Компоненти на комплект за ключови матрици за прецизно производство

Накратко

Комплект матрици е основният каркас на метална штампова матрица, състоящ се от горна и долна плочи, известни като обувки на матрицата. Тези обувки задържат и подравняват всички останали функционални компоненти с изключителна прецизност. Най-важните части включват насочващи пинове и втулки, които осигуряват подравняване, както и работните компоненти – като пробойници и матрични бутони, – които извършват действителното рязане и оформяне на материала.

Основата: Комплекти матрици, обувки и плочи

Всяка штампова матрица, независимо от сложността ѝ, се гради върху здрава основа. Тази основа включва комплекта матрици, който се състои от горната и долната обувка на матрицата и различни плочи. Тези компоненти служат като твърд скелет, към който се монтират всички останали работни части. Основната им функция е да запазят прецизната връзка между горната и долната половина на инструмента по време на целия високонапрежен штампов процес. Без тази стабилна основа постигането на точност и последователност на детайлите би било невъзможно.

Обувките за матрици обикновено се изработват от масивни плочи от стомана или алуминий. Според статия в Производителят , макар че стоманата е разпространена, алуминият е популярен избор, тъй като е лек, лесно се обработва и осигурява отлична амортисация на ударите, което го прави идеален за резачни матрици. Плочите трябва да бъдат обработени — чрез фрезоване или шлифоване — така че да са напълно равни и успоредни в рамките на много тесни допуски. Долната обувка за матрица често има отвори, които позволяват отпадъците и шлаката да падат в основата на пресата, което запазва работната зона свободна.

Дебелината и материала на матричния комплект се определят от силите, които той трябва да издържи. Например, матрицата за класоване, която пресова метал под огромно налягане, изисква значително по-дебел и по-масивен матричен комплект в сравнение с проста огъваща матрица. Общото качество на матричния комплект има пряко влияние върху живота на инструмента, точността на произведените части и изискванията за поддръжка с течение на времето. Добре изграденият матричен комплект е първата стъпка за осигуряване на успешна щамповъчна операция.

Система за прецизно центриране: Ръководни палци, втулки и обтегателни блокове

Докато матричният комплект осигурява основата, системата за прецизно подравняване гарантира, че горната и долната плоча на матрицата работят в пълно съгласуване. Основните компоненти на тази система са водещи шипове и втулки. Водещите шипове, известни още като водещи стълбове, са закалени, прецизно шлифовани валове, монтирани на една от плочите на матрицата, които се плъзгат в съответните втулки на противоположната плоча. Това съединение гарантира, че работните компоненти се срещат точно както е предвидено при всеки ход на пресата, което е от решаващо значение за запазване на малките допуски и предотвратяване на повреди по инструмента.

Има две основни категории водещи палци и втулки: с триене и с топчени лагери. Палците с триене са цели стоманени палци, които се плъзгат вътре във втулка, често покрита с износващоустойчив материал като алуминиев бронз, който може да съдържа графитни щифтове за самосмазване. От друга страна, палците с топчени лагери се движат върху серия топчета, разположени в кутия, което значително намалява триенето. Това позволява по-високи работни скорости без генериране на прекомерно топлина и улеснява разделянето на матричните половини за поддръжка.

В операциите, при които се генерират значителни странични натоварвания, ръководните шипове сами по себе си може да не са достатъчни за предотвратяване на огъване. Точно в този момент идват на помощ петовите блокове и петовите плочи. Петовите блокове са здрави стоманени блокове, монтирани към двете основи на матрицата, които се задействат, за да абсорбират напречните сили. Често се използват разнородни метали за плочите с износване, като стомана срещу алуминиев бронз, за предпазване от заклиняване. Като абсорбират страничното натискане, петовите блокове предпазват ръководните шипове от огъване и осигуряват перфектно подравняване на ключовите режещи и формообразуващи компоненти.

Работните компоненти: Пробойници, бутони и изхвърлващи елементи

Компонентите, които извършват действителната работа по рязане и оформяне на ламарината, са пробойниците, матричните блокове (или бутони) и изхвърлващите елементи. Пробойникът е мъжкият компонент, обикновено изработен от закалена инструментална стомана или карбид, който се задвижва надолу, за да извърши операция. Матричният бутон или матричната матрица е женският компонент, разположен в долната основа на матрицата. Формата и зазорът между пробойника и матричния бутон определят окончателните характеристики на изстегнатата детайл, като размера на отвора или ъгъла на огъване.

След като клечката пробива или оформя материала, има тенденция материалът да се залепи за нея при обратния ход. Задачата на отнемача е да предотврати това. Отямачът представлява плоча под налягане, която обгражда клечките. Докато рамото на пресата се движи нагоре, отнемачът задържа материала надолу към долния матричен елемент, което позволява на клечките да се изтеглят чисто. Това действие е от съществено значение за предотвратяване на деформация на детайла и осигурява възможност за високоскоростна работа. Отямачите могат да бъдат фиксирани или с пружинно натоварване, като конструкцията с пружинно натоварване осигурява по-добре регулирано налягане.

Конструкцията и изборът на материал за тези работни компоненти са от решаващо значение за живота на инструмента и качеството на детайла. Както е обяснено от Dynamic Die Supply , пробойниците и матричните блокове трябва да бъдат изработени от материали, достатъчно твърди, за да издържат на повтарящо се въздействие и износване. Взаимодействието между тези части, заедно с налагането на налягане чрез подложки, които задържат заготовката неподвижна, определя успеха на процеса на щамповане. Правилното подравняване, остри ръбове за рязане и ефективно отделяне са необходими за производството на последователни, висококачествени части по ефективен начин.

Разлики в компонентите при прогресивни и щамповъчни матрици

Въпреки че всички матрици споделят основни компоненти, тяхната конфигурация и сложност варира значително в зависимост от типа матрица. Двата най-често срещани типа са етапни щамповъчни матрици и прогресивни матрици. Етапна матрица извършва една операция на ход на пресата, например изрязване на заготовка или огъване на фланец. Наборът от компоненти при нея е относително прост, насочен към изпълнение на единствена задача. Те често се използват при производство с по-нисък обем или за по-прости геометрии на детайли.

Напротив, прогресивната матрица е много по-сложен инструмент, който извършва множество операции едновременно в различни станции. Лента от материал се подава през матрицата и във всяка станция се извършва различна операция по рязане или оформяне. Това позволява да се произвежда цялостна, сложна детайл с всеки един ход на пресата. Следователно прогресивната матрица съдържа многобройни комплекти пробойници, бутони и формообразуващи инструменти, всички разположени в един-единствен, голям комплект матрици. В нея са включени и допълнителни компоненти като водещи щифтове за прецизно позициониране на лентата във всяка станция и устройство за повдигане на материала, за да се осигури гладко подаване.

Проектирането и изграждането на тези сложни инструменти изисква значителен опит. За индустрии, нуждаещи се от високотонажни, сложни детайли, производителите на персонализирани матрици за штамповане в автомобилна промишленост и подобни компоненти често използват напреднали симулации и управление на проекти, за да осигурят прогресивни матрици, които гарантират ефективност и прецизност. Изборът между едностепенна и прогресивна матрица зависи от обема на производството, сложността на детайла и бюджета, тъй като първоначалният разход за прогресивна матрица е много по-висок, но разходът на детайл е значително по-нисък при масово производство.

Често задавани въпроси за компонентите на матрици

1. Как се наричат частите на една матрица?

Основните части на штамповъчна матрица включват матричния комплект (горно и долно обувки), който служи като основа. Ключови функционални компоненти са водещи пинове и втулки за центриране, пуансони и матрични бутони (или блокове) за рязане и формоване, отрязващи плочи за отделяне на материала от пуансоните и различни пружини, осигуряващи необходимата сила.

2. Какви са компонентите при преципитационното леене?

Леенето под налягане е различен производствен процес от штамповането и използва различни компоненти. Машината за леене под налягане използва форма, или матрица, обикновено състояща се от две половини: неподвижна покривна матрица и подвижна избутваща матрица. Вътрешно има система от избутващи щифтове за изхвърляне на затвърдилата детайл, кухина, оформяща формата на детайла, и канали или врати, които позволяват на разтопения метал да премине в кухината. Използваните сплави също са различни – най-често цинк, алуминий или магнезий.

3. Какво представлява конструкцията на комплект матрици?

Конструкцията на комплект матрици се основава на две прецизно обработени плочи: горна и долна обувка на матрицата. Тези плочи се ориентират чрез водещи щифтове и втулки. Всички останали компоненти, като държатели на пробойници, блокове на матрици и отнемащи плочи, са здраво монтирани към тези обувки. Цялата сглобка е проектирана като самостоятелен инструмент, който може да бъде монтиран в преса за точно и многократно производство на детайли.