Крупногабаритные мастер-модели и оснастка (матрицы)

Выбор инструмента. Преимущества составных приспособлений

Стоит отметить, что использование составных моделей значительно повышает износостойкость пресс-формы и упрощает процесс работы в целом. Дело в том, что такие функциональные элементы просты в изготовлении

. Для сложных конфигураций отлично подходят матрицы из кольца с другими компонентами.Они насаживаются на основную часть и закрепляются . Чтобы увеличить прочность приспособления уменьшают его длину.Такой инструмент применяют для обратного выдавливания, так как он имеет больший срок эксплуатации, чем другие . Перед работой все рабочие поверхности тщательно шлифуют и полируют (кроме торца пуансона), чтобы увеличить их точность и качество производства.

Разъемные конструкции применяют для гибочных и вытяжных работ, сложных и точных операций штамповки. Они прекрасно подходят для фасонных пресс-форм и других типов и конфигураций.

Изготовление матриц и пуансонов

Для производства выбранных инструментов обычно используют различные виды инструментальных сталей. Они обладают высокой прочностью и износостойкостью, что благоприятно влияет на срок службы изделия, значительно повышая его стойкость к высоким температурам и давлению.

Матрица состоит из нескольких важных элементов: основного короба и загрузочной камеры. Их выполняют в двух конфигурациях: цельными и разъемными

.Целесообразно изготавливать составные модели . Как уже говорилось выше, они удобны в эксплуатации и ремонте и могут прослужить намного дольше стандартных моделей.Наиболее популярны прямоугольные и цилиндрические модификации . Для обработки поверхностей применяют строгание.Эта операция позволяет получить сложные функциональные элементы с простым основанием .Это происходит благодаря выходу резца по кривой .

Стоит учитывать, что вне зависимости от конфигурации конструкции сначала производят матрицу, а затем с учетом ее особенностей делают пуансон. Причем его подгоняют к основной части, соблюдая необходимый зазор. Такой прием благоприятно влияет на точность всех штампуемых изделий

Особое внимание уделяют обработке контура.В разъемных модификациях короб может состоять из нескольких формообразующих и приемных частей .Пуансон в свою очередь имеет давящую и образующую половины .Они соединяется между собой хвостовиком и закрепляются посредством винта

Весь блок обязательно оборудуют съемником.Он необходим для того, чтобы остатки обрабатываемого материала не прилипали к кромке инструмента . Он в буквальном смысле выталкивает отход обратно, препятствуя засорению рабочей поверхности.

Работы по штамповке и прессовке различных заготовок требуют применения специальных пуансонов. Такое изделие используется для маркировки узлов устройств, при обработке металлов или в процессе штамповки

.Для того чтобы сделать качественную штамповку или маркировку узла устройства, к нему необходимо приложить непосредственное давление . Именно для этой цели и был разработан пуансон, который может быть самой разной конструкции.

• вырубные;
• пробивные;
• прошивочные;
• просечные.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. 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°; — диаметр с предельным отклонением по h9 для ГОСТ 16621-80, ГОСТ 16622-80, ГОСТ 16623-80, ГОСТ 16631-80, ГОСТ 16633-80; — 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.

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). Поэтому приобретение оснастки с большим запасом прочности и сроком службы рациональнее, чем частая замена менее прочных комплектов.

Типы и виды пуансонов и матриц

Типы пуансонов различаются конструкцией, которая продиктована технологическим назначением:

• пробивные, просечные;
• вырубные;
• прошивочные;
• формовочные;
• гибочные.

Каждый тип инструмента предназначен для выполнения операций, в каталоге находятся фото пуансонов всех видов.

Пробивной пуансон: выполняет пробивку, просечку отверстий в листовом материале, отделяет часть материала, образуя внутренний замкнутый контур. Может быть использован для перфорации листового материала. Часто оборудован отлипателем для сброса высеченной детали.

Вырубной пуансон (шплинтон): отделяет заготовки внешний замкнутый контур детали. Пуансон вырубного штампа в зависимости конфигурации может вырубать металл под углами с 1 градуса, в 1-2 этапа. Пуансон вырубной и матрица чаще используются для работы с материалом толщиной до 1,5 мм.

Прошивочный пуансон для пресса: создает в заготовке отверстия (сквозные/глухие) путем вытеснения металла. Может быть сплошным/пустотелым, создавая отверстия малых, либо больших (500-800 мм) диаметров соответственно.

Формовочный пуансон: создает из металлического листа объемное рельефное изделие замкнутого контура, часто за один этап.

Гибочный пуансон: сгибает металл по заданной линии, вдавливаясь в заготовку на требуемую глубину, тем самым формируя гиб.

Деталь пуансон может иметь разную форму: простую геометрическую (цилиндр, шестигранник, квадрат, прямоугольник), либо фасонную (сложную), которая применяется для создания деталей со сложным контуром.

По типу своей конструкции матрица может быть

• Цельная матрица: для работы с деталями простого наружного контура.
• Сложная матрица: для обработки сложно контурных изделий.
• Сборная матрица: изготавливается на высокоточном станковом оборудовании с применением минимума ручных работ. Чтобы начать работу, достаточно лишь быстро, без затруднений запрессовать ее элементы в обойму.
• Составная матрица: состоит из нескольких идентичных модулей. Применяется в пресс-формах с несколькими гнездами.Разъемные основы применяются, если будущее изделие имеет сложную геометрию. Чаще всего используют простые модули.

В зависимости от характеристик производимого изделия, пуансон и матрица могут применяться как взаимодополняющие части комплекта, либо по отдельности. Так, основа может быть использована без пуансона, если требуется изготовить деталь с плоской подошвой

При производстве строительных материалов в некоторых случаях его применение также не требуется: например, при формовании стандартного кирпича, когда качество поверхности не имеет важности. Если штампуется листовой материал, работы могут быть проведены без модуля основы — под заготовку помещают лишь ровное основание

Наши преимущества

Главными плюсами заказа инструмента для пресса в ООО Plasmet являются:

• Гарантированное качество продукции. Все стали для изготовления инструмента имеют сертификаты соответствия. Перед упаковкой и отгрузкой проводится контрольная проверка изделий, наносится антикоррозийный состав на поверхности.
• Производство под заказ. У нас Вы можете заказать матрицы и пуансоны для гибки требуемой формы и размеров для специального применения. Изготавливаем многоручьевые, самоцентрирующиеся, с пластиковыми вставками, с регулируемым ручьем и другие формообразующие изделия.
• Бесплатная доставка по Москве и области. Весь инструмент мы сможем бесплатно доставить собственным транспортом по столице. Отправка в регионы осуществляется выбранной заказчиком транспортной компанией (доставка до терминала).

Изготовление матрицы из стеклопластика — идеальное соотношение качества и цены

Применение стеклопластика в промышленности — приоритетный выбор многих современных организаций. Для производства деталей из этого современного синтетического материала часто используются стеклопластиковые матрицы. Их формы применяются повсеместно: при литье, холодном прессовании, контактном формировании, распылении и впрыске.

Процесс изготовления такой матрицы закладывает будущие свойства стеклопластика

Поэтому к работе над ее созданием следует подходить с особым вниманием. В случае ошибки или недочетов на этапе изготовления матрицы дальнейшие усилия станут пустой тратой времени

• собственное производство и высокоточное оборудование
• широкий ассортимент продукции, изготовленной по технологии литьевого мрамора
• высокоточные мастер-модели, а также матрицы с мастер-моделей для последующего производства изделий
• богатый выбор цветов, возможность модного дизайна изделия под оникс, мрамор, натуральный камень
• минимальное время выполнения всех необходимых работ: полный цикл занимает всего 30 рабочих дней
• оперативную доставку изделий заказчику
• гибкую ценовую политику и систему скидок для постоянных клиентов

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.

Материалы для пуансона и матрицы

В ходе производства оснастка претерпевает следующие воздействия:

1. Повышенное давление;
2. Высокотемпературный фон (при горячих процессах);
3. Холодные температуры (во внештатных случаях принудительного охлаждения);
4. Резкие перепады температурной среды;
5. Контакт с жидкостной средой.

С учетом перечисленных факторов матрица и пуансон для штампа должны быть изготовлены из материала с следующими качествами:

• повышенная прочность;
• стойкость перед износом;
• устойчивость перед коррозией.

Кроме того, при нагревании материал не должен сильно менять размеры – это чревато порчей изготавливаемых деталей. Учитывается и то, что некоторые материалы при повышенном температурном фоне изменяют свойства. Так, легированная сталь под воздействием жара приобретает хрупкость, поэтому пуансоны из нее для горячих процессов не используют.

Из каких сталей изготавливают пуансоны?

Для пуансонов применяются следующие марки стали:

• У10А, Х, Х12М, Х6ВФ, У8А и 8ХФ – для пробивных пуансонов при простой или сложной форме режущего контура (56-60 HRC), зачистных пресс-форм (Х12М, Х6ВФ с твердостью 58-62 HCR).
• У8А, 8ХФ, Х12М и Х6ВФ – для гибочных и формовочных пуансонов простой формы (54-58 HRC) и сложной формы (56-60 HRC).
• У10А, У10 или СЧ 32-52 для вытяжных, разбортовочных пуансонов, а также для изготовления деталей из коррозионностойких марок сталей.

Стали 6ХВФ, Х12Ф1 и 7X3 используются в случае штамповки изделий из трансформаторной стали и других твердых материалов.

Где используются матрица и пуансон?

Литье

В матрицу, либо в полость между матрицей и пуансоном, заливается расплав. После застывания компоненты формы разъединяются, готовое изделие готово к финишной обработке (если таковая предусмотрена технологическим процессом).

Если изделие по техническим условиям имеет плоскую подошву, пуансон не требуется. Расплав заливается в матрицу, до образования ровной поверхности. При сложной форме изделия, матрица может быть составной (разъемной).

Штамповка

Используется матрица и пуансон, между которыми формируется деталь. Если обрабатывается металл, заготовка размещается между элементами, и с помощью пресса принимает нужную форму.

Для качественного штампа, требуется точное соответствие размеров и зазора между элементами. При этом: матрица – это зеркальное отображение нижней части детали, соответственно пуансон – это перевернутая копия верхней части.

Важно! Материал должен быть намного прочнее, чем заготовка. Особенно это касается крупносерийного производства

Матрица и пуансон изготавливаются вручную (или с помощью координатного фрезерного станка с ЧПУ).

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.

• Нанесение штампов (оттисков). Достаточно распространенный способ применения пуансонов, матрица используется не всегда. При нанесении оттиска на листовой материал, снизу под заготовку достаточно подложить ровное основание.
• Тиснение пуансоном может быть как вогнутым, таки и выпуклым. Принципиальной разницы в технологии нанесения нет, но при создании выпуклого отпечатка, усилие значительно выше.

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.

Изготовление матриц и пуансонов на 5 координатном станке с ЧПУ

Для изготовления матриц и пуансонов мы используем технологию пятиосевого фрезерования на 5 координатном станке с ЧПУ модели G-2030-5S. Это автоматизированное оборудование, предназначенное для обработки деталей с комплексом сложных конструктивных элементов. Главное отличие от обычного трехкоординатного станка с ЧПУ – наличие поворотной фрезерной головки и, как следствие, двух дополнительных степеней свободы. Фреза перемещается в декартовой системе координат (X, Y, Z) и поворачивается под различными углами к заготовке.

Точность ЧПУ обработки

Точность позиционирования инструмента достигает 0,01 мм, благодаря чему обеспечивается прецизионность ЧПУ обработки. Работоспособность пары матрицы и пуансона зависит не только от точности каждой из этих деталей в отдельности, но и от параметров технологического зазора, необходимого для выполнения качественной штамповки.

Если неправильно выдержать этот зазор, то дорогостоящий штамп становится непригодным к работе. Именно поэтому для изготовления матриц и пуансонов используется автоматизированное станочное оборудование с мощным программным комплексом. Фрезеровка на 5 координатном станке с ЧПУ позволяет выдержать эти и многие другие специфические требования к конструктиву матриц и пуансонов.

Высокая производительность

Для ЧПУ обработки наклонных отверстий и пазов, фасонных элементов и поднутрений на пятикоординатном станке не нужно переустанавливать деталь – фрезеровка выполняется с одной установки. Во-первых, это ускоряет производственный процесс, а во-вторых – обеспечивает более высокую точность фрезерной ЧПУ обработки, так как отсутствует погрешность перебазировки. Фрезеровка матриц и пуансонов в режиме непрерывного реза имеет еще одно преимущество – нет необходимости изготавливать дополнительную оснастку для установки детали на каждом этапе технологического процесса. Все это повышает производительность и снижает себестоимость изготовления деталей.

Изготовление матриц и пуансонов больших форматов

Пятикоординатный станок с ЧПУ G-2030-5S имеет увеличенное рабочее поле, максимальные габариты детали могут достигать 2000х3000х1000 мм (ДхШхВ). В конструктиве матриц и пуансонов присутствуют сложные элементы – фасонные поверхности, отверстия, пазы, уступы, бобышки, скругления, канавки. Для их обработки нужно поочередно использовать несколько фрез – учитывая такую необходимость, разработчики станка заложили важную функцию: систему автоматической смены инструмента. Станок G-2030-5S оснащен магазином на 10 фрез – этого более чем достаточно для обработки сложных элементов матриц и пуансонов.

Виды и назначение производимых штампов, матриц, пресс-форм, пуансонов:

• Штамповая оснастка;
• штампы для холодной штамповки прецизионных деталей, производимых методом холодной обработки давлением;
• изготовление рабочего профиля матриц для штамповки деталей, имеющих круглую и сложную геометрическую форму;
• ударные штампы и плоские накатные плашки для производства крепежных изделий;
• штампы для объемной ковки-штамповки;
• матрицы для прессов с качающимся пуансоном;
• пресс-формы, инструмент для высадки и накатки;
• вставки пресс-форм;
• оснастка для холодной и горячей штамповки;
• детали сложной формы из легированных сталей;
• детали с большой степенью деформации из трудноштампуемых металлов;
• высокоточные крепежные и подобные фасонные детали (торкс, филлипс, пози-драйв, сцепная муфта, шестиугольное гнездо);
• штампы и пуансоны для изготовления крепежных изделий и формирования отверстий и головок болтов крепежа;
• прессовая и литьевая оснастка для изготовления деталей машин сложной пространственной формы.
• штампы для изготовления профиля пера и замковой части лопаток для турбин и компрессорных лопаток;
• матрицы для нанесения микрорельефа на поверхность;
• прошивка высокоточных отверстий в изделиях сложной конфигурации;
• ковочные штампы для автомобилестроения ( детали обоймы ШРУСа, штамп торцевой муфты, шлицевое соединение, штамп зубчатого колеса и т.д.);
• различные элементы пресс-формы для изготовления деталей пневмо и гидроаппаратуры;
• формообразующие поверхности штампов, пуансонной оснастки и пресс-форм для изготовления медицинского инструмента, имплантантов, скальпелей и прочего;
• пресс-формы для товаров народного потребления и электротоваров;
• вырубные штампы для ювелирного и сувенирного производства, ювелирный штамп и матрица;
• изготовление прошивных пуансонов контурных окон в матрице;
• производство литейных форм для бижутерии и кулонов;
• чеканочные штампы для изделий ювелирного производства;
• формообразующие поверхности матриц для геральдики, бижутерии, ювелирного производства, ювелирный штамп и матрица;
• штамповая оснастка для геральдики, бижутерии, ювелирного производства;
• штампы и матрицы для сувенирной продукции, жетоны, брелоки, зажимы;
• матрица и пуансон для изготовления аверс и реверс (папа/мама) крупных и мелких сувенирных монет;
• штамповая оснастка для вырубных и формообразующих (чеканочных) прессов при производстве: воинская атрибутика, кокарды, пуговицы, знаки отличия, знаки различия;
• штампы и матрицы для изготовления медалей, орденов, наградных знаков, другой геральдики;
• оснастка и матрицы для бижутерных изделий и элементов украшений;
• производство штамп басмы, церковная утварь, штамп для крестиков, иконки, изделия церковной тематики;
• штампы для проведения реставрации предметов старины и воссоздания культурного и исторического наследия;
• изготовление военно-исторической реконструкции.