые рассматривают инструмент не как расходник, а как актив, добиваются лучшего качества и стабильности.

Понимание механизмов износа, правильный выбор вставок, технологии снятия напряжений и восстановления позволяют существенно продлить срок службы штампов, повысить эффективность и качество продукции.

Опыт американских кузнецов и новые возможности рынка

Современная железнодорожная отрасль требует от производителей всё более прочных и надёжных компонентов. Особенно это касается железнодорожных колёс, которые должны выдерживать высокие нагрузки, частые торможения и экстремальные скорости.

Традиционные литые колёса, долгое время остававшиеся стандартом, сегодня уступают место кованым — более прочным и долговечным изделиям. Кованые колёса обладают улучшенными физико-механическими свойствами, равномерной структурой металла и повышенной стойкостью к износу. Это делает их незаменимыми для поездов, развивающих скорость свыше 200 км/ч.

Переход на ковку повышает надёжность подвижного состава, снижает количество ремонтов и увеличивает срок службы деталей. А современные технологии ковки позволяют минимизировать разницу в себестоимости между коваными и литыми изделиями.

Кованые колёса — это стратегический элемент развития скоростных железных дорог.

Пропущенные возможности рынка США

Железнодорожная отрасль США пока отстаёт в области высокоскоростных перевозок. Основные причины — отсутствие развитой инфраструктуры и ограничение скорости поездов примерно до 160 км/ч.

Однако ситуация меняется. Запуск проектов по строительству скоростных магистралей, особенно на Западном побережье, формирует новый спрос на кованые железнодорожные колёса. Для кузнечных предприятий это — шанс заранее подготовиться, модернизировать оборудование и занять лидирующие позиции на внутреннем рынке.

Процесс ковки железнодорожных колёс

Современные линии ковки представляют собой высокотехнологичные комплексы, включающие оборудование для нагрева, ковки, прокатки, калибровки и контроля готовых изделий.

Основные этапы ковки колёс:

Готовые линии для производства колёс

Компании производители кузнечно – прессового оборудования предлагают комплексные решения для ковки железнодорожных колёс, включающие всё необходимое оборудование.

Типовая линия включает:

• Вращающуюся печь для нагрева заготовок;
• Моечную установку для очистки от окалины;
• Один или два ковочных пресса;
• Манипуляторы ковочные для перемещения заготовок;
• Пресс для пробивки отверстий и калибровки профиля;
• Измерительные станции и маркировочные системы;
• Роботизированные держатели и автоматические системы безопасности.

Ключевые аспекты производства

Для эффективного производства кованых колёс необходимы:

• качественные материалы;
• квалифицированные операторы и инженеры;
• точная настройка технологического процесса.

Современные ковочные прессы высокой мощности обеспечивают стабильное формообразование, снижают расход металла и минимизируют риск дефектов.

Решение «под ключ»

Компания производители предлагают кузнечно-прессовое оборудование с усилием от 3200 до 360000 кН, включая системы ковки и прокатки колёс до 100000 кН. Такие линии уже внедрены на ведущих предприятиях Европы и Азии.

Оборудование подходит не только для колёс, но и для осей, коленчатых валов, шатунов, тормозных дисков, муфт и других деталей.
Ведущие компании производители кузнечно-прессового оборудования предлагают полный цикл решений — от разработки технологии до автоматизации производственного процесса.

Заключение

Американская кузнечная отрасль стоит на пороге обновления. Рост интереса к высокоскоростным железным дорогам неизбежно приведёт к росту спроса на кованые железнодорожные колёса.

Компании, которые начнут инвестировать в современное ковочно-прессовое оборудование уже сегодня, смогут первыми занять новую нишу и обеспечить клиентов надёжной продукцией мирового уровня.

💡 Наша компания поставляет оборудование для ковки железнодорожных колёс и других ответственных деталей.
Мы поможем подобрать оптимальную ковочную линию, рассчитать параметры пресса и внедрить современные технологии в ваше производство.
📩 Свяжитесь с нами для консультации и подбора решений под ваши задачи.

Эффективное восстановление и модернизация кузнечно-прессового оборудования — это не просто ремонт, а стратегический проект, от которого зависит стабильность работы всего производства. Опыт ведущих специалистов показывает: правильный подход к управлению проектом позволяет не только продлить срок службы машин, но и существенно повысить их производительность.

Ключевые принципы успешного проекта

За десятки реализованных проектов в разных странах выделяются общие закономерности:

• Профессионализм и честность руководителя проекта. Без этого невозможно выстроить доверие и результативное взаимодействие с заказчиком.

• Глубокое знание оборудования и процессов ковки. Руководитель должен понимать механику, конструкцию прессов, системы управления и особенности ручных операций.

• Обучение и развитие персонала. Современные проекты требуют постоянного повышения квалификации сотрудников.

Почему восстановление оборудования так важно?

На фоне роста цен на металл, энергоносители и услуги, а также нехватки кадров, состояние кузнечного оборудования становится критическим фактором конкурентоспособности.

Правильно проведённая модернизация:

• снижает простои,

• повышает производительность,

• облегчает внедрение автоматизации,

• сокращает затраты на ремонт и запасные части.

Подход к проектам разного масштаба

• Крупные серии и массовые заказы требуют внедрения систем автоматической подачи смазки, регулировки высоты, программируемых выталкивателей и современных контроллеров.

• Мелкие серии зачастую можно обслуживать при помощи частичной модернизации или восстановления существующего оборудования.

Современные решения включают внедрение автоматических линий на базе винтовых прессов и интеграцию цифровых систем контроля качества.

Практические шаги при модернизации

1. Подготовительный этап: изучение состояния оборудования, планировки цеха, фундамента.
2. Формирование команды проекта: руководитель, ключевые мастера, специалисты по гидравлике, пневматике и автоматике.
3. Составление графика и бюджета: контроль затрат и сроков — обязательное условие.
4. Закупка и мехобработка деталей: определение длинноцикловых комплектующих, их своевременное изготовление или восстановление.
5. Испытания оборудования под нагрузкой: проводятся на заводе-исполнителе для исключения проблем у заказчика.
6. Постпроектный этап: план инспекций и список запасных частей для поддержания стабильной работы.

Почему важно обновлять оборудование каждые 6–8 лет?

• Минимизация простоев.

• Увеличение производительности за счёт современных систем.

• Сокращение затрат на эксплуатацию.

• Снижение потребности в запасных частях.

Организация управления проектом

• Контроль хода проекта в MS Project или аналогичных системах.

• Еженедельные совещания команды для анализа текущих задач.

• Итоговый технический и финансовый разбор по завершении.

Заключение

Восстановление и модернизация кузнечно-прессового оборудования — это инвестиция в стабильность и рост предприятия. Компания Дело-Про предлагает:

• диагностику и аудит оборудования,

• разработку стратегии модернизации,

• внедрение систем автоматизации,

• полное восстановление и поставку обновлённых прессов и молотов.

📞 Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваш проект и подобрать оптимальное решение для повышения эффективности производства.

Современные технологии ковки требуют высокой точности, стабильного качества и интеграции с автоматизированными производственными линиями. Гидравлический кузнечно-штамповочный молот с ЧПУ сочетает в себе мощность, точность и гибкость, значительно превосходя традиционные типы молотов.

1. Точная регулировка энергии удара

• Энергия удара программируется с точностью до ±1,5%.

• Возможность управления энергией каждого шага — от 1% до 100% с шагом 1%.

• Полный контроль над процессом позволяет получать стабильное качество штампованных поковок.

Для сравнения: у паровоздушных, ременных и гидроэлектрических молотов управление энергией выполняется вручную, что снижает повторяемость результатов.

2. Гибкое программирование и высокая производительность

• До 10 шагов удара в одной программе с индивидуальной настройкой энергии.

• Частота ударов: до 80 уд./мин (на 20% выше, чем у паровоздушных и гидроэлектрических молотов, и в 2 раза выше, чем у ременных).

• Высокая производительность при сохранении качества.

3. Повышенная точность поковки

• Направляющий рельс типа «X» и моноблочная станина «U».

• Минимальный зазор рельса — 0,1–0,2 мм (у традиционных молотов — до 1 мм).

• Высокая точность направления гарантирует высокую точность готовых деталей.

4. Продление ресурса оборудования и штампов

• Точный контроль энергии удара предотвращает избыточную нагрузку на оснастку.

• Снижается износ оборудования, увеличивается срок службы штампов.

5. Экономия материала

• Благодаря точному управлению и высокоточной фиксации штампа коэффициент использования материала значительно выше, чем у традиционных молотов.

6. Снижение требований к квалификации кузнецов

• Процесс контролируется программно, оператору достаточно базового обучения.

• Исключается необходимость долгого опыта для точного управления энергией удара.

7. Интеграция в автоматизированные линии

• Возможна работа в комплексе с промышленными роботами.

• Полная автоматизация цикла ковки и штамповки.

• Ручные молоты не позволяют реализовать такую интеграцию.

8. Дополнительные функции

• Устройство для выталкивания поковки — ковка деталей с глубокой полостью, сокращение угла наклона, экономия материала.

• Автоматическая диагностика — быстрое выявление неисправностей, возможность удалённого мониторинга и настройки.

• Автоматическая смазка направляющих — снижение износа.

• Система виброизоляции — снижение вибраций более чем на 90%, уменьшение шума, улучшение условий труда.

Вывод

Гидравлический кузнечно-штамповочный молот с ЧПУ — это технологически продвинутое решение для производства высокоточных поковок. Он обеспечивает высокую производительность, минимальные потери материала, стабильное качество и готовность к интеграции в современные автоматизированные линии.

Современные требования к производству

В машиностроении значительная часть деталей изготавливается методами обработки металлов давлением. Для таких задач применяются гидравлические прессы, кривошипные горячештамповочные прессы, винтовые прессы, горизонтально- и радиально-ковочные машины.
Современные предприятия стремятся к максимальной автоматизации и роботизации этих процессов. Это не только стабилизирует качество и характеристики изделий, но и существенно повышает производительность.

Комплексная автоматизация от ОАО «Тяжпрессмаш»

Компания предлагает современные решения, включая роботизированные комплексы. Один из примеров — автоматизированный комплекс АКП0950.31 на базе трёхпозиционного гидравлического пресса, созданный для АО «НИМИ».

Основная задача проекта заключалась в обеспечении высоких требований к нагреву заготовки и точности геометрических параметров штампованных изделий.

Инновации в нагреве заготовки

В составе комплекса автоматизированы процессы:

• загрузка и перемещение заготовок в индукторе;

• вращение заготовки для равномерного прогрева;

• извлечение заготовки;

• контроль и отбраковка недогретых или перегретых деталей.

Благодаря применению сервоприводов операции выполняются с высокой точностью, стабильностью и минимальным временем переналадки. Реализованная схема вращения заготовки в индукторе не имеет зарубежных аналогов.

Автоматизация перемещений и обслуживания

Для перемещения заготовок и выполнения вспомогательных операций применяется 6-осевой промышленный робот грузоподъёмностью 350 кг. Он:

• переносит заготовки между позициями пресса;

• подаёт технологическую смазку;

• удаляет окалину;

• обслуживает инструмент.

Это повышает универсальность комплекса и сокращает время вспомогательных операций.

Новая конструкция трёхпозиционного гидравлического пресса

Особенности:

• отсутствие верхней и нижней траверсы — силовыми элементами являются секционные рамы из листового проката;

• возможность установки цилиндра контрпуансона усилием 1000 тс;

• специальный механизм перемещения матрицы усилием 400 тс.

Технологические операции:

1. Осадка заготовки.

2. Прошивка верхней и нижней полостей.

3. Протяжка заготовки через кольца.

Новая конструкция повышает точность изделий, ремонтопригодность и снижает металлоёмкость.

Безопасность и удобство эксплуатации

Комплекс отвечает современным требованиям промышленной безопасности:

• исключён контакт персонала с нагретыми заготовками;

• пульты удалены от зоны работы оборудования;

• снижено воздействие теплового излучения, вибрации и магнитных полей.

Система управления позволяет быстро перенастраивать комплекс на новые изделия, вести самодиагностику и аварийное отключение при необходимости.

Регистрация параметров и документация

СУ сохраняет технологические параметры каждой штамповки: материал, температуру нагрева, усилие, дату и партию. Это упрощает оформление сопроводительной документации.

Итог

Комплекс АКП0950.31 — пример того, как интеграция гидравлических прессов, промышленных роботов и автоматизированных систем управления позволяет выпускать точные и сложные изделия с минимальным участием человека.

За последние 75 лет производство в США сделало значительные шаги в области технологий, таких как механическая обработка с ЧПУ и аддитивное производство. Несмотря на это, кузнечная промышленность не продемонстрировала столь заметного прогресса за тот же период, в течение которого механическая обработка с ЧПУ и аддитивное производство значительно развились.

Это расхождение объясняется более высоким требуемым уровнем энергии и уникальными техническими вызовами, присущими ковке. Хотя ковка является одним из старейших производственных процессов, такие проблемы, как ограниченная видимость во время процесса (так называемое явление «чёрного ящика»), сложное поведение материала и недостаточно развитые предсказательные возможности, приводили к тому, что инновации в ковке развивались медленнее, чем в других направлениях обработки металлов.

Многое было сказано о применении принципов Индустрии 4.0 к ковке как пути к развитию новых технологий. Хотя определённые технологии — сенсоры, автоматизация и искусственный интеллект — улучшили отдельные этапы ковочного процесса, их полная интеграция, которая преобразовала бы процесс в единую систему, до сих пор оставалась неуловимой целью.

Метаморфное производство

Метаморфное производство отличается от субтрактивного производства (например, механической обработки с ЧПУ) и аддитивного производства (например, 3D-печати) по своей сути: оно преобразует форму исходного материала в конечную деталь без добавления или удаления материала. Этот процесс значительно более энергоэффективен, чем другие виды обработки металлов, так как не требует плавления, затвердевания, спекания или повторного нагрева материала. Кроме того, он устраняет отходы, связанные с удалением материала, и позволяет достичь улучшения свойств вплоть до соотношения 10:1.

Однако путь к реализации практического метаморфного производства — иногда называемого «ковкой с ЧПУ» (CNC forging) или «роботизированной ковкой» — значительно сложнее, чем развитие механической обработки или аддитивных технологий.

Национальный научный фонд (NSF) профинансировал создание многоинституционального инженерного исследовательского центра HAMMER ERC (Hybrid Autonomous Manufacturing – Moving from Evolution to Revolution). Это первый всесторонний центр, направленный на объединение сенсоров, автоматизации, искусственного интеллекта и данных в единую интегрированную производственную платформу.

Платформа Agility Forge

Разработанная в рамках NSF HAMMER ERC система Agility Forge — это полностью роботизированная ковочная платформа, которая преобразует металлическую заготовку в готовое изделие без участия человека.

Agility Forge основана на концепции STRAP — объединении сенсоров, робототехники, автоматизации и компьютерного управления. Используя принципы Индустрии 4.0, она внедряет эти технологии непосредственно в процесс ковки.

Наша цель — создать систему, где сенсоры и ИИ автоматически анализируют и корректируют последовательность ударов и движение заготовки, чтобы сформировать деталь из исходного материала.

Моделирование процесса ковки

Мы разработали собственное программное обеспечение, которое способно идентифицировать все этапы процесса (нагрев, выбор инструмента, траекторию удара, поворот заготовки) и моделировать путь деформации от исходной заготовки до целевой формы.

Это позволяет не только предсказывать форму детали как функцию нагрева и ковки, но и прогнозировать изменяющуюся микроструктуру в процессе — в зависимости от рекристаллизации, роста зерна и циклов нагрева-охлаждения.

Термомеханическое моделирование

С помощью анализа термодинамических данных мы можем связывать структуру и свойства материала с поведением изделия при эксплуатации.

Индукционный нагрев и сенсорный контроль

Эта технология объединяет встроенный контроль температуры и геометрии заготовки с цифровой моделью изделия («цифровой двойник»).

Просвечивание “чёрного ящика” ковки

Используя данные о температуре, деформациях, напряжениях и микроструктуре, мы можем «заглянуть» внутрь металла и понять, что происходит во время ковки.

Последовательность кадров теплового видео. Слева направо:

1. штамп приближается к заготовке,
2. заготовка сжимается,
3. штампы разъединяются,
4. металл перераспределяет тепло.

Это позволяет нам количественно оценить температурные поля и понять, как меняется структура металла в реальном времени.

Заключение

Используя технологию Agility Forge, мы можем впервые соединить физический процесс ковки с цифровой моделью в реальном времени.

Это позволяет:

• объединить данные о температуре, усилии и микроструктуре,
• анализировать процесс внутри «чёрного ящика» ковки,
• оптимизировать геометрию, режимы нагрева и охлаждения,
• предсказывать свойства конечного изделия.

Таким образом, Agility Forge становится первым примером полноценной интеграции принципов Industry 4.0 в процесс ковки, создавая основу для автономных «умных» кузнечных производств будущего.

Кузнечное оборудование постоянно развивается, и даже такие привычные машины, как штамповочные молоты и винтовые прессы, остаются востребованными благодаря внедрению современных технологий. Эти агрегаты обеспечивают производство поковок с высоким качеством и оптимальной производительностью, и выбор между ними напрямую влияет на эффективность кузнечного цеха.

Исторический контекст

История этих машин уходит в глубь веков.

• Винтовые прессы использовались ещё в Древнем Риме для отжима масла и вина.

• В XIII веке появились водяные колёса для привода молотов.

• В XIX веке инженер Джеймс Нэсмит изобрёл паровой молот, который стал прорывом для промышленности.

Сегодня благодаря цифровым системам управления, автоматизации и современным материалам, молоты и прессы работают гораздо эффективнее и точнее.

Основные преимущества молотов и винтовых прессов

Главное достоинство обоих видов оборудования — переменное (нефиксированное) открытие штампа, что обеспечивает:

• гибкость в размерах и форме поковок;

• широкий диапазон усилий;

• более точный контроль энергии удара.

По сравнению с гидравлическими прессами, которые лучше подходят для вытяжки деталей, молоты и винтовые прессы отличаются высокой скоростью и универсальностью.

Сравнение: молот или винтовой пресс?

Ключевые преимущества винтового пресса

• Точность размеров — меньше припуска на обработку и экономия металла.

• Качество поверхности — поковка остаётся в штампе до конца цикла, поверхность чище и точнее.

• Энергосбережение — современные системы снижают расход энергии до 50%.

• Меньше шума и вибраций — комфорт для персонала и безопасность оборудования.

• Лёгкая интеграция в «Производство 5.0» — цифровые датчики, контроль температуры и усилия в реальном времени.

Итог: что выбрать?

И штамповочные молоты, и винтовые прессы находят применение в современных кузнечных цехах. Но если приоритетом являются:

• точность,

• энергоэффективность,

• автоматизация и интеграция в цифровые системы,

то винтовой пресс для штамповки в закрытых штампах становится оптимальным решением.

Если же важна универсальность и высокая скорость при работе с разнообразными заготовками — стоит рассмотреть современные штамповочные молоты с ЧПУ-управлением.

Заключение

Компания Дело-Про поставляет и модернизирует кузнечно-прессовое оборудование: винтовые прессы, штамповочные молоты, гидравлические и механические прессы, ковочные манипуляторы. Мы помогаем предприятиям подбирать технику под конкретные производственные задачи, внедряем системы автоматизации и предлагаем комплексное сервисное сопровождение.

📞 Свяжитесь с нами, чтобы подобрать оборудование для вашего производства и повысить эффективность ковки.

Как прогнозировать разрушение до его появления

Современные технологии ковки всё чаще сталкиваются с задачей обработки трудно-деформируемых материалов — таких как магниевые сплавы или высокопрочные стали. В этих условиях риск образования трещин возрастает, особенно при сложной геометрии деталей, высоких скоростях деформации и неравномерных температурных полях. Чтобы минимизировать потери и повысить надёжность, необходима точная система оценки риска разрушения уже на стадии проектирования процесса.

Методика: испытания + моделирование

Разработанный подход сочетает лабораторные испытания на сжатие и моделирование методом конечных элементов (МКЭ) в программной среде QForm. Это позволяет:

• оценить критические точки начала разрушения;

• количественно определить параметры процесса в зоне риска;

• использовать критерии разрушения Cockcroft & Latham и Rice & Tracey.

🔧 Испытательная установка: гидравлический пресс усилием 5 МН
📏 Измерения: сила, температура, скорость, форма деформации

Почему важно проводить оценку заранее

Новая форма заготовки или нестандартный материал требуют не просто пробной ковки, а анализа рисков. Это позволяет:

• Снизить число дорогостоящих опытных партий

• Предотвратить отказы на стадии серийного производства

• Улучшить геометрию заготовки и выбор параметров ковки

Процесс разрушения цилиндрического образца при сжатии

Примеры: от хирургических щипцов до деталей мотоцикла

В рамках исследования была проведена оценка риска разрушения при ковке:

Компонент мотоцикла, изготовленный из (А) магниевого сплава и (В) алюминиевого сплава, сразу после ковки.

Математика разрушения: два критерия

Для количественной оценки применялись два классических критерия:

📐 Коэффициент триаксиальности напряжений (TF):

​

📐 Критерии разрушения:

• 

• ​Графики зависимости:
  A – нагрузка от времени;
  B – среднее напряжение и эффективная деформация;
  C – растягивающее напряжение;
  D – интеграл критерия разрушения Cockcroft & Latham, C = 6.104

Моделирование в QForm: ключ к прогнозу

Применение QForm позволило:

• Получить 3D-поля напряжений и деформаций

• Установить точку начала разрушения (точка P)

• Подтвердить экспериментальные данные моделированием

Анализируемые части: а) хирургические щипцы из нержавеющей стали; b, c) часть ручки для мотоциклов из магниевого сплава с локализацией трещин; d) кованые части являются конечными продуктами.

Как использовать результаты

Моделирование позволило внести конкретные изменения в технологический процесс:

• изменить геометрию заготовки;

• скорректировать схему охлаждения;

• подобрать более безопасные параметры давления и скорости деформации.
  

• Результаты моделирования QForm для ковки хирургических щипцов: а) конечная форма с локализацией точки P; б) распределение растягивающего напряжения; c) оценка риска перелома на основе критерия перелома Кокрокта и Латхама.

Оценка критических значений критерия разрушения в поддельной части: а) действительная часть; б) результат моделирования в QForm; в) распределение температуры; d) Распределение критерия разрушения риса и трассировки.

Вывод: инженерный подход к надёжности

Предложенный метод сочетает практические испытания и цифровое моделирование. Он даёт объективную основу для:

• предупреждения брака;

• повышения долговечности штампов;

• оптимизации процесса ковки на этапе проектирования.

📌 Рекомендовано к применению в разработке технологий для штамповки сложных деталей и трудно-деформируемых материалов.

Если готовы внедрять передовые подходы в проектирование процессов ковки — свяжитесь с нами. Мы поможем подобрать оборудование и ПО под конкретные задачи.

Современное кузнечное производство невозможно представить без надёжной и точно спроектированной оснастки. Штампы — ключевой элемент, определяющий качество, точность и эффективность ковочного процесса. Их стоимость высока, но ещё выше цена простоя из-за износа или ошибок в конструкции. Поэтому понимание принципов проектирования и анализа матриц — стратегическое преимущество для предприятий, работающих в области кузнечно-прессового оборудования.

Почему важно понимать конструкцию штампов?

Каждый производитель ковочного инструмента знает: чтобы штампы служили дольше, они должны быть грамотно спроектированы, правильно эксплуатироваться и своевременно обслуживаться. Современные технологии, такие как САПР, метод конечных объёмов (FEA), 3D-моделирование и измерения на CMM (координатно-измерительных машинах), позволяют не только повысить точность конструкции, но и заранее предсказать поведение оснастки в процессе ковки.

Рис. 1. По часовой стрелке сверху слева: сетка нижней матрицы, модель заключительного этапа ковки, полусимметричная заготовка и гладкие кривые, полученные на CMM.

Пример 1: Анализ износа при горячей штамповке

Исследование, проведённое группой инженеров из Индии (П. Нареш и др.), было посвящено оценке износа закрытой матрицы на финальной стадии горячей ковки. В работе применялся метод конечных объёмов и 3D-моделирование на базе MSC SuperForge, а также проводилось сравнение с реальной изношенной оснасткой, измеренной на CMM.

Ключевые параметры, влияющие на износ:

Исследование показало, что в зонах, приближенных к линии разъёма, возникают значительные пластические деформации, в то время как в центральных частях полости — они отсутствуют.

Рис. 2. Слева — нагрузка в конце ковки; справа — момент начала сжатия заготовки.

Рис. 3. Термографическое распределение контактного давления в зоне контакта штампа и заготовки.

Пример 2: Увеличение производительности за счёт редизайна штампа

В другом исследовании была реализована идея одновременного изготовления двух шатунов на одном молоте. С помощью программ SolidEdge и DEFORM 3D инженеры разработали новый штамп, в котором перераспределение усилия обеспечивало равномерное заполнение обеих полостей.

Результат:
– Увеличение выпуска шатунов на 200%
– Снижение энергозатрат
– Отсутствие дефектов при формовке

Это пример того, как грамотный подход к проектированию и моделированию может радикально изменить производственный цикл и существенно повлиять на экономику процесса.

Вывод

Понимание трибологических и конструктивных особенностей штампов позволяет не только снизить их износ, но и повысить общую эффективность ковки. Современные цифровые технологии дают производителям кузнечного оборудования и оснастки мощный инструмент для прогнозирования, оптимизации и повышения надёжности всего цикла.

🔧 Если вы ищете решения для модернизации ковочного производства, наши специалисты помогут подобрать и внедрить современные инструменты проектирования и ковочное оборудование под ваши задачи.

В современных условиях кузнечно-прессового производства предприятия сталкиваются с необходимостью сокращения издержек, повышения качества продукции и уменьшения количества брака. Одним из эффективных путей решения этих задач становится моделирование процессов штамповой ковки с применением программных комплексов (таких как DEFORM, QForm и др.). В этой статье рассмотрены реальные примеры проектно-ориентированного подхода к оптимизации процессов и инструментов.

Моделирование как основа прецизионной настройки

Моделирование позволяет исследовать влияние различных параметров на результат ковки: геометрию заготовки, скорость деформации, температуру, схему наложения ударов и другие факторы. Это особенно актуально при разработке новых изделий или модернизации устаревших процессов.

Традиционный подход включает ручную настройку и последовательное моделирование изменений: от геометрии штампа до параметров нагрева. Итерации строятся на основе принципа A–B сравнения, что позволяет инженеру сузить выбор и найти оптимальное решение.

Одним из таких кейсов стал проект по оптимизации штамповой ковки гаечного ключа на предприятии Green Bay Drop Forge. Моделирование выявило избыточное количество ударов, высокую чувствительность к положению заготовки и значительное количество вспышек.

Результаты позволили снизить количество ударов на 22%, улучшить однородность вспышки и повысить стабильность процесса.

Инженерный анализ с экономическим эффектом

Другой пример — проект PRO-FAST, реализованный при участии Delfasco Forge, SFTC и оборонных структур США. Целью было снижение брака при производстве металлических пластин с болтами.

Первичный процесс показывал до 11% лома. Моделирование выявило слабые места в управлении потоком материала и позволило разработать схему предварительной формовки, которая обеспечила стабильную заполняемость штампа.

Внедрение модифицированной схемы дало впечатляющий результат — сокращение брака до 3% и экономию более $100 000 уже после 16 000 поковок.

Таблица: Эффективность внедрения моделирования

Выводы и рекомендации

Моделирование ковочно-штамповочных процессов — это не просто «прогон в софте». Это мощный инструмент, позволяющий:

• выявлять слабые места технологии ещё до запуска в производство;

• проводить экономическое обоснование изменений;

• адаптировать ковочное оборудование под новые задачи;

• сокращать количество итераций вживую и снижать затраты.

Такие технологии особенно эффективны при использовании современных ковочных прессов и молотов с ЧПУ, где точность и повторяемость критичны. Мы рекомендуем предприятиям, работающим в области горячей и холодной штамповки, интегрировать моделирование в процесс разработки и сопровождения производства.

Если нужна помощь в выборе оборудования, подходящего для реализации таких решений — обращайтесь, мы подберем оптимальный вариант под вашу задачу.

Горячая объемная ковка — это один из ключевых процессов в производстве заготовок сложной формы. Она включает контролируемую деформацию нагретых металлов и сплавов в нужные формы под воздействием кузнечно-прессового оборудования. Правильная технология горячей ковки напрямую влияет на производительность и снижение затрат на изготовление поковок.

Одним из важнейших факторов, который влияет на эффективность процесса и срок службы ковочных штампов, является правильный выбор и применение смазки для горячей штамповки.

Почему срок службы ковочных штампов так важен?

При горячей штамповке стоимость ковочной оснастки может составлять 10–15% от общей себестоимости поковки. Любое продление срока службы ковочного штампа способствует снижению затрат на горячую ковку, повышению производительности и стабильности работы кузнечного цеха.

Чтобы достичь максимального ресурса штампов, необходимо учитывать ряд факторов:

• правильный выбор материала для изготовления ковочного штампа;

• оптимальная конструкция матрицы, в том числе правильные радиусы закруглений и углы наклона;

• качественная термообработка, включая возможное азотирование или нанесение антинакипного покрытия;

• применение смазочных материалов для ковки, которые уменьшают трение и износ;

• соблюдение технологии горячей ковки, включая режимы температур и силы удара.

Роль смазки в горячей объемной ковке

Основная задача смазки при горячей штамповке металлов — уменьшить трение между поверхностями и продлить срок службы ковочных штампов. Однако функции смазочных материалов не ограничиваются только снижением трения.

Смазка выполняет несколько важных функций:

• Минимизация трения между заготовкой и рабочими поверхностями штампа, что снижает износ.

• Обеспечение равномерного потока металла при заполнении полости матрицы, особенно важно при ковке деталей сложной геометрии или с малыми радиусами тяги.

• Функция разделительного слоя — предотвращение прилипания поковки к рабочей поверхности ковочного штампа.

• Теплоизоляция, которая препятствует перегреву матрицы от контакта с горячей заготовкой, предотвращая образование термических трещин. При этом смазка должна исключать переохлаждение штампа, чтобы не вызвать дефекты горячей ковки.

• Отсутствие избыточных отложений в матрице. Чрезмерное накопление смазки может вызывать дефекты поковки или недостаточное заполнение формы.

• Лёгкое извлечение поковки после штамповки.

• Экологичность. Современные смазки всё чаще разрабатываются с учетом экологических норм и безопасности производства.

• Экономическая целесообразность. Смазка должна обеспечивать снижение износа при разумных затратах.

Как наносят смазку для горячей штамповки?

В процессе горячей объемной ковки смазку на ковочные штампы наносят различными способами:

• автоматическое распыление, синхронизированное с работой кузнечно-прессового оборудования;

• ручное нанесение при помощи распылителей или кистей;

• нанесение смазки на разогретую матрицу для формирования защитной плёнки.

Особенно важно правильно дозировать смазку. Избыточное её количество может привести к загрязнению оборудования и рабочей зоны, а также к дефектам ковки из-за накопления смазки в матрицах.

В среднем, расходы на смазку составляют менее 2% от общей стоимости горячей штамповки, однако неправильный выбор смазки или её нерациональное использование может сократить срок службы ковочной оснастки и увеличить производственные затраты.

Графитовые и безграфитовые смазки: что лучше для горячей ковки?

Ранее основным компонентом смазок для горячей штамповки был графит, который обеспечивал отличные скользящие свойства и снижал трение. Однако у графитовых смазок есть ряд недостатков:

• образование пыли, загрязняющей электрооборудование;

• повышенный риск скольжения на полу в цехе;

• экологические ограничения из-за выбросов углерода и серы;

• осаждение графита в системах подачи смазки.

Поэтому всё чаще в промышленности используют водорастворимые безграфитовые смазки, которые позволяют:

• избежать загрязнения цеха;

• снизить риск поломок оборудования из-за засорения распылительных систем;

• регулировать толщину смазочной плёнки путём разбавления водой;

• сократить расходы на обслуживание оборудования;

• улучшить экологические показатели производства.

Практика показывает, что при производстве поковок весом до 12 кг современные безграфитовые смазки для горячей объемной ковки работают не хуже, а в ряде случаев даже лучше, чем традиционные графитовые составы.

Как выбрать смазку для горячей штамповки?

Выбор подходящей смазки для горячей штамповки зависит от множества параметров:

• глубина и сложность полости штампа;

• вес и размеры поковки;

• режимы работы кузнечно-прессового оборудования;

• требования к экологичности и безопасности производства;

• желаемый срок службы ковочной оснастки;

• стремление к снижению затрат и уменьшению трения при горячей ковке.

Оптимальный выбор смазочного материала обычно делают на основе промышленных испытаний, учитывая конкретные условия производства и особенности оборудования.

Итог

Современные водорастворимые безграфитовые смазки для горячей объемной ковки помогают существенно снизить затраты, продлить срок службы ковочных штампов и обеспечить стабильность технологического процесса.

Если вы стремитесь сократить износ ковочной оснастки и повысить производительность вашего производства, наши специалисты готовы проконсультировать вас по вопросам кузнечно-прессового оборудования и технологий горячей штамповки.