Виды холодной штамповки

Какие виды холодной штамповки есть, как работают и где применяются

Заказать услугу Задать вопрос

Какие виды холодной штамповки есть, как работают и где применяются

Заказать услугу Задать вопрос

Виды холодной штамповки

4 августа 2026

Холодная штамповка — это не один технологический процесс, а целое семейство методов обработки металлов давлением без предварительного нагрева заготовки. В зависимости от геометрии детали, требуемой точности, материала и серийности, инженер выбирает конкретный вид штамповки: от простой вырубки до многоступенчатого объемного выдавливания.

Понимание видов холодной штамповки и областей их применения критически важно для технолога, конструктора и руководителя производства. Неправильный выбор метода ведет к удорожанию оснастки, браку, низкой стойкости штампов и неоправданно высоким затратам на последующую механическую обработку.

В этой статье мы системно разберем основные виды холодной штамповки, их технологические особенности, используемое оборудование и типичные отрасли применения.

Классификация видов холодной штамповки

Все многообразие операций холодной штамповки можно разделить на две большие группы по характеру воздействия на материал:

Группа 1 — разделительные операции. Происходит отделение части материала от заготовки с разрушением связей. Результат — деталь и отход (или несколько деталей из одной полосы). Примеры: вырубка, пробивка, обрезка, отрезка.

Группа 2 — формоизменяющие операции. Происходит пластическое перераспределение металла без нарушения сплошности. Форма меняется, объем остается постоянным (с точностью до уплотнения). Примеры: гибка, вытяжка, отбортовка, рельефная штамповка, обжим, раздача, холодное выдавливание.

На практике деталь почти никогда не получается за одну операцию. Реальный технологический процесс — это последовательность из 3–8 и более операций, комбинирующих разделение и формоизменение.

Разделительные виды холодной штамповки

Вырубка

Как работает: Пуансон (острый или с небольшим радиусом) продавливает полосу или лист, установленный на матрице. Металл разрушается по периметру: сначала пластический сдвиг (гладкая зона), затем хрупкий отрыв (шероховатая зона).

Оснастка: Штамп простого или прогрессивного действия. Зазор между пуансоном и матрицей — 5–12% от толщины металла.

Применение: Получение плоских деталей произвольного контура — шайбы, прокладки, пластины, фланцы, корпуса датчиков, контакты, элементы реле. Массовое производство (от 10 000 штук).

Ограничения: При толщине металла более 6 мм холодная вырубка требует огромных усилий и становится нерентабельной (переход на лазерную или гидроабразивную резку). Твердость заготовки — не более 35–40 HRC (иначе разрушается пуансон).

Пробивка

Как работает: Аналог вырубки, но получается не внешний контур, а отверстие. Пуансон продавливает металл, а отход (вырубка) удаляется через отверстие в матрице.

Особенность: Пробивка отверстий малого диаметра (менее толщины материала) — риск поломки пуансона. Для диаметра = 0,5×толщины нужны пуансоны из быстрорежущей стали с направляющей втулкой.

Применение: Отверстия в корпусах, решетках, перфорированных листах, монтажные и технологические отверстия в штампованных деталях.

Обрезка

Как работает: Удаление лишнего металла по контуру — чаще всего обрезка припуска после вытяжки или обсечка грата после вырубки.

Применение: Финальная операция после глубокой вытяжки (стаканы, корпуса) или для придания детали точного контура.

Формоизменяющие виды холодной штамповки

Гибка

Как работает: Заготовка (плоская) помещается между пуансоном и матрицей. Пуансон, опускаясь, заставляет металл изгибаться в зоне контакта. Внутренняя часть сжимается, наружная — растягивается.

Ключевая особенность — пружинение (springback). После снятия нагрузки заготовка стремится вернуться в исходную форму. Угол пружинения для мягкой стали — 1–3°, для нержавейки — 2–5°, для алюминиевых сплавов — 3–7°. Компенсируется перегибом на больший угол (угол пуансона делают меньше номинального на величину пружинения).

Применение: Скобы, кронштейны, хомуты, корпусные детали, направляющие, уголки. Автомобилестроение (кронштейны крепления), электротехника (контактные пластины), строительные метизы.

Оборудование: Листогибочные прессы, кривошипные прессы простого действия, CNC гибочные центры для сложных пространственных гибов.

Вытяжка

Самый сложный и наукоемкий вид холодной штамповки. Из плоской заготовки получают полое изделие (стакан, чашу, корпус, колпачок).

Как работает: Заготовка прижимается к матрице прижимным кольцом. Пуансон вдавливает металл в полость матрицы. Металл течет радиально и осево, стенки утоняются, дно остается почти исходной толщины.

Цикл вытяжки может состоять из нескольких переходов. Например, стакан глубиной 100 мм из заготовки диаметром 200 мм за один переход получить невозможно — порвется дно. Делают первый переход (глубина 35–40 мм), отжиг для снятия наклепа, затем второй (еще 35–40 мм), затем третий.

Применение: Корпуса батареек, гильзы, аэрозольные баллоны, кухонные мойки, корпуса стартеров, топливные баки, корпуса фильтров. Огромный сегмент — производство посуды (кастрюли, миски, кружки).

Материалы: Низкоуглеродистые стали (08кп, 10кп), нержавейка AISI 304/316, алюминий (АМц, АМг2), латунь.

Холодное выдавливание (объемная штамповка)

Исходная заготовка — не лист, а пруток, отрезок катанки или предварительно вырубленная шайба. Под высоким давлением металл течет в замкнутой полости, полностью заполняя матрицу.

Виды выдавливания:

Прямое — металл вытекает в направлении движения пуансона (получение прутка из заготовки).
Обратное — металл течет в противоположную сторону, обтекая пуансон (получение стаканов с толстым дном).
Комбинированное — часть металла течет прямо, часть обратно.

Давление на пуансоне достигает 1000–2500 МПа — это выше предела текучести любой конструкционной стали. Поэтому материал пуансонов — карбид вольфрама (VK8, VK10) или быстрорезы с PVD-покрытиями.

Применение: Шестерни (прямозубые и косозубые малых модулей), фланцы, ступицы, поршни, втулки, ролики подшипников, наконечники инструмента, корпуса свечей зажигания. Практически любые симметричные детали диаметром до 100 мм и высотой до 150 мм.

Оборудование: Механические и гидравлические прессы усилием от 100 до 2500 тонн. Для мелких деталей (болты, гайки) — многопозиционные холодновысадочные автоматы (формажеры) производительностью до 300 деталей в минуту.

Отбортовка

Как работает: В уже имеющемся отверстии формируется борт (цилиндрический или конический). Пуансон входит в отверстие и раздвигает края. Металл растягивается по периметру, стенка борта становится тоньше дна.

Применение: Отверстия под резьбу (после отбортовки можно нарезать резьбу метчиком без увеличения толщины фланца), лючки, смотровые окна, монтажные проушины.

Рельефная штамповка (чеканка, калибровка)

Как работает: Пуансон имеет мелкий рельеф (цифры, буквы, рифления, углубления). При ударе или плавном нажатии этот рельеф отпечатывается на детали. Пластические деформации очень локальны.

Применение: Клейма, маркировка деталей, накатка «елочки» на рукоятках, создание плоских ребер жесткости, формовка фальца в жестяных корпусах.

Обжим и раздача

Обжим — уменьшение поперечного сечения открытого торца полой детали (например, сужение кончика трубки). Раздача — расширение. Оба метода работают при условии, что длина детали значительно больше диаметра.

Применение: Хомуты, наконечники труб, картеры, сильфоны, корпуса амортизаторов, соединительные муфты.

Какой вид штамповки где применяется (отраслевая таблица)

Отрасль

Типичные детали

Основные виды штамповки

Серийность

Автомобилестроение

Кронштейны, рычаги, втулки, фланцы, корпуса подшипников

Вырубка, гибка, холодное выдавливание, вытяжка

Крупносерийное (50 000 – 2 млн/год)

Авиастроение (упрощенное)

Элементы крепежа, пластины, обечайки малых толщин

Чистовая вырубка, гибка, отбортовка

Серийное (1000 – 50 000)

Электротехника

Инженерная компания, принимая решение, какой вид штамповки применить, последовательно отвечает на вопросы:

Это лист или пруток? Если лист — выбор между вырубкой, гибкой, вытяжкой. Если пруток — объемная штамповка (холодное выдавливание, высадка).
Какая толщина/сечение? Для листа до 6 мм — холодная вырубка возможна, выше — спорно. Для прутка до 50 мм — холодное выдавливание эффективно, выше — только горячая штамповка.
Какая форма детали?

Плоский контур → вырубка.
Плоский контур с изогнутыми полками → вырубка + гибка.
Осесимметричный стакан → вытяжка.
Массивная объемная деталь (шестерня) → холодное выдавливание.

Какой материал? Низкоуглеродистые стали, алюминий, медь, латунь — хорошо. Высокоуглеродистые и легированные (40Х, ХВГ) — плохо (требуют промежуточных отжигов).
Допустима ли последующая мехобработка? Если да — можно упростить штамповку (снять точность). Если нет — нужна калибровка или чистовое выдавливание.
Требования к зоне раздела (кромке)? Если деталь работает на изгиб и кромка не должна иметь микротрещин — вырубка с минимальным зазором (2–3%). Если безразлично — зазор до 12% (снижается усилие, стойкость оснастки выше).
Серийность — менее 5000 штук делает холодную штамповку неоправданной (дорогая оснастка). От 5000 до 50 000 — простые штампы (однопозиционные). От 50 000 — прогрессивные штампы с автоматизацией.

Примеры реальных технологических цепочек

Пример 1. Кронштейн крепления датчика ABS (сталь 08кп, толщина 2 мм).

Цепочка:

Вырубка внешнего контура (прогрессивный штамп).
Пробивка двух отверстий под болты и одного под датчик.
Гибка под 90° с калибровкой (компенсация пружинения +1,5°).
Рельефная штамповка (два ребра жесткости).
Обрезка грата.

Время цикла: 3 секунды. Серийность 500 000/год. Только гибка и вырубка — без вытяжки и выдавливания.

Пример 2. Корпус газового редуктора (алюминий АМг2, толщина 1,5 мм, глубина вытяжки 45 мм).

Цепочка:

Вырубка кружка (заготовка) диаметром 130 мм.
Первая вытяжка: стакан глубиной 28 мм.
Отжиг (350°C, 2 часа) + снятие окалины.
Вторая вытяжка: глубина 45 мм.
Обрезка верхней кромки.
Пробивка входного и выходного отверстий.
Отбортовка отверстий (для последующей резьбы).

Четыре операции вытяжки (с двумя промежуточными отжигами) не потребовались из-за выбора пластичного сплава АМг2.

Холодная штамповка — это не «один метод», а система из более чем 15 технологических операций, которые инженер комбинирует для получения детали с требуемой геометрией, точностью и механическими свойствами. Правильный выбор конкретного вида (вырубка, гибка, вытяжка, выдавливание, отбортовка или их комбинация) определяет 70% стоимости оснастки и сроки запуска производства.

Практические рекомендации от инженерной компании:

Для плоских деталей с отверстиями — смотрите в сторону прогрессивных штампов с совмещением операций.
Для полых деталей — считайте количество переходов вытяжки. Более 3 переходов — сигнал к пересмотру формы или материала.
Для объемных деталей (шестерни, фланцы) — холодное выдавливание часто в 3–5 раз дешевле литья или обработки резанием при тиражах от 50 000 штук.
Всегда закладывайте компенсацию пружинения на гибку — самая недооцененная особенность.

Инженерная компания, владеющая всеми видами холодной штамповки, способна не только изготовить деталь «как на чертеже», но и подсказать заказчику, как изменить конструкцию для снижения себестоимости в 2–3 раза без потери функционала. Это и есть главная ценность глубокой технологической экспертизы.

Свяжитесь с нами и мы начнем решать Ваши задачи.

Заказать услугу

Задать вопрос