Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способы изготовления матриц для штамповки сталей

Способы изготовления матриц для штамповки сталей

Изготовление матрицы — ответственный этап производственного процесса и является самой сложной и ответственной работой, поскольку именно от ее качества зависит и качество будущего изделия.


Нанесение декоративного покрытия (гелькоута)


Процесс приклеивания стекломата


Процесс обработки стекломата


Проверка качества соединения компонентов.


Нанесение декоративного покрытия (гелькоута)


Удаление лишних компонентов и выступающих элементов


Матрица будущего изделия


Матрица будущего изделия


Матрица будущего изделия


Матрица камина


Матрица велосипедного шлема


Матрица будущего изделия

При некачественно изготовленной матрице обязательно проявятся изъяны в изделии, что в конечном итоге приведет к финансовым издержкам, задержке производственного цикла, браку конечного изделия.

Доверяя изготовление матрицы (прототипа) нам, вы можете быть уверены в том, что получите матрицу высокого качества в оговоренные сроки.

Наша компания располагает опытными специалистами и всем необходимым оборудованием для изготовления матриц.

Матрица изготавливается из углепластика или стеклопластика

Стеклопластик может являться материалом не только для того или иного изделия как конечного продукта производства, но и для специальной технологической оснастки при формовании этих самых изделий.

Если речь идет о малосерийном производстве, то экономически выгодней использовать стеклопластик, чем, например, металл. Кроме того, для специалиста-профессионала достаточно просто и быстро выложить форму из стеклокомпозита, что позволяет снизить время изготовления и стоимость получаемого изделия.

Традиционный способ предполагает изготовление мастер-модели (прототипа, пунсона, болванки) будущего изделия. Затем на ней слой за слоем наращивается сама матрица, внутренняя поверхность которой представляет собой отображение поверхности мастер-модели.

Как работают матрицы и пуансоны

При прессовании прочный трамбовочный пуансон сильно давит на специальную шайбу для пресса, которая, в свою очередь, передает давление на заготовку. В итоге нужная заготовка выдавливается сквозь матрицу. Пуансон способен работать при огромных тепловых и силовых нагрузках, поэтому его производят из износоустойчивого металла. Приспособление отличается большой прочностью и не повреждается при перепадах температуры.

Другими словами, штамп считается приспособлением, который при помощи давления может изготовить заготовку необходимой формы и размера. При штамповке различных деталей он является наиболее важным инструментом. Когда вместе с ним применяется полиуретан, то из него делают качественную матрицу, которая будет ответным узлом штампа.

При сборке любого вида штампа конструкция этого приспособления всегда полностью совпадает с режущей кромкой матрицы. Другими словами, подобное изделие является замыкающим узлом, который способен создать верхнюю часть заготовки. Набором пуансонов называется небольшой пресс, который может качественно маркировать или делать штамповку разных узлов. С помощью этого приспособления есть возможность изготавливать заготовки любых габаритов или наносить качественную маркировку, которая может быть зеркальной или обычной.

Наборы пуансонов используются на металлообрабатывающих предприятиях, на которых практикуется прессование железных заготовок или изготавливаются листовые детали. В строительной сфере при помощи этого приспособления можно сделать блоки из газобетона, которые имеют различные пустоты.

Основное назначение матрицы

Для того чтобы изготовить заготовку необходимой формы, используется матрица, которую можно сделать из:

  • полиуретана;
  • резины;
  • различных металлов.

Чтобы сделать железную деталь, матрицу необходимо изготовить из специализированной прочной стали, которая имеет высокую износоустойчивость. Подобная конструкция должна быть оборудована отполированными стенками и не иметь крышки.

Специалисты выделяют матрицы следующих видов:

  • простые;
  • сложные;
  • универсальные.

Наиболее сложные конструктивные решения используются довольно редко, поэтому их производят по индивидуальному заказу. Примером простых матриц стоит считать формы для производства различных блоков и небольших кирпичей.

Основные характеристики штамповых сталей

Стали для изготовления штампового инструмента делятся на две разновидности. Первая разновидность используется для получения инструментов, участвующих в холодной деформации металлических заготовок. Вторая разновидность идёт на создание устройств, позволяющих деформировать металлическую заготовку в разогретом состоянии.

Сплавы инструментального типа для холодного штампования должны обладать высоким коэффициентом твёрдости. Таким образом, изделия из такой стали будут защищены от преждевременного истирания. Впрочем, для таких устройств как пуансоны большую роль играет коэффициент вязкости инструментального сплава.

Что касается стали, которая идёт на создание технических устройств для горячей штамповки, то она должна быть, прежде всего, жароустойчивой. Только в этом случае инструмент не будет перегреваться и плавиться в процессе обработки металлической заготовки. Кстати, сплавы, предназначенные для производства большеразмерных штампов, должны быть готовы выдержать высокую степень нагрева. И, конечно, сплавы, из которых создают формально сложные пуансоны и штампы, не должны быть подвержены значительномудеформированию.

Читать еще:  Почему шуруповерт не зажимает биту и что делать

Стали для изготовления штампов делятся также на следующие подкатегории:

  • средней теплоустойчивости с высоким показателем ударной вязкости;
  • повышенной теплоустойчивости с высокой ударной вязкостью;
  • высокой теплоустойчивости.

Главным общим признаком всех сталей, рассчитанных на горячее деформирование, является низкий процент содержания углерода – не выше 0,6 %. Именно этот фактор обуславливает их высокую ударную вязкость.

Сферы использования штамповой стали

Сплавы под марками У10, У11,У12 – это стали для штампов и пресс-форм. Рабочая среда для этих инструментов должна быть облегчённой. Для производства устройств с более сложной структурой используются легированные стали, прошедшие закалку в масле. Пример такого сплава – ШХ15.

Из сплавов с хромовой присадкой (1-2%) производят валки холоднопрокатных станов. Жаропрочные и вязкие сплавы с высоким уровнем прокаливаемости используются в производстве горячих штампов. В лёгких рабочих условиях применяются штампы из углеродистых сталей марок У7, У8, У9. Если речь идёт о тяжёлых рабочих условиях, то штамповочный инструмент производится из легированных сталей. Это, к примеру, такая популярная сталь как 5ХНМ, а также ряд её заменителей.

Всем, кому необходима инструментальная штампованная сталь и произведённые на её основе инструменты, могут в любое время обращаться в компанию МСК!

При отправке заявки незабудьте потребовать свежий прайс. Мы свяжемся с Вами в ближайшее время!

Использование штампов

Матрицы могут использовать как в ручной ковке, так и при применении различных прессов и пневматических молотов.

Технология таких кузнечных работ следующая.

  • На наковальню укладывают штамп нужно формы.
  • Заготовку разогревают до ковкой температуры.
  • Нагретую болванку укладывают на штамп и ударами молота проводят так называемую раскатку металла.
  • Лишние элементы отрубаются зубилом или срезаются.

При работе с такими матрицами, как пика, гусиная лапка, лист и другие подобные, используют прокат в виде прутка, круга или квадрата соответствующего размера.

Когда изготавливают двухсторонний рисунок, разогретую заготовку укладывают между двух половинок матрицы и, нанося удары молота, формируют конфигурацию кованого изделия.

При использовании пневматических или других механизированных молотов матрица может устанавливаться на боек молота (обычно на нижний неподвижный).

Также штампы монтируют и на различные прессы.

Если при изготовлении требуется сделать дополнительные операции (например, отверстия), изделие прошивают, отдельно пользуясь соответствующими инструментами.

Технология использования матриц стала основоположницей такого вида производства, как штампование. Принцип изготовления похож, только вместо ручной работы применяют машины.

Для пресс-форм используют высокопрочные стали, способные выдерживать ударные нагрузки. Эти стали хорошо закаливаются и обладают высокой вязкостью. Чаще всего применяют 40Х13 и 5ХНМ. Для штампов выбирают прочные стали Ст45, Ст40Х, У8.

Для холодной штамповки применяют гидравлический пресс из-за разнообразия его конфигураций и небольшого расхода металла. Для вырубки и пробивки выбирают инструмент с большим ходом шайбы.

ВАЖНО! Стали У8А и 8ХФ не применяются для изготовления деталей пресс-форм. Сталь У10А тверда после термообработки, но изготовляемые с ее помощью детали придется подвергать дополнительной механической обработке.

Технология штамповки деталей из металлических листов и ее виды

Штамповкой называют процесс придания деталям нужной формы и получение определенного документами размера путем механического воздействия на них с помощью давления. Основное направление штамповки – это производство деталей из заготовок, в качестве которых используется листовой прокат. Под действием сдавливающего усилия заготовка подвергается деформации и приобретает нужную конфигурацию.

Различают штамповку, выполненную горячим способом с нагревом заготовки и холодным способом без ее предварительного нагрева. Штамповка деталей из листового металла осуществляется без их предварительного нагрева.

Деформацию давлением с нагревом заготовки используют при изготовлении деталей из металла, не обладающего достаточной пластичностью, и в основном применяют при производстве небольших партий объемных изделий из металлического листа, имеющего толщину в пределах 5 миллиметров.

Технологический процесс горячей штамповки металла во многом совпадает с последовательностью операций холодной обработки заготовок. Отличие состоит в предварительном нагреве исходных заготовок в печах до температуры, обеспечивающей пластичность металла. При этом учитывается степень коробления детали при остывании, а также ее утяжка при деформационной обработке, влияющая на ее размер. Чтобы исключить отклонения от требуемых размеров для деталей, полученных горячей штамповкой, делают большие допуски.

Читать еще:  Характеристики железобетонных водоотводных лотков

При производстве штампованных деталей из листового металла в основном используют метод холодной штамповки.

Холодная штамповка листового металла

Технология холодной деформации листового проката с помощью штампов подразумевает изменение формы и размеров изделия с сохранением их первоначальной толщины.

В качестве материала для получения штампованных изделий холодным способом используют полосы, листы или тонкую ленту в основном из низкоуглеродистых и легированных пластичных сталей, а также медных, латунных (содержащих свыше 60% меди), алюминиевых, магниевых, титановых и других пластичных сплавов. Применение для штамповки сплавов, обладающих хорошей пластичностью, связано с тем, что они легко поддаются деформационному изменению.

Для осуществления холодной штамповки листового металла используют различные операции, которые зависят от поставленной задачи достижения определенной формы заготовки. Их подразделяют на разделительные и формоизменяющие воздействия.

1. При разделительных деформациях материал заготовки частично отделяют по заданному контуру. Отделение осуществляется путем сдвига части металла по отношению к основной заготовке. Такими операциями являются резка, вырубка, пробивка и другие.

Рассмотрим, как осуществляются некоторые операции разделительного характера.

Резка

При проведении резки от детали отделяется определенная часть путем ее разрезания по фигурной или прямой линии. Такая разделительная операция выполняется с помощью пресса, выполненного в виде ножниц разной конструкции.

Такая операция предназначена в основном для подготовки заготовки к другим способам обработки.

Пробивка

Операцию, называемой пробивкой, используют для создания в заготовке отверстия разной формы. Часть металла при пробивке из заготовки удаляется совсем, и ее вес уменьшается.

На рисунке показана схема процесса пробивки.

Вырубка

С помощью процесса вырубки металлической детали придают готовый вид изделия, имеющего замкнутый контур.

На рисунке показана схема изготовления детали с помощью вырубки.

2. Формообразующие деформации включают изменение формы и размеров изделия при перемещении его отдельных областей, не приводящем к его общему разрушению. К ним относят вытяжку, гибку, рельефную формовку, скручивание, обжим и другие операции.

Рассмотрим некоторые виды операций, не приводящие к физическому разрушению формы.

Вытяжка

С помощью вытяжки из листовых плоских заготовок получают полые объемные изделия. Например, таким способом изготавливают детали, имеющие форму полусферы, цилиндра, конуса, куба и других видов. На рисунке показаны разные варианты выполнения вытяжки.

Гибка

С помощью операции гибки листовому изделию придается заданная форма его изгиба. В зависимости от вида гибки такая операция дает возможность получать изогнутые изделия разной конфигурации. Некоторые из них показаны на рисунке.

Рельефная формовка

Этот вид операции подразумевает видоизменение локальных частей изделия, его внешняя конфигурация остается без изменения. На рисунке изображена схемы некоторых операций формовки:

Возможно также применение комбинированных операций, включающих разделение и формообразование одной детали.

Технологический процесс проведения холодной штамповки состоит из этапов, которые связаны с характером деформационной операции и зависят от вида используемого штампового оборудования.

Разработка техпроцесса проводится в следующей последовательности:

  • Обозначается структура основных операций, включающая их характер, количество и последовательность выполнения.
  • Выполняется расчет первоначальных, промежуточных и готовых размеров детали, а также необходимых деформационных усилий для достижения нужного результата.
  • Проводится документальное оформление технологического процесса.

В техпроцесс могут быть внесены дополнительные операции, с помощью которых заготовка приводится к виду, удобному для обработки. К ним относятся очистка, правка листов, нанесение смазки и другие операции.

Штамповочный пресс для металла

Все операции холодной штамповки можно осуществлять при наличии специального оборудования, главным из которых является штамповочный пресс. Его устройство может быть на основе механики, либо с использованием гидравлики.

К механическим видам относят:

  • эксцентриковые прессы;
  • прессы с использованием кривошипно-шатунного механизма.

Для осуществления операций пробивки, вырубки и вытяжка используется штамповочный пресс кривошипного типа.

Устройство и принцип работы пресса кривошипного типа

Любой пресс, предназначенный для штамповки изделий, включает основные узлы, к которым относится: механизм, приводящий его в действие и устройство, осуществляющее непосредственную штамповку.

Читать еще:  Токарный шпиндельный узел: эксплуатационные свойства

Действующий механизм – это кривошипный вал, который приводится в движение с помощью электропривода. Для этого электродвигатель при вращении маховика передает вращение кривошипному механизму с помощью зубчатой передачи.

Совершая возвратно-поступательные действия, ползун кривошипа приводит в работу штамповое устройство, которое с усилием давления осуществляет пластическую деформацию.

Основные детали такого пресса выполнены из высокопрочных сталей и дополнительно укреплены с целью придания необходимой жесткости.

Устройство гидравлического пресса

Штамповочный пресс для металла гидравлического типа применяется для создания объемных форм с помощью продавливания металла.

Принцип действия такого механизма основан на давлении жидкости, помещенной в двух резервуарах, которые снабжены поршнями. Резервуары соединены трубопроводом. В результате давления в жидкости, возникающего в момент ее нагнетания в цилиндр из другого резервуара, оно передается на ползун и приводит его в движение. При перемещении ползун с большим усилием продавливает заготовку.

Изготовление штампов для холодной штамповки металла

Рабочим устройством любого прессового станка является сам штамп. Он включает две рабочие части, называемые матрицей и пуансоном. В процессе работы подвижной является только верхняя деталь штампа – пуансон, закрепленный на ползуне. Матрица расположена снизу и остается неподвижной.

Деформирование листа осуществляется во время прижимания пуансона к матрице с расположенной на ней заготовкой.

Разработке чертежей и изготовлению штампов для пресса предъявляются повышенные требования, т. к. от их точности зависит правильность формирования изделия.

Выполняются такие работы поэтапно в следующей последовательности:

  • составляется эскиз штампа;
  • с помощью компьютерной схемы штампа, составленной по специальной программе, проводится проверка рационального раскроя материала;
  • при необходимости эскиз корректируется, и уточняются размеры штампа;
  • обозначаются места расположения отверстий и их размеры, которые затем будут нанесены на поверхность штампа;
  • после окончательного согласования чертежей приступают к изготовлению самого штампа.

Современные станки для штамповки изделий оснащены штампами, изготовленными с большой точностью при помощи компьютерных технологических программ.

экономичным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;

весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;

низкой себестоимостью изготавливаемых изделий.

Наибольшее распространение холодная штамповка получила в крупносерийном и массовом производстве, где большие масштабы выпуска позволяют применять технически более совершенные, хотя и более сложные и дорогие штампы.

Эффективность использования холодной штамповки обусловлена снижением веса изделия при увеличении жесткости и прочности штампованных деталей в сравнении с другими методами обработки металлов. При обработки металлов холодной штамповкой есть возможность получить законченную деталь без применения последующих деформаций.

Наше конструкторское бюро предлагает услуги по разработке и проектированию штампов. У нас есть большой опыт в данной области проектирования изделий. Также есть возможность изготовления спроектированных штампов у наших проверенных партнеров.

Как происходит изготовление штампа

Изготовление матрицы выполняется по чертежам детали или матрицы. При отсутствии чертежей матрицы, возможно их проектирование конструкторами компании по чертежам готового изделия. После получения полного комплекта КД разрабатывается ТД, производится закупка заготовительных материалов согласно предварительно составленной смете.
Типовая технология производства матрицы для холодной штамповки обычно предполагает наличие следующих операций:

  • подготовительная. Осуществляется доставка материалов в цех и их порезка на пилоотрезном станке на заготовки заданного размера под дальнейшую мех. обработку;
  • термообработка по заданным в операционных картах режимам;
  • предварительная обработка полученных заготовок. Осуществляется на вертикально–фрезерных и токарно-винторезных станках. Основная задача – получить полуфабрикат, пригодный для обработки на фрезерных программируемых центрах.
  • фрезерно-токарная ЧПУ – наиболее ответственная часть техпроцесса – заключается в получении точных размеров, высококлассных поверхностей, сложных геометрических конфигурации;
  • шлифовка для получения точных поверхностей.

Из каких материалов изготавливают матрицы для холодной штамповки металла

Матрицы – это части штампа, испытывающие повторные ударные и вибрационные нагрузки. Соответственно, подбор стали для матрицы – мероприятие ответственное, от марки стали зависят мех. характеристики матрицы и ее рабочий ресурс. Для деталей простой формы применяют инструментальные стали, обладающие высокой твердостью и повышенной стойкостью к износу. Эти особые свойства инструментальная сталь приобретает после калки, поскольку содержит большое количество углерода (С), около 1 процента и более. Матрицы для холодной штамповки сложной геометрии изготавливают из сталей легированных хромом, ванадием, медью и другими элементами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector