Матрица и пуансон: принцип работы и ключевые компоненты штампа
Штамп — главная оснастка для пресса. Принцип работы:пуансон давит на листовой металл, проходя в матрицу.
Технология штамповки: пробивка, вырубка и перфорация листового металла
Технология штамповки — это ключевой вид обработки давлением, изменяющий листовой металл. Процесс делится на базовые операции, лежащие в основе производства. Каждая операция решает свою уникальную задачу:
- Пробивка. Операция для создания в заготовке сквозного отверстия. Отделенный металл является отходом, а деталь с отверстием — изделием. Форма отверстия может быть абсолютно любой — от круга до сложного профиля, что расширяет возможности.
- Вырубка. Здесь целью является получение детали из листа, и именно отделяемая часть становится продуктом. Оставшийся материал считается отходом. Это базовая операция для получения плоских заготовок.
- Перфорация. Представляет собой многократную последовательную пробивку, создающую на листе сетку из множества отверстий.
К схожим операциям относят и высечку для получения незамкнутых контуров. Эффективность этих процессов напрямую зависит от такого параметра, как толщина листа. Таким образом, штамповка является универсальным, высокопроизводительным методом формообразования.
Конструкция и материалы: инструментальная сталь, твердость HRC и износостойкость как основа для оснастки пресса
Надежность и ресурс, которые демонстрирует оснастка для пресса, напрямую определяются качеством материалов ее рабочих частей. Для изготовления таких нагруженных элементов, как пуансон и матрица, применяется исключительно легированная и углеродистая инструментальная сталь. Её ключевые свойства, достигаемые сложной термообработкой — это высокая твердость HRC и превосходная износостойкость.
- Твердость HRC (чаще всего в диапазоне 58-62 HRC) после закалки и отпуска позволяет инструменту противостоять колоссальным пиковым нагрузкам в процессе штамповки без необратимой деформации.
- Износостойкость гарантирует сохранение геометрически острой режущей кромки на протяжении десятков тысяч рабочих циклов, минимизируя простои.
Конструктивно матрица устанавливается в прочный держатель матрицы, который обеспечивает ее жесткую фиксацию и точное позиционирование внутри штампового блока. Весь комплект является частью системы, где используется сменный инструмент, что позволяет быстро адаптировать штамп под новую форму отверстия или иную толщину листа. Правильно подобранная сталь, залог долгой работы в металлообработке;
Настройка и качество: зазор между пуансоном и матрицей, соосность, юстировка и усилие пробивки для идеальной кромки без заусенцев
Для идеальной детали при штамповке ключевое значение имеет очень точная настройка. Главный параметр для качества кромки — зазор между пуансоном и матрицей. Он рассчитывается из свойств материала и толщины листа.
- Недостаточный зазор: требует повышенного усилия пробивки, ведет к быстрому износу.
- Избыточный зазор: провоцирует образование большого заусенца и ухудшает геометрию.
Строгая соосность пуансона и матрицы — залог долгой службы инструмента и предотвращения его поломки. Эта точность достигается в процессе юстировки, когда штамп выставляется на прессе. Не менее важен и правильный расчет усилия пробивки — оно должно быть достаточным для среза, но не избыточным, чтобы не повредить оснастку для пресса. Только соблюдение всех этих условий гарантирует превосходный конечный результат.
Эксплуатация и обслуживание: координатно-пробивной пресс, заточка пуансона и применение смазочно-охлаждающих жидкостей в металлообработке
Современная металлообработка использует различные типы оборудования для операций штамповки; Традиционно это кривошипный пресс, отличающийся высокой скоростью, и гидравлический пресс, развивающий огромное усилие пробивки. Однако вершиной технологии является координатно-пробивной пресс, позволяющий с высокой точностью выполнять сложную перфорацию по программе. В любом из этих станков важную роль играет съемник — элемент, который снимает листовой металл с пуансона после каждого удара, предотвращая его залипание.
Правильное обслуживание — залог долговечности дорогостоящей оснастки. Ключевая процедура — своевременная заточка пуансона. Затупление режущей кромки резко увеличивает нагрузку на штамп и пресс, ухудшает качество кромки и ведет к образованию недопустимого заусенца; Для снижения трения, охлаждения инструмента и продления его срока службы активно применяются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Их использование минимизирует износ и повышает общую эффективность процесса штамповки.
FAQ: Вопрос ответ
В чем принципиальное отличие гидравлического пресса от кривошипного в технологии штамповки?
Основное различие заключается в принципе создания рабочего усилия. Кривошипный пресс использует механическую передачу от вращающегося маховика, преобразуя вращение в возвратно-поступательное движение ползуна. Это обеспечивает высокую скорость циклов, что идеально для массовой штамповки и перфорации. Однако, максимальное усилие пробивки он развивает лишь в самом конце хода. В свою очередь, гидравлический пресс работает на основе давления жидкости (масла), что позволяет развивать и поддерживать полное усилие на всей длине рабочего хода. Это делает его незаменимым для операций, требующих постоянного давления, например, для глубокой вытяжки, и для работы с очень толстым листовым металлом, где требуется колоссальное, точно контролируемое усилие.
Какую роль выполняет съемник в оснастке для пресса?
Съемник (или съёмная плита), это неотъемлемый конструктивный элемент любого штампа для пробивки или вырубки. Его главная задача — принудительно снимать листовой металл с поверхности пуансона после того, как он совершил рабочий ход и начинает двигаться вверх. Без съемника материал, из-за сил упругости и трения, "прилипнет" к пуансону и поднимется вместе с ним. Это может привести к деформации детали, поломке самого пуансона или матрицы и остановке всего производственного процесса. Таким образом, съемник обеспечивает четкое разделение детали и инструмента, гарантируя стабильность и безопасность технологии штамповки.
Можно ли использовать один и тот же пуансон и матрицу для разной толщины листа?
Категорически не рекомендуется. Ключевой параметр, влияющий на качество кромки, — это зазор между пуансоном и матрицей. Он рассчитывается как процент от толщины обрабатываемого материала. Для более толстого листа требуется больший зазор. Если использовать штамп, рассчитанный на тонкий металл, для обработки толстого, это вызовет огромное усилие пробивки, быстрый износ режущих кромок и даже поломку инструмента. И наоборот, применение оснастки для толстого листа на тонком приведет к образованию большого заусенца и "втягиванию" кромки, что является браком. Поэтому это оснастка для пресса подбирается строго.
Как часто необходима заточка пуансона?
Периодичность заточки пуансона не является фиксированной величиной. Она зависит от интенсивности эксплуатации, свойств обрабатываемого металла (его прочности и абразивности), а также от качества самой инструментальной стали, из которой изготовлен сменный инструмент, и ее твердости HRC. Главным сигналом к необходимости заточки служит визуальное ухудшение качества кромки получаемых отверстий, увеличение размера заусенца и характерный блеск (радиус скругления) на режущей кромке пуансона. Своевременная заточка значительно продлевает общий срок службы дорогостоящей оснастки для пресса.
Что такое юстировка штампа и почему она так важна в металлообработке?
Юстировка, это процесс точной настройки и выравнивания компонентов штампа (пуансон и матрица) на прессе, чтобы обеспечить их идеальную соосность. Это критически важно: малейшее смещение вызывает односторонний износ, резкий рост усилия пробивки и риск поломки инструмента из инструментальной стали. Правильная юстировка гарантирует равномерную нагрузку, высокое качество кромки с минимальным заусенцем и полную реализацию ресурса оснастки для пресса, заложенного в ее износостойкость. Она проводится при каждой установке штампа.
Влияет ли форма отверстия на технологию штамповки?
Да, форма отверстия напрямую влияет на процесс. Усилие пробивки зависит от всей длины периметра пробиваемого контура. Для операции вырубка квадрата усилие потребуеться больше, чем для круга. Сложные формы с острыми углами создают концентрацию напряжений в листовом металле и инструменте. Это требует применения более прочной оснастки для пресса с высокой твердостью HRC и иногда особой заточки пуансона для снижения пиковых нагрузок. Это важный аспект технологии штамповки.
Какие бывают штампы и в чем их отличие?
Штамп для обработки давлением бывает разным. Их делят на штампы простого действия (одна операция, например, пробивка), последовательного (несколько операций поочередно) и совмещенного (несколько операций в одной позиции). Для такого оборудования, как координатно-пробивной пресс, используется сменный инструмент револьверного типа. Он позволяет автоматически менять пуансон и матрицу для получения нужной формы отверстия, значительно ускоряя процесс металлообработки. Выбор зависит от серийности.
Почему на кромке отверстия образуется заусенец и как его контролировать?
Заусенец — это острый выступ из металла на выходной стороне отверстия, который образуется при штамповке. Его появление неизбежно, но размер можно минимизировать. Главные причины большого заусенца: 1) Неверный зазор между пуансоном и матрицей для конкретной толщины листа. 2) Затупленные режущие кромки, что приводит к выдавливанию металла, а не к его срезу. Контроль заусенца достигается точной юстировкой зазора, своевременной заточкой пуансона и применением смазочно-охлаждающих жидкостей.