Компоненты комплекта штампов для прецизионного производства

Краткое содержание

Набор штампов — это базовая конструкция металлического штампа, состоящая из верхних и нижних плит, называемых колодками штампа. Эти колодки удерживают и точно выравнивают все остальные функциональные компоненты. Наиболее важными частями являются направляющие пальцы и втулки, обеспечивающие выравнивание, а также рабочие элементы — такие как пуансоны и матричные вставки, которые выполняют непосредственную резку и формовку материала.

Основа: наборы штампов, колодки и плиты

Каждый штамп, независимо от степени сложности, строится на прочной основе. Эта основа состоит из набора штампов, включающего верхние и нижние колодки штампа и различные плиты. Эти компоненты служат жестким каркасом, к которому крепятся все остальные рабочие части. Их основная функция — поддерживать точное взаимное расположение верхней и нижней половин инструмента в течение всего цикла штамповки под высоким давлением. Без такой устойчивой основы было бы невозможно достичь точности и стабильности получаемых деталей.

Штампы, как правило, изготавливаются из массивных плит из стали или алюминия. Согласно статье в Изготовитель , хотя сталь является распространённым материалом, алюминий пользуется популярностью благодаря лёгкому весу, быстрой обработке и отличному поглощению ударов, что делает его идеальным выбором для вырубных штампов. Плиты должны быть обработаны — путем фрезерования или шлифования — с идеальной плоскостностью и параллельностью в пределах очень жестких допусков. В нижней плите штампа часто предусмотрены отверстия, позволяющие обрезкам и отходам падать в стол пресса, что обеспечивает чистоту рабочей зоны.

Толщина и материал матричного комплекта определяются усилиями, которые он должен выдерживать. Например, матрица для клеймения, сжимающая металл под огромным давлением, требует значительно более толстого и прочного матричного комплекта, чем простая гибочная матрица. Общее качество матричного комплекта напрямую влияет на срок службы инструмента, точность изготавливаемых деталей и потребности в обслуживании с течением времени. Хорошо сконструированный матричный комплект — это первый шаг к успешной операции штамповки.

Система прецизионного выравнивания: направляющие пальцы, втулки и упорные блоки

Хотя матричный комплект обеспечивает основу, система точного выравнивания гарантирует, что верхняя и нижняя пластины матрицы работают в полной синхронности. Основными компонентами этой системы являются направляющие пальцы и втулки. Направляющие пальцы, также называемые направляющими стойками, представляют собой закалённые, прецизионно обработанные валы, установленные на одной из пластин матрицы, которые входят в соответствующие втулки на противоположной пластине. Такое соединение гарантирует, что рабочие компоненты точно совмещаются при каждом ходе пресса, что критически важно для соблюдения жёстких допусков и предотвращения повреждения инструмента.

Существует два основных типа направляющих пальцев и втулок: с трением и на шарикоподшипниках. Пальцы с трением — это сплошные стальные пальцы, которые скользят внутри втулки, часто покрытой износостойким материалом, таким как алюминиевая бронза, которая может содержать графитовые пробки для самосмазывания. Пальцы шарикоподшипникового типа, напротив, работают на серии шарикоподшипников, размещенных внутри обоймы, что резко снижает трение. Это позволяет достигать более высоких рабочих скоростей без образования чрезмерного тепла и упрощает разделение половин матрицы для технического обслуживания.

В операциях, при которых возникает значительное боковое усилие, одних только направляющих штифтов может быть недостаточно для предотвращения прогиба. Здесь на помощь приходят упорные блоки и упорные пластины. Упорные блоки — это прочные стальные блоки, устанавливаемые на обе подошвы матрицы, которые взаимодействуют друг с другом для поглощения боковых усилий. Для износостойких пластин часто используются разнородные металлы, например сталь и алюминиевая бронза, чтобы предотвратить заедание. Поглощая боковое усилие, упорные блоки защищают направляющие штифты от изгиба и обеспечивают идеальное выравнивание критически важных режущих и формующих элементов.

Рабочие компоненты: пуансоны, матрицы и съемники

Компоненты, которые выполняют непосредственную работу по резке и формованию листового металла — это пуансоны, блоки матриц (или матрицы) и съемники. Пуансон является мужским компонентом, как правило, изготавливаемым из закаленной инструментальной стали или карбида, который перемещается вниз для выполнения операции. Матрица, или матричный блок, — это женский компонент, расположенный в нижней плите штампа. Форма и зазор между пуансоном и матрицей определяют конечные характеристики штампованной детали, такие как размер отверстия или угол изгиба.

После того как пуансон пробивает или формирует материал, существует тенденция к прилипанию материала к пуансону при его обратном ходе. Задача съемника — предотвратить это. Съемник представляет собой пластины под давлением, которая окружает пуансоны. Когда ползун пресса движется вверх, съемник удерживает материал вниз, прижимая его к нижней матрице, что позволяет пуансонам свободно выходить. Это действие необходимо для предотвращения деформации детали и обеспечения высокоскоростной работы. Съемники могут быть фиксированными или с пружинной нагрузкой, при этом конструкции с пружинной нагрузкой обеспечивают более контролируемое давление.

Конструкция и выбор материалов для этих рабочих компонентов имеют решающее значение для срока службы инструмента и качества деталей. Как объяснил Dynamic Die Supply , пуансоны и матрицы должны изготавливаться из материалов, достаточно твердых, чтобы выдерживать многократные удары и износ. Взаимодействие между этими деталями, а также прижимные пластины, которые удерживают заготовку в неподвижном состоянии, определяют успех процесса штамповки. Правильное выравнивание, острые режущие кромки и эффективное снятие — все это необходимо для стабильного и качественного производства деталей.

Различия компонентов в прогрессивных и штампах для вырубки

Хотя все штампы имеют базовые компоненты, их конфигурация и сложность значительно различаются в зависимости от типа штампа. Два наиболее распространенных типа — одностадийные штампы и прогрессивные штампы. Одностадийный штамп выполняет одну операцию за каждый ход пресса, например вырубку детали или гибку фланца. Набор его компонентов относительно прост и ориентирован на выполнение одной задачи. Такие штампы часто используются при производстве небольших партий или для деталей с простой геометрией.

Напротив, прогрессивный штамп — это гораздо более сложный инструмент, выполняющий одновременно несколько операций на разных станциях. Полоса материала подается через штамп, и на каждой станции происходит различная операция резки или формовки. Это позволяет изготавливать готовую сложную деталь за каждый отдельный ход пресса. Следовательно, прогрессивный штамп содержит множество наборов пуансонов, втулок и инструментов для формовки, все они размещены внутри одного большого комплекта штампов. Он также включает дополнительные компоненты, такие как направляющие штифты для точного позиционирования полосы на каждой станции и подъемники заготовки для плавной подачи материала.

Разработка и изготовление таких сложных инструментов требует значительной квалификации. Для отраслей, которым необходимы высокоточные детали в больших объемах, производители индивидуальных автомобильных штамповочных матриц и аналогичные компоненты часто используют передовые симуляции и управление проектами для создания прогрессивных штампов, обеспечивающих эффективность и точность. Выбор между одностадийным и прогрессивным штампом зависит от объема производства, сложности детали и бюджета, поскольку первоначальная стоимость прогрессивного штампа намного выше, но стоимость на единицу продукции значительно ниже при массовом производстве.

Часто задаваемые вопросы о компонентах матриц

1. Как называются части матрицы?

Основные части штамповочной матрицы включают комплект матриц (верхнюю и нижнюю плиты), который служит основанием. Ключевые функциональные компоненты — направляющие пальцы и втулки для центровки, пуансоны и матричные вставки (или блоки) для резки и формовки, с stripper-плиты для снятия материала с пуансонов и различные пружины, обеспечивающие необходимое усилие.

2. Каковы компоненты литья под давлением?

Литье под давлением — это иной производственный процесс по сравнению с штамповкой и использует другие компоненты. Машина для литья под давлением использует форму, или пресс-форму, состоящую обычно из двух половин: неподвижной плиты и подвижной пластины с системой выталкивания. Внутри она оснащена системой выталкивающих штифтов для извлечения затвердевшей детали, полостью, придающей форму изделию, а также литниковыми каналами или воротами, через которые расплавленный металл поступает в полость. Также используются иные сплавы, чаще всего цинк, алюминий или магний.

3. Каково устройство комплекта пресс-формы?

Конструкция комплекта пресс-формы основана на двух точно обработанных пластинах: верхней и нижней колодках. Эти пластины выравниваются с помощью направляющих штифтов и втулок. Все остальные компоненты, такие как держатели пуансонов, матричные блоки и съёмные пластины, надежно крепятся к этим колодкам. Вся сборка представляет собой автономный инструмент, который может быть установлен в пресс для точного и многократного производства деталей.