Система изготовления быстрой матрицы. Статьи, инструкции и технологии на НГК-Маркет

Основные характеристики изделия

Абсолютно любой вид штампов имеет определенный гарантийный срок эксплуатации. Главными узлами этого приспособления являются матрица и пуансон, которые довольно быстро изнашиваются. Эти узлы необходимо регулярно менять, потому что они способны служить без замены около 5 лет.

По этой причине при производстве цилиндрических штампов выполняется основательное шлифование. Мастера делают черновую обработку приспособления, а потом уже чистую шлифовку. Приспособление затачивается и полируется на последнем этапе его изготовления.

Чтобы сделать фасонные пуансоны, используется технологический оттиск. Приспособление закаливают в горячей печке в течение 10 минут. Далее приступают к финишной шлифовке. Чтобы получить изделие сложной формы, применяется большое количество специализированного оборудования. Тут почти невозможно обойтись без использования фрезерных и строгальных станков.

Подобное оборудование нужно для производства матрицы. Когда формы для пресса сделаны очень качественно, а пуансон снабжен точной линией среза, то штамп будет обладать высокой степенью износоустойчивости и большим сроком службы. Специалисты считают, что сделать штампы своими руками очень сложно. Для этого необходимо обладать многими знаниями в области обработки металлов.

Источник

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Пуансоны, матрицы, державки, подкладные плитки и шпонки штампов для разделительных операций должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ГОСТ 16621-80 — ГОСТ 16675-80, ГОСТ 24023-80 по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

1.2. Материал для пуансонов выбирается:

а) из группы инструментальных сталей (У8А, У10А и другие) при условии, что допускаемое напряжение на сжатие 1600 МПа (160 кгс/мм);

б) из группы высоколегированных сталей (Х12М, 9ХС и другие) при условии, что 1900 МПа (190 кгс/мм).

Расчет пуансонов на прочность приведен в приложении.

1.3. Материал матриц должен быть с механическими свойствами не ниже, чем у пуансонов.

1.4. Державки, подкладные плитки и шпонки должны изготовляться из стали марки 45 по ГОСТ 1050-88.

Державки с шариковым креплением пуансонов должны изготовляться из стали марки 20 по ГОСТ 1050-88 с последующим цементированием на глубину 0,8. 1,2 мм и иметь твердость HRC 59. 63.

1.5. Пуансоны, матрицы, державки, подкладные плитки и шпонки должны быть термически обработаны и иметь твердость:

— пуансоны — HRC 55. 59 (кроме места, обозначенного на чертеже штрих-пунктирной линией);

— матрицы — HRC 57. 61;

— державки для быстросменных пуансонов и матриц — HRC 42. 46;

— остальные державки — HRC 34. 40;

— подкладные плитки и шпонки — HRC 42. 46.

Допускается по требованию потребителя изменение твердости.

1.6. Допускается по требованию потребителя изготавливать:

— рабочее отверстие матрицы с углом режущей грани 90°;

— быстросменные пуансоны без проточки (-1);

— пуансоны диаметром 8 мм и матрицы всех размеров с канавками для выхода шлифовального круга по ГОСТ 8820-69 вместо 0,5 max;

— матрицы без фаски на рабочей плоскости;

— рабочие поверхности пуансонов и матриц с параметром шероховатости <0,4 мкм

1.7. Режущие кромки пуансонов и матриц должны быть острыми. Завал кромок, выкрашивание и другие механические дефекты не допускаются.

1.8. В державках, предназначенных для пуансонов и матриц с канавками для выхода шлифовального круга по ГОСТ 8820-69, фаску 0,5×45° на диаметре не делать.

1.9. Пуансоны, матрицы, державки, подкладные плитки и шпонки должны быть размагничены.

1.10. Предельные отклонения рабочих размеров пуансонов и матриц (, , ) выбираются в зависимости от точности обрабатываемого контура, толщины и вида штампуемого материала и других условий.

1.11. Неуказанные предельные отклонения размеров должны соответствовать полю допуска: для отверстий — Н14, для валов — h14, для остальных ; для углов — по ГОСТ 8908-81.

1.12. Допуск симметричности контура державки относительно оси посадочного отверстия — 0,20,3 мм.

1.13. Пуансоны, матрицы, державки, подкладные плитки и шпонки не должны иметь трещин, забоин и других дефектов, снижающих их эксплуатационные качества и эстетический вид.

1.14. Резьба метрическая — по ГОСТ 9150-81* и ГОСТ 24705-81**, поля допусков — по ГОСТ 16093-81***:

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 9150-2002,

** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 24705-2004;

*** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 16093-2004. — Примечание изготовителя базы данных.

6Н — для внутренней резьбы с шагом до 0,8 мм;

7Н — для внутренней резьбы с шагом свыше 0,8 мм.

1.15. У пуансонов с диаметром <18 мм центровые отверстия на рабочем торце не допускаются.

Va матрицы (pva и mva)

VA (Vertical Alignment) — данную технологию, разработанную Fujitsu, можно рассматривать как компромисс между TN и IPS матрицами. В матрицах VA кристаллы в выключенном состоянии расположены перпендикулярно плоскости экрана. Соответственно черный цвет обеспечивается максимально чистый и глубокий, но при повороте матрицы относительно направления взгляда, кристаллы будут видны не одинаково.

Для решения проблемы применяется мультидоменная структура. Технология Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) предусматривает выступы на обкладках, которые определяют направление поворота кристаллов. Если два поддомена поворачивается в противоположных направлениях, то при взгляде сбоку один из них будет темнее, а другой светлее, таким образом для человеческого глаза отклонения взаимно компенсируются.

Для уменьшения времени отклика в матрицах Premium MVA и S-PVA применяется система динамического повышения напряжения для отдельных участков матрицы, которую обычно называют Overdrive. Цветопередача матриц PMVA и SPVA почти так же хороша как и у IPS, время отклика немного уступает TN, углы обзора максимально широкие, черный цвет наилучший, яркость и контраст максимально возможные среди всех существующих технологий.

Однако даже при небольшом отклонении направления взгляда от перпендикуляра, даже на 5–10 градусов можно заметить искажения в полутонах. Для большинства это останется незамеченным, но профессиональные фотографы продолжают за это недолюбливать технологии VA.

MVA и PVA матрицы обладают отличной контрастностью и углами обзора, но вот с временем отклика дела обстоят похуже – оно растет при уменьшении разницы между конечным и начальным состояниями пиксела. Ранние модели таких мониторов были почти непригодны для динамичных игр, а сейчас они показывают результаты близкие к TN матрицам.

Цветопередача *VA матриц, конечно, уступает IPS-матрицам, но остается на высоком уровне. Тем не менее, благодаря высокой контрастности, эти мониторы будут отличным выбором для работы с текстом и фотографией, с чертежной графикой, а также в качестве домашних мониторов.

В заключении могу сказать, что выбор всегда за вами…

Значение коэффициента к

S, мм

Гибкой (изгибанием) называется операция, в результате которой заготовка принимает требуемую форму (конфигурацию) и размеры за счет растяжения наружных слоев металла и сжатия внутренних. Во время изгибания все наружные слои материала растягиваются, увеличиваясь в размере, а внутренние — сжимаются, соответственно уменьшаясь в размере.

И только слои металла, находящиеся вдоль оси изгибаемой заготовки, сохраняют после изгибания свои первоначальные размеры. Важным при гибке является определение размеров заготовок. При этом все расчеты ведутся относительно нейтральной линии, т.е. тех слоев материала заготовки, которые при гибке не изменяются в размерах.

В случае, если на чертеже детали, которая должна быть получена гибкой, не указан размер заготовок, слесарь должен самостоятельно определить этот размер. Расчет производят, подсчитывая размер детали по средней линии (определяют длину прямолинейных участков, подсчитывают длину изогнутых участков и суммируют полученные данные).

Общая длина заготовок при гибке с закруглениями подсчитывается по следующей формуле: L =l1 l2 l3 … ln πr1α1/180 … πrnαn/180, где l1, l2, l3,…, ln — длина прямолинейных участков заготовки; r1,… …, rn — радиусы соответствующих закруглений; α1,…, αn — углы загиба.

Если при гибке угол изгиба не должен иметь закругления, то длину заготовки определяют по следующей формуле: L = l1 l2 l3 … ln (0,5…0,8)Sk, где l1, l2, l, …,ln- длина прямолинейных участков детали; S — толщина материала детали; k — число загибов без закругления. Гибка может выполняться вручную, с применением различных гибочных приспособлений и при помощи специальных гибочных машин.

Инструменты, приспособления и материалы, применяемые при гибке

В качестве инструментов при гибке листового материала толщиной от 0,5 мм, полосового и пруткового материала толщиной до 6,0 мм применяют стальные слесарные молотки с квадратными и круглыми бойками массой от 500 до 1000 г, молотки с мягкими вставками, деревянные молотки, плоскогубцы и круглогубцы.

Выбор инструмента зависит от материала заготовки, размеров ее сечения и конструкции детали, которая должна получиться в результате гибки. Гибку молотком производят в слесарных плоскопараллельных тисках с использованием оправок (рис. 1), форма которых должна соответствовать форме изгибаемой детали с учетом деформации металла.

Рис. 1. Гибка на оправке: а-в — последовательность выполнения операции

Молотки с мягкими вставками и деревянные молотки — киянки применяют для гибки тонколистового материала толщиной до 0,5 мм, заготовок из цветных металлов и предварительно обработанных заготовок. Гибку производят в тисках с применением оправок и накладок (на губки тисков) из мягкого материала.

Плоскогубцы и круглогубцы применяют при гибке профильного проката толщиной менее 0,5 мм и проволоки. Плоскогубцы предназначены для захвата и удержания заготовок в процессе гибки. Они имеют прорезь около шарнира. Наличие прорези позволяет производить откусывание проволоки.

Круглогубцы также обеспечивают захват и удержание заготовки в процессе гибки и, кроме того, позволяют производить гибку проволоки. Ручная гибка в тисках — сложная и трудоемкая операция, поэтому для снижения трудовых затрат и повышения качества ручной гибки используют различные приспособления.

Эти приспособления, как правило, предназначены для выполнения узкого круга операций и изготавливаются специально для них. На рис. 2 показано приспособление для гибки угольника ножовки. Перед началом гибки ролик 2 гибочного приспособления смазывают машинным маслом.

Рис. 2. Приспособление для гибки рамки ножовочного станка: а, б — схемы применения приспособления; в — готовая рамка; 1 — рычаг; 2 — ролик; 3 -заготовка; 4 — оправка; А, Б — соответственно верхнее и нижнее положения рычага По аналогичной схеме работают и другие гибочные приспособления, например, приспособление для гибки кольца из прутка круглого сечения (рис. 3).

Рис. 3. Приспособление для гибки кольца

Наиболее сложной операцией является гибка труб. Необходимость в гибке труб возникает в процессе сборочных и ремонтных операций. Гибку труб производят как в холодном, так и в горячем состоянии. Для предупреждения появления деформаций внутреннего просвета трубы в виде складок и сплющивания стенок гибку осуществляют с применением специальных наполнителей.

Эти особенности обусловливают применение при гибке труб некоторых специфических инструментов, приспособлений и материалов. Приспособления для нагрева труб. Гибку труб в горячем состоянии выполняют после предварительного нагрева токами высокой частоты (ТВЧ), в пламенных печах или горнах, газоацетиленовыми горелками или паяльными лампами непосредственно на месте гибки.

Наиболее рациональным методом нагрева является нагрев ТВЧ, при котором нагрев осуществляется в кольцевом индукторе под действием магнитного поля, создаваемого токами высокой частоты. Наполнители при гибке труб выбирают в зависимости от материала трубы, ее размеров и способа гибки.

В качестве наполнителей используют: • песок — при гибке труб диаметром от 10 мм и более из отожженной стали с радиусом гибки более 200 мм, если она осуществляется и в холодном, и в горячем состоянии; труб диаметром свыше 10 мм из отожженной меди и латуни при радиусе гибки до 100 мм в горячем состоянии; • канифоль — при гибке в холодном состоянии труб из отожженных меди и латуни при радиусе гибки до 100 мм.

Применение наполнителя при гибке труб не требуется, если они изготовлены из отожженной стали, имеют диаметр до 10 мм и радиус гибки более 50 мм. Гибка в этом случае производится в холодном состоянии. Также без наполнителя гнут в холодном состоянии трубы из латуни и меди диаметром до 10 мм при радиусе гибки свыше 100 мм.

Без наполнителя производят гибку труб в специальных приспособлениях, где противодавление, препятствующее появлению деформаций внутреннего просвета трубы, создается другими способами. Простейшим приспособлением для гибки труб является плита, закрепляемая на верстаке или в тисках, с отверстиями, в которых устанавливаются штифты (см. рис. 2.47).

Механизация при гибке

Гибка — весьма трудоемкая и сложная операция, поэтому предпринимаются попытки ее механизировать. Для механизации работ при гибке используют различные гибочные машины. Рассмотрим подробнее конструкции некоторых из них. Листогибочные вальцы (рис. 4) состоят из двух нижних валков 5, которым сообщают вращательное движение при помощи механизма привода 1 и верхнего валка 2, смонтированного на плите 4.

Верхний валок движется от изгибаемого листа 3 и имеет возможность перемещаться по высоте для придания листу заданного радиуса при гибке. Для получения конической формы изгибаемой детали верхнему валку придают наклон, равный углу наклона образующей конуса.

Рис. 4. Листогибочные вальцы: 1 — механизм привода; 2 — верхний валок; 3 — изгибаемый лист; 4 — плита; 5 — нижний

Листогибочные прессы (рис. 5) применяют для выполнения самых разных работ — от гибки кромок до гибки профилей в одной или нескольких плоскостях под разными углами. Гибка профилей осуществляется пуансоном 2 (рис. 5, б), закрепленным на раме ползуна 7, на матрице 3, которая устанавливается на подкладке 4 плиты 5 пресса или непосредственно на плите.

Рис. 5. Листогибочный пресс: а — общий вид; 6 — конструктивная схема; в — формы изгибаемого профиля; 1 — рама ползуна; 2 — пуансон; 3 — матрица; 4 — подкладка; 5 — плита

Роликовые гибочные станки (рис. 6) применяются для гибки профилей различных сечений и бывают трех- и четырехроликовые. Трехроликовый станок для гибки профилей из полос, изготовленных из алюминиевых сплавов толщиной до 2,5 мм, показан на рис. 6, а. Он состоит из верхнего ролика 2, наладка которого относительно двух нажимных роликов 3 и 4 осуществляется вращением рукоятки 1. Прижимы 5 устанавливают так, чтобы ролики свободно скользили по полкам профиля, не давая ему скручиваться при гибке.

Рис. 6. Роликовый гибочный станок: а — трехроликовый: 1 — рукоятка; 2 — верхний ролик; 3,4- нажимные ролики; 5 — прижимы; б — четырехроликовый: 1 — станина; 2, 8 — рукоятки; 3, 5 — ведущие ролики; 4, 7

нажимные ролики; 6 — заготовка

Профили, имеющие форму кругов, спиралей или криволинейные очертания изгибают на четырехроликовых станках (рис. 6, б). Такой станок состоит из станины 1, внутри которой смонтирован приводной механизм для ведущих роликов 3 и 5, подающих заготовку, и двух нажимных роликов 4 и 7, изгибающих заготовку 6.

Требуемый радиус гибки устанавливается вращением рукояток 2 и 8. Станок для гибки труб с индукционным нагревом токами высокой частоты ( ТВЧ ) (рис.7) предназначен для гибки труб с наружным диаметром от 95 до 300 мм и состоит из двух частей — механической и электрической.

Механическая часть — это собственно станок для гибки труб; в электрическую часть входят электрооборудование станка и установка для индукционного нагрева ТВЧ . Станок состоит из сварной станины 1 коробчатого типа, на которой расположены каретка 6 для закрепления трубы, механизм продольной подачи 2, каретка 10 направляющих роликов, каретка 12 нажимного ролика, а также индуктор 9 для индукционного нагрева трубы.

Каретка 6 закрепления трубы перемещается вдоль станины при помощи ходового винта продольной подачи. Закрепление трубы на каретке 6 осуществляется при помощи двух губок 5, одна из которых подвижна. Подвижная губка перемещается при помощи рукоятки 20 вручную и прижимает трубу к неподвижной губке.

Ось изгибаемой трубы 4 эксцентрична по отношению к станине (величина эксцентриситета различна для труб разного диаметра). Каретка 10 направляющих роликов служит для направления движения трубы при гибке и для восприятия реакции от изгибающего усилия.

Она перемещается ходовыми винтами, связанными между собой конической передачей. Один из направляющих роликов 7 укреплен на ползуне и может перемещаться вручную винтом 17. Оба ролика свободно вращаются на своих осях. На каретке направляющих роликов закреплены держатель 8 индуктора, высокочастотный трансформатор (на рисунке не показан) и элементы системы охлаждения 16.

Рис. 7. Станок для гибки труб с индукционным нагревом токами высокой частоты ( ТВЧ ): 1 — станина; 2 — механизм продольной подачи; 3 — удлинитель; 4 — изгибаемая труба; 5 -губки; б, 10- каретки; 7 — направляющие ролики; 8 — держатель индуктора;

Каретка нажимного ролика закреплена неподвижно. По основанию каретки перемещается ползун с запрессованной осью, на которой и вращается нажимной ролик. Перемещение ползуна осуществляется с помощью ходового винта, приводимого в движение механизмом поперечной подачи 14.

На каретке нажимного ролика установлены два конечных выключателя 75 для ограничения хода нажимного ролика 77 в зависимости от выбранного радиуса гибки. Сменный индуктор 9 для нагрева труб представляет собой кольцо из медной трубки, которое охлаждается водой, подводимой по гибкому шлангу.

Для дополнительной поддержки изгибаемой трубы на станке установлен специальный ролик 19, который может перемещаться с помощью рукоятки 18 в зависимости от длины трубы. При гибке очень длинных труб к каретке зажима присоединяют специальные удлинители 3, которые поддерживают свисающую часть трубы.

Правила выполнения работ при ручной гибке металла

1. При изгибании листового и полосового материала в тисках разметочную риску необходимо располагать точно, без перекосов, на уровне губок тисков в сторону изгиба. Полосовой материал толщиной свыше 3,0 мм следует изгибать только в сторону неподвижной губки тисков.

Таблица 1: Типичные дефекты при гибке, причины их появления и способы предупреждения

2. При гибке из полос и прутков деталей типа уголков, скоб разной конфигурации, крючков, колец и других деталей следует предварительно рассчитывать длину элементов и общую длину развертки детали, размечая при этом места изгиба. При необходимости использовать мерные оправки.

3. При массовом изготовлении деталей типа скоб необходимо применять оправки, размеры которых соответствуют размерам элементов детали, что исключает текущую разметку мест изгиба.

4. При гибке листового и полосового металла в приспособлениях необходимо строго придерживаться прилагаемых к ним инструкций.

5. При гибке газовых или водопроводных труб любым методом шов должен располагаться внутри изгиба. Типичные дефекты при гибке, причины их появления и способы предупреждения приведены в таблице 1.

Источник

Изготовление матриц для пресса

Токарные и фрезерные работы на станках ЧПУ, изготовление деталей

Изготовлением матриц для пресса высокого качества занимается предприятие ООО Металлообработка. Одной из основных функциональных деталей пресса является матрица. Ее прямое предназначение – создание формы внешней поверхности изделия. Применяют матрицы совместно с пуансонами.

Завод ООО «Металлообработка» предлагает изготовление матриц для пресса. Отправьте запрос на [email protected] или звоните 8 (3439) 389 801, 380 081.

В зависимости от сферы применения различают формовочные, вырубные, пробивные и гибочные матрицы. Вырубные матрицы предназначены для выпуска разного рода деталей, пробивки и вырубки отверстий.

К процессу изготовления матриц для пресса предъявляют особые требования, вследствие чего, для улучшения качества конструкции, многие вырубные матрицы делают разъемными. Для производства деталей круглой формы и пробивки аналогичных отверстий используют круглые матрицы.

Придать листовому металлу объемной нестандартной конфигурации можно при помощи формовочных матриц. Для гибки листового материала применяют гибочные разновидности матриц. Существует возможность производства самых различных форм и видов матриц – профильных, круглых, прямоугольных, разъемных, цельных и многих других. Наибольшие сложности вызывают работы, связанные с обработкой рабочего профиля при изготовлении деталей.

В зависимости от сферы применения матрицы отличается и металл, из которого осуществляется производство. Так, изготовить матрицы для пресса небольшими партиями лучше всего из низкоуглеродистых марок закаленной стали. В массовом производстве оптимальным вариантом являются твердые сплавы и инструментальная легированная или углеродистая сталь.

Изготовление матриц для пресса возможно только на оборудовании высокой точности. Благодаря постоянному совершенствованию производственной технологии и использованию инновационного оборудования, предприятие ООО Металлообработка способно выполнить производство высококачественных матриц, соответствующих отечественному стандарту, требованиям заказчика и технологическим нормам.

Изготовление матриц и пресс-форм подразумевает собой сложный технологический процесс. Путем прессования или горячего выдавливания получают заготовку матрицы. В первую очередь заготовки поддаются предварительной обработке на слесарных станках. Следующий этап – чистовая металлообработка изделия и закалка в печи.

Стоит учитывать, что изготовление матриц из металла является чрезвычайно сложным процессом. Так, для производства формообразующих поверхностей этих деталей необходимо использование не только современного оборудования, но и ручная слесарная работа, выполняемая высококвалифицированными работниками.

Проще всего изготовить матрицы для пресса, представляющие собой тела вращения. Производственный процесс состоит из нескольких этапов металлообработки. Для производства сложных поверхностей на предприятии ООО Металлообработка используют специализированные станки.

Так, если необходимо изготовить мелкогабаритные матрицы, работы производятся на вертикальных фрезерных станках. Для производства более крупных деталей используют горизонтальные фрезерные станки. Формообразующие матричные полости изготавливают на станках, оборудованных ЧПУ, отличающихся высокой точностью выполнения работы.

При изготовлении матриц для пресса существует потребность в закалке заготовки для будущей детали. Термическая обработка придаст детали большей пластичности. Еще одним из важнейших моментов в производстве матриц является их чистовая обработка, которая заключается в шлифовке формообразующих участков. В основном для этого используют высокоточные профилешлифовальные станки.

Источник

Компания «ООО Авгур» предлагает различные видыобработки металлоконструкций, фрезерование ЧПУ, производство деталей на станках разных модификаций, изготовление матриц по индивидуальным заказам.

Матрица – это штамп для выработки изделий. Их изготовление длительный ответственный процесс. Получаются они двумя способами – с помощью тяжелого пресса или выдавливания под воздействием высокой температуры. Имеет большое значение сфера их использования. Бывают такие виды:

Марки штамповых сталей

Марки штамповых сталей и химический состав регламентируются ГОСТ 5950-73 «Прутки и полосы из инструментальной легированной стали. Технические условия».

Для изготовления молотовых и прессовых штампов получили распространение стали 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНВС.5XНГМ. Полноценным заменителем дефицитных хромоникелевых сталей 5ХНВ и 5ХНМ является безникелевая сталь 4ХСМФ. Дешевыми сталями для высадочных штампов являются марки 4ХВ2С, 5ХВ2С, 7X3, 8X3.

При штамповке труднодеформируемых сплавов применяют высоколегированные стали 4ХЗВМФ, 4Х5В2ФС, 4Х5МФС, 4Х4ВМФС, 6ХЗВЗМФС, 5Х2ВМНФ и др. Эти же стали целесообразно применять для изготовления высоконагруженных детали штампов при выездке и выдавливании на ГКМ, ГШКП, горячевысадочных автоматах, высокоскоростных машинах.

Для повышения износостойкости и теплостойкости штамповых вставок, пуансонов и матриц широко применяют химико-термическую обработку поверхности ручья. Например, очень эффективно азотирование сравнительно небольших по габаритам вставок штампов ГШКП. Рабочие элементы обрезных штампов изготовляют из хромистых сталей типа 7X3, 6X3.

Блоки для молотовых вставок, матриц для высадки изготовляю из сталей 40ХЛ, 40Л. При жидкой штамповке для инструмента используют стали 4Х5В2ФС, 4Х5ЭДФС, ЗХ2В8Ф; для изотермической штамповки титановых сплавов и сталей применяют жаропрочные сплавы на никелевой основе типа ЖС6К, ЖС6У, керамические и металлокерамические сплавы, сплавы на основе молибдена.

Весьма перспективно при горячей объемной штамповке применение литых штампов, изготовляемых вместе с ручьями. Для литых штампов используют стали, в основном, подобные по составу сталям для ковочных штампов. Применение литых штампов повышает стойкость инструмента, снижает трудоемкость изготовления штамповой оснастки, позволяет более экономно расходовать стали за счет многократного переплава изношенного штампа и др.

Детали штампов для холодного объемного деформирования изготовляют из высокоуглеродистых (У10А), среднелегированных (9ХС, ХВГ) и высоколегированных (Х12М, Х12Ф1, Х6ВФ, Р18 и др.) сталей. Стали У10А, 9ХС, ХВГ обладают сравнительно невысокой прочностью, поэтому их используют в основном для малонагруженных элементов штампа (выталкивателей, опорных прокладок и т.п.). Высоколегированные стали после термической обработки приобретают высокие показатели твердости, прочности и вязкости [5].

Матрицы для горячей объемной штамповки на прессах

Наиболее часто используются кривошипные горячештамповочные прессы. Выбор пресса осуществляется по номинальному усилию, которое составляет 6,7 — 100 МН.

К особенностям конструкции пресса следует отнести жесткий привод, не позволяющий изменять ход ползуна, отсутствие ударных нагрузок.

Жесткий привод не позволяет производить переходы, требующие постепенно возрастающего обжатия с кантованием, (протяжка, подкат). Для фасонирования заготовки могут быть использованы заготовительные ручьи: пережимной, гибочный. Поэтому при штамповке на прессах сложных заготовок, имеющих удлиненную форму в плане (шатуны, турбинные лопатки), фасонирование осуществляется ковочными вальцами, свободной ковкой, высадкой на горизонтально-ковочных машинах.

Отсутствие ударных нагрузок позволяет не применять массивные шаботы, использовать сборную конструкцию штампов (блок-штампы).

При открытой штамповке на прессах части штампа не должны смыкаться на величину, равную толщине облоя. Полость штампа выполняется открытой и облойная канавка имеет вид, показанный на (рис.13).

Рис. 13. Вид облойной канавки при штамповке на прессах

Для закрытой штамповки используются штампы двух видов: с цельной матрицей, для изготовления поковок типа тел вращения, усилие распора в них воспринимается матрицей и не передается ползуну пресса; с разъемной матрицей, для легкого извлечения из полости штампа поковок, что позволяет значительно уменьшить штамповочные уклоны.

Поковки, полученные на прессах, характеризуются высокой точностью, которая достигается за счет снижения припусков на механическую обработку (в среднем на 20 — 30 % по сравнению с поковками, полученными на молотах) и допускаемых отклонений на номинальные размеры, снижения штамповочных уклонов в два — три раза.

Особенности матриц и пуансонов

Чтобы выпускаемые изделия имели надлежащее высокое качество, геометрические размеры модулей оснастки должны быть чрезвычайно точными, соответствовать друг другу, их поверхность абсолютно гладкой, линия среза – ровная, точная, а пресс должен быть точно отцентрован.

Для обеспечения этих показателей инструмент подвергается двойному шлифованию (черновому, чистовому), полировке, заточке. Модули фасонного типа производят путем технологического оттиска, а сложно контурные изготавливают на фрезерных, строгальных станочных агрегатах. Затем оснастка проходит закалку под высокими (около 780°) температурами.

В случаях, если конфигурация пуансона сложнее матрицы, в первую очередь изготавливают его, а затем по его оттиску создают основу. Особый контроль ведется за соблюдением величины зазора между узлами. Просвет соблюдают посредством независимой обработки, либо взаимной подгонки.

При достойном качестве комплекта он прослужит долго, даст точную линию среза, а изготовленные на нем детали не потребуют дополнительной обработки.

Пуансон и матрица в штампе выгодны своей многофункциональностью, универсальностью, практичностью. Во время работы такая оснастка легко и без дополнительных усилий монтируется/демонтируется, наносимые на нее покрытия равномерно осаждаются по всей поверхности, доступна функция планетарного вращения.

Сервисное обслуживание оснастки не затруднительно: требуется систематически очищать поверхность от металлических, бетонных и прочих остатков (с помощью скребков, щеток), промывать напором водной струи с последующей просушкой.

Изношенные комплекты не восстанавливаются, а своевременно заменяются на новые, поскольку их поверхность истирается, их размеры теряют нужную величину, точность. Инструмент, изготовленный из материала, подобранного под конкретную задачу, функционирует без потери качества до нескольких лет (4-6 максимально).

Подбираем параметры

Прежде чем подбирать матрицу и заказывать диаметр фильеры, нужно помнить о следующем:

• Более правильная толщина инструмента не только увеличит производительность, но и будет стоить меньше средств;
• Чем длиньше фильера, тем скорее всего вам дороже обойдется изготавливаемый инструмент, а производительность будет ниже;
• Расстояние между фильерами влияет на производительность и долговечность нашего инструмента. При длительной эксплуатации, диаметры фильеры увеличиваются, а расстояния стенок уменьшаются, подробнее в этой статье. В итоге, в определенный момент стенки начинают выкрашиваться и нужно менять инструмент.

Чтобы подобрать параметры в домашних условиях, я бы ориентировался на следующее:

1. Диаметр фильеры или по другому диаметр отверстия. Можно выделить следующие 6 мм, 8 мм, 10 мм. Чем больше диаметр отверстий, тем толще нужно делать матрицу;
2. Порода сырья. Чем меньше плотность древесины, тем также нужно толще делать матрицу.

Подборка оптимальной толщины нашего инструмента, дело не простое, тут нужно эксперементировать. Производители оборудования дают к примеру свои рекомендации, можно на первом этапе работы придерживаться их, но в будущем при изготовлении инструмента собственными силами, можно поэксперементировать и подобрать свое значение.

Почему не всегда сходятся рекомендации производителей и оптимальные размеры:

• Одна и таже порода древесины может иметь разную плотность из за разных мест произрастания. К примеру сосна выращенная в высоком лесу, скорей всего будет иметь меньшую плотность чем сосна произросшая на открытом поле;
• Наличие коры и минеральных примесей не всегда учитывается. С данными примесями изменяется плотность материала и соответственно толщина будет уже другая.

Итак, мы разобрались что основные параметры это толщина, диаметр фильеры и расстояние между ними. Теперь переходим к изготовлению.

Просечка (вырубка)

Штамповку деталей из крупногабаритной заготовки (например, стального листа или ленты) можно ускорить, если пуансон будет не только формировать изделие, но и отделять его от общего массива. В этом случае края матрицы и пуансона представляют собой режущую кромку, которая как бы вырубает деталь из листа.

Подобный способ применяется при массовом производстве одинаковых деталей. Причем одинаковых форм для вырубки может быть несколько, для ускорения процесса.

Зазор между матрицей и пуансоном должен быть минимальным, а центровка на прессе точной. Иначе края изготавливаемой детали будут рваными, с заусенцами.

При использовании качественного (и не изношенного) комплекта, продукция не требует дополнительной обработки. Это ускоряет и удешевляет производство.

Популярное: Виды резцов, классификация и применение

В некоторых случаях роль пресса выполняет молот. Изделия не выдавливаются, а выбиваются из листа. Форма и рисунок на поверхности образуются при ударной нагрузке.

По мере износа, заточка (восстановление) не производится, поскольку снимаемый слой материала изменяет размеры. Насадки пресса просто утилизируются. При изготовлении применяется легированная сталь, обязательно проводится закаливание.

Качественные изделия служат по несколько лет. Целесообразно закладывать большой запас прочности, даже если это влечет за собой увеличение стоимости. Заказ нового комплекта, равно как и простой станка при замене насадок, это дополнительные издержки.

Еще одна характеристика матрицы и пуансона – температурная стойкость. Материал не должен существенно менять размер при нагревании, которое неизбежно во время интенсивного использования.

Разумеется, разработчики закладывают температурные зазоры, но лучше предусмотреть принудительное охлаждение зоны работ. Мы рассмотрели, что такое матрица и пуансон при производстве металлических (пластиковых, кожанных) изделий. Кроме этого, подобная технология применяется в строительстве.

Процесс изготовления

• Для изготовления простого штампа гусиной лапки подготавливают заготовку. Ее поверхность выравнивают.
• На рабочей стороне нужно сделать разметку в виде расходящихся линий. Изначально отбивают центральную ось, а уже потом от нее два-три ответвления.
• Использую болгарку и отрезной круг, по линиям делают прорезы, углубляя их по краям.
• Работая угловой шлифовальной машиной, нужно сформировать по прорезям треугольные выступы.
• После чего весь рельеф дорабатывают напильником.
• Если изготавливается двухсторонняя обжимка, нужно с такого же куска материала сделать зеркальное отображение с выступами, точно совпадающими с впадинами на первой матрице.
• Обжимку соединяют в виде щипцов.
• Ударную сторону можно дополнительно усилить наваренным сверху бойком.
• Для удобного использования двухсторонней обжимки можно дополнительно изготовить ограничитель из трубы или другого подобного материала.
• Дополнительно сталь нужно закалить, чтобы повысить ее прочностные свойства.

Еще более простым штампом для производства гусиных лапок может стать брусок стали с нарезанными и доведенными до нужной формы продольными бороздами. На такой форме можно очень просто сделать односторонний рисунок ручной ковкой.

А что Вы можете добавить к материалу этой статьи? Поделитесь своим опытом изготовления матриц для ковки металла, а также техниками их использования в кузнечных работах. Присоединяйтесь к обсуждениям в блоке комментариев к этой статье.

Источник

Роль зазора между матрицей и пуансоном

Величина зазора между пуансоном и матрицей определяет чистоту, ровность среза, и зависит от:

• вида выполняемой операции;
• типа, толщины исходного материала.

Рекомендованный просвет — 4-16% толщины обрабатываемого материала. Допустима штамповка с помощью пуансона с зазором в 30%, если его кромки достаточно остры. Однако при этом изготовленные детали будут иметь лишь удовлетворительное качество. Во время работы у режущих кромок пуансона и матрицы образуются поверхности сдвига.

Причины чрезвычайной важности величины просвета:

1. Преуменьшенный зазор провоцирует расслоения, разрывы на поверхности среза. Это происходит из-за несовпадения скалывающих трещин, формирующих перемычку, впоследствии трансформирующуюся в заусенец.
2. Преувеличенный зазор сопровождается изгибом материала и приводит к округлению кромок детали, если заготовка толстая. Разрыву тонкой заготовки, растянутости и зазубренности ее граней.

Неправильно подобранный зазор приводит к отрицательным последствиям:

• низкое качество краев обработанной детали, отверстий;
• деформация материала;
• медленный съем листа;
• усиленное истирание поверхности инструмента, влекущее сокращение период службы;
• затраты дополнительных усилий;
• упрочнение возникших заусенец деформацией;
• аномальное повышение температуры.

Правильно подобранный зазор обеспечивает:

• чистоту, гладкость кромок детали, отверстий;
• отсутствие деформаций материала;
• легкий съем листа;
• период службы инструмента (2-3 года).

Определить правильность зазора можно по следующим признакам.

1. Слишком малый просвет дает на высечке излом под малым углом к малому гладкому участку.
2. Большой просвет формирует на высечке грубый излом под большим углом к малому гладкому участку.
3. Оптимальный зазор обеспечивает одинаковый угол верхнего и нижнего изломов, равномерность между собой.

Использование пуансонов и матриц при производстве, обработке материалов чрезвычайно ускоряет изготовление однотипных деталей, удешевляет штучное производство. Комплекты изготовлены не только для промышленных предприятий, но и для использования в бытовых масштабах.

Технические требования

1.1. Пуансоны, матрицы, державки, подкладные плитки и шпонки штампов для разделительных операций должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ГОСТ 16621-80—ГОСТ 16675-80, ГОСТ 24023—80 по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

1.2. Материал для пуансонов выбирается:

а) из группы инструментальных сталей (У8А, У10А и другие) при условии, что допускаемое напряжение на сжатие [С]сж = 1600 МПа (160 кгс/мм2);

б) из группы высоколегированных сталей (Х12М, 9ХС и другие) при условии, что сж = = 1900 МПа (190 кгс/мм2).

Расчет пуансонов на прочность приведен в приложении.

1.3. Материал матриц должен быть с механическими свойствами не ниже, чем у пуансонов.

1.4. Державки, подкладные плитки и шпонки должны изготовляться из стали марки 45 по ГОСТ 1050-88.

Державки с шариковым креплением пуансонов должны изготовляться из стали марки 20 по ГОСТ 1050—88 с последующим цементированием на глубину 0,8… 1,2 мм и иметь твердость HRC5 59…63.

1.5. Пуансоны, матрицы, державки, подкладные плитки и шпонки должны быть термически обработаны и иметь твердость:

— пуансоны — HRC5 55…59 (кроме места, обозначенного на чертеже штрих-пунктирной линией);

— матрицы — HRC3 57…61;

— державки для быстросменных пуансонов и матриц — HRC9 42…46;

— остальные державки — HRCa 34…40;

— подкладные плитки и шпонки — HRC5 42…46.

Допускается по требованию потребителя изменение твердости.

1.6. Допускается по требованию потребителя изготавливать:

— рабочее отверстие матрицы с углом режущей грани 90° ;

— диаметр Z), с предельным отклонением по h 9 для ГОСТ 16621—80, ГОСТ 16622—80, ГОСТ 16623-80, ГОСТ 16631-80, ГОСТ 16633-80;

Переиздание. Октябрь 1999 г.