Как сделать матрицу из металла

Обновлено: 17.05.2024

Всем, кто занимается холодной ковкой металла (особенно новичкам), эти идеи могут пригодиться. Так что берите на заметку.

Объемная звезда из листового металла

В данном обзоре автор наглядно показывает, как из листового металла толщиной от 1 до 3 мм сделать своими руками декоративную пятиконечную звезду. Причем не какую-нибудь плоскую, а объемную, с четкими гранями.

Для изготовления такой самодельной звезды потребуется матрица, вырезанная по форме одного из лучей. Автор сделал ее из металлического уголка.

Рекомендуем также прочитать статью-обзор на тему: как изготовить декоративный элемент из прямоугольной профильной трубы.

Основные этапы работ

Первым делом необходимо будет подготовить бумажный шаблон. Прикладываем его к куску листового металла и обводим маркером. Затем вырезаем заготовку при помощи ножниц по металлу или болгаркой.

Зажимаем матрицу из уголка в слесарных тисках. Ударами молотка и выколотками формируем на заготовке пять лучей.

На последнем этапе работ обрабатываем звезду напильником по металлу, убирая острые грани на наружной стороне. В принципе, ничего сложного, но некоторое время затратить нужно.

Видео по теме

Подробнее о том, как сделать объемную звезду из листового металла, вы можете посмотреть на видео ниже. Этот обзор создан на основе авторского видеоролика с YouTube канала Kovko Kova4.

Шестигранная звезда из профильной трубы

Рассказываем, как своими руками сделать декоративную шестигранную звезду из профильной трубы. Своим опытом с нами любезно поделился автор YouTube канала Nery Herreria e Idioma nahuatl tv.

Создаем основной рисунок

Сначала необходимо будет начертить шестиконечную звезду требуемого размера. На листе бумаги с помощью циркуля чертим окружность (в данном случае — диаметром 25 см). Проводим центральную линию.

Затем делаем разметку с помощью транспортира и карандаша чертим еще две линии под углом 60 градусов относительно центральной линии.

С помощью циркуля делаем по две отметки на каждой начерченной линии на расстоянии 3,5 см от центра, как показано на фото ниже.

Далее необходимо будет прочертить линии строго по центру каждой из получившихся «долек» окружности.

Точки, расположенные на окружности, соединяем с отметками на линиях, которые мы делали ранее.

В результате мы получили шестиконечную звезду нужного размера. Основные линии обводим ручкой, чтобы было лучше видно. А все, что было начерчено карандашом — стираем.

Расстояние от центра звезды до вершины составляет 12,5 см. Автор округлил это число до 13 см.

Изготовление шаблона

Теперь надо будет сделать бумажный шаблон одного «лепестка» звезды. Берем кусочек бумаги подходящего размера и чертим отрезок длиной 13 см.

Устанавливаем циркуль на одном из концов отрезка, и делаем отметку на расстоянии 8,9 см от конца.

Затем переставляем циркуль на противоположный конец отрезка и делаем все то же самое, но уже на расстоянии 5,7 см.

В местах пересечения линий ставим точки.

Потом нужно соединить их с точками на концах основного отрезка, и получаем шаблон «лепестка» шестиконечной звезды. Вырезаем его ножницами или с помощью канцелярского ножа.

Изготовление декора из металла

Прикладываем шаблон «лепестка» к профильной трубе, как показано на фото, обводим маркером, и затем вырезаем болгаркой деталь нужной формы.

Вырезаем шесть таких заготовок, и свариваем их между собой.

После этого останется только зачистить сварные швы и покрасить самоделку. Если же вам нужна объемная звезда, то тогда надо будет изготовить еще одну такую звездочку, и соединить обе детали друг с другом.

Подробно о том, как сделать шестигранную звезду из профильной трубы, можно посмотреть в видеоролике ниже.

Как сделать девятиконечную звезду из профтрубы

В данном обзоре автор YouTube канала HD karya поделится с нами интересной идеей, как сделать своими руками девятиконечную звезду из металла.

В качестве исходного «сырья» для изготовления сегодняшней поделки используется квадратная профильная труба.

Для чего вообще нужна такая поделка?

Девятиконечная звезда из профтрубы является декоративным элементом — она отлично подойдет для украшения забора, ворот и калитки, а также других металлоконструкций.

Первым делом необходимо нарисовать звезду на картоне.

Для этого сначала чертим окружность подходящего диаметра. Внутри нее чертим окружность меньшего диаметра.

На следующем этапе надо будет вырезать большой круг. Затем делаем разметку, как показано на фото ниже.

Каждый из девяти лучей звезды необходимо будет разделить пополам. После этого от одного из лучей отрезаем половинку.

Прикладываем шаблон из картона к профильной трубе, и обводим по внешнему контуру. Аналогично поступаем с другой стороны.

Затем вырезаем болгаркой кусок трубы, который будет выступать в роли металлического шаблона.

Прикладываем металлический шаблон к профильной трубе, и обводим внешние контуры маркером.

После этого вырезаем болгаркой нужное количество «лепестков». А всего их потребуется 18 штук.

Первым делом складываем девять «лепестков» вместе, чтобы у нас получилась звезда, и обвариваем.

По такому же принципу изготавливаем вторую звезду.

Две детали свариваем вместе. Затем останется только зачистить сварные швы, и отшлифовать готовое изделие.

Подробнее о том, как своими руками сделать декоративную девятиконечную звезду из профильной трубы, можно посмотреть на видео ниже.

Урок 4. ЗАТОЧКА ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ КООРДИНАТНО-ПРОБИВНОГО ПРЕССА.

Пуансон и матрица — технологическая формообразующая оснастка промышленных станков, которая меняет параметры металла, бетона и иных материалов: размеры, конфигурацию поверхности.

Закажите пуансоны, матрицы! Высылайте чертежи на Цех. Высокое качество, выгодная цена!

Комплекты пуансон-матрица – главные рабочие узлы в производстве и обработке металлических изделий. С помощью пуансонов осуществляется маркировка, штамповка, прессовка, просечка, вырубка металлических заготовок, литье деталей, гибка листового металла. Эти комплекты используются и при изготовлении строительных материалов (блоков шлаковых, газобетонных с фигурными полостями плит перекрытий и т.д.). А еще , кирпичей, плитки облицовочной, тротуарной.

Матрица представляет собой основу (короб), в которую вкладывается заготовка. Матрица задает параметры будущей детали, выступает ответным узлом пуансона, профили совпадают.

Пуансон – инструмент, действующий в роли замыкающего элемента системы. Он образует форму изделия сверху, работает в качестве пресса, маркировщика, либо штампа.

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.

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. Оборудование вибрационных прессов устройств по штамповке имеет разную конструкцию. Это сделано для того, чтобы была возможность производить различные технические операции.

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.

Рекомендованные металлы для пуансонов и матриц

Для холодных процессов:

• сталь повышенной прочности, прокаливаемости (степень закалки — до твердости 55-65 HRC);
• сталь инструментальная, марка 6ХВ2С.Твердость пуансона должна иметь указанные значения по всей его высоте, твердость матрицы — на расстоянии 5 мм по рабочей линии, на глубине половины высоты.

Для горячих процессов:

• высокопрочные износостойкие стали, стойкие к температурам деформирования. Материал пуансона прочнее материала производимого изделия, основа же не только из металлов, но и из резины, полиуретана (твердость 98 ед. по Шору). Иногда для основы могут быть использованы легко разрушаемые материалы (глина, гипс): например, если требуется отлить детали со сквозными проемами.

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1. Пуансоны, матрицы, державки, подкладные плитки и шпонки подвергаются внешнему осмотру. От каждого вида изделий выбираются образцы для проверки размеров, геометрической формы и твердости в количестве 5% изделий от партии, но не менее 5 шт. Партией считается количество изделий, совместно прошедших производственный цикл и одновременно предъявленных на контроль.

2.2. При получении неудовлетворительных результатов испытания хотя бы по одному из показателей производят по нему повторную проверку удвоенного количества изделий, взятых соответственно из тех же партий. Результаты повторных испытаний являются окончательными и распространяются на всю партию.

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.

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.

Глава 8 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ШТАМПОВ, ПРЕСС-ФОРМ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

8.1. Материалы для штампов и пресс-форм

Инструмент штампов для холодной обработки должен иметь высокую поверхностную твердость при достаточной вязкости сердцевины, износостойкость, большое сопротивление изгибу, сжатию, высокую теплопроводность, ударную прочность и т.д.

Штампы для холодной обработки во многом схожи, различие относится только к рабочему инструменту и обрабатываемым деталям. Как правило, всякий штамп включает в себя штамповый блок, пуансоны и матрицы (рабочий инструмент), съемники, выталкиватели и другие детали.

Блок штампа состоит из двух параллельных плит (нижней и верхней), способных перемещаться по направляющим колонкам и втулкам за хвостовик с помощью ползуна пресса. Плиты штампа обычно делают из низкоуглеродистой стали или чугуна. Они могут быть литыми или изготовлены резанием.

Для колонок и втулок, работающих на истирание и воспринимающих значительные напряжения, в том числе и изгибающие, обычно используют сталь 20, которую цементуют, термически обрабатывают, а затем шлифуют и попарно прирабатывают. В этом случае соприкасающиеся поверхности втулок и колонок имеют твердые поверхности, которые после смазывания хорошо работают в условиях изнашивающих нагрузок, а сердцевина этих деталей остается незакаленной, вязкой, способной работать на изгиб и внецентренное сжатие, излом.

Для изготовления прокладок, штифтов, специальных винтов и других вспомогательных деталей используют стали 45 и 40Х. Толкатели, съемники, ловители, подкладки можно изготавливать из углеродистой инструментальной стали У10А. Как правило, указанные детали подвергают термической обработке.

Пуансоны и матрицы штампов малых размеров для штамповки мелких деталей простой формы, производимых вырубкой, пробивкой, вытяжкой, гибкой, отрезкой и высадкой, обычно изготовляют из углеродистой инструментальной стали У10А. Следует помнить, что углеродистые стали после закалки и отпуска изменяют свои размеры и форму из-за коробления и перестройки структуры.

Хорошо работает на истирание, изнашивание и противостоит затуплению рабочий инструмент штампов, предназначенных для

штамповки деталей значительных размеров и сложной конфигурации, из легированных сталей Х12М, Х12Ф1 (ГОСТ 5950 — 73).

Наличие аустенита в структуре указанных сталей после термической обработки делает их вязкими и работоспособными в тяжелых эксплуатационных условиях. Для изготовления пуансонов и матриц в ответственных штампах применяют стали 9ХС, ХВГ, ШХ15 и др., которые после ступенчатой закалки приобретают высокую вязкость, так как в этом случае в структуре сохраняется значительный процент остаточного аустенита.

Применение того или иного материала для изготовления пуансонов и матриц определяется свойствами перерабатываемого материала, количеством изготовляемых изделий, требованиями к их качеству, соотношением размеров изделия (толщины и минимальных размеров вырубаемого контура). Иногда целесообразно пуансоны и матрицы как вытяжных, так и вырубных штампов изготовлять твердосплавными из спеченного или пластифицированного материала и обрабатывать алмазным режущим инструментом. При этом стоимость изготовления штампов повышается в три— пять раз, а стойкость возрастает в десятки раз.

В табл. 8.1 приведены химические составы и режимы термической обработки инструментальных сталей, предназначенных для холодной обработки материалов.

Инструмент штампов при горячей штамповке работает в более тяжелых условиях, чем при холодной, нагревается до 450… 550 “С. Материал штампов в термически обработанном состоянии должен иметь высокие механические свойства, сопротивление к истиранию и образованию трещин, теплопроводность, хорошо обрабатываться резанием.

В отличие от штампов холодной штамповки штампы горячей штамповки, в частности молотовые, делают сборными. В основаниях штампов (блоков) из сталей 40Х или 45 делают специальные гнезда, в которых закрепляют горячей посадкой или клиньями рабочий инструмент — пуансоны и матрицы, вставки ручьев. Для вставок используют стали 5ХНМ или 5ХГМ, Х12М, 40Х, 45, У7А, 7X3 и др. (ГОСТ 5950-73, ГОСТ 1435-74).

Цельные молотовые штампы ремонтируют 2 — 3 раза до списания, сборные можно восстанавливать 15 — 20 раз.

Материалы для пресс-форм должны иметь высокие сопротивления переменным термомеханическим, физико-химическим и механическим воздействиям жидкого материала на внутренние поверхности инструмента, минимальные деформации при термообработке и шероховатость при изготовлении.

Особенности работы пресс-форм: высокая температура расплавленного металла, большая скорость его впрыска в пресс-форму (15…60 м/с) и сильное давление на металл (1… 10 МПа, для медных сплавов 30… 100 МПа). Кроме того, материал формы подвергается интенсивному разъеданию жидким металлом непосредственно в местах удара струй. Пресс-форма испытывает неравномерный нагрев, зависящий от места впрыска жидкого металла, ее конструкции и конфигурации отливаемого изделия.

Работоспособность пресс-форм может быть обеспечена правильным выбором материала рабочего инструмента, термообработкой, минимальной шероховатостью, очисткой и смазыванием рабочего объема: для литья плит, стержней, вкладышей, букс литников пресс-форм из алюминиевых и медных сплавов применяют стали ЗХ2В8, 5ХН21, 7X3, 4ХВС, а для направляющих колонок, втулок, выталкивателей — стали 15 или 20 и 40Х.

Для облегчения съема отлитых изделий рабочую поверхность литейных форм обычно хромируют, тщательно полируют, изготовляют с плавными переходами, уклонами. При отсутствии хромирования рабочие поверхности делают из материалов с большим содержанием хрома.

Принцип работы матрицы

В матрицу, либо в пространство между ней и пуансоном помещают заготовку, либо заливают исходную смесь. Пуансон непосредственно, либо передавая усилие через пресс-шайбу, давит на материал, прижимая его к матрице, либо продавливая его сквозь нее. Если материал сыпучий, дополнительно может быть применено воздействие вибрацией с целью увеличения плотности.

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. Они должны совпадать между собой и формировать общую поверхность скалывания. Это происходит, только если зазор между элементами оснастки оптимален.

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.

Процесс изготовления матрицы

Матрица изготовляется литьем из медных сплавов с последующей тщательной чеканкой или обронной техникой из стальной заготовки, тоже прочеканенной.

Оборотная сторона матрицы должна быть плоской, ровной и плотно лежать на верстаке.

Технология тиснения басмы состоит в следующем. На матрицу кладется тонкий лист металла, толщина которого обычно не превышает 0,2 – 0,3 мм. Этот лист тонкого металла предварительно отжигают, отбеливают, шлифуют, полируют и обрезают, оставляя небольшой запас по периметру. Этот запас необходим для закрепления басмы на основу. Затем сверху накладывают прокладку из листового свинца.

По этой свинцовой подушке по этой подушке наносят удары деревянным молотком или осуществляют давление винтовыми и ручными прессами мощностью 5 – 10 т. Под действием силы пластичный свинец вдавливается во все углубления матрицы, точно повторяя ее рельеф. Такие же изменения претерпевает и металлический лист, зажатый между матрицей и свинцовой прокладкой. После тиснения свинец удаляют и с матрицы снимают басму – тонкий рельеф, точно производящий все детали матрицы, включая и фактуру. Рисунок на басме получается более мягким, сглаженным. Разница эта зависит от толщины листа, который применили для тиснения. Чем толще металлический лист, тем расхождение больше. Для устранения этого недостатка тиснения, уменьшения расхождения и для того, чтобы сделать рисунок на басме более четким и ясным, басменные доски-матрицы чеканятся несколько резче и суше, чем этого требует характер воспроизводимого узора.

В искусстве с древних времен басмы применялись для оковки различных изделий – иконостасов, рам и фонов икон, переплетов книг и др. Основу изделия делали из дерева и на нее набивали мелкими гвоздями басму, которая полностью покрывала деревянную основу и превращала изделие как бы в чеканное.

Басму можно изготовить из мягких пластичных материалов – серебра, золота, алюминия, меди.

Серебро, латунь и некоторые другие более жесткие материалы требуют одного или двух промежуточных отжигов и повторных тиснений. Повторные тиснения с отжигом необходимы и для тиснения высоких рельефов и из чистых материалов.

При повторном тиснении рельеф, образованный на заготовке, должен точно совпадать с рельефом матрицы, так как даже при небольшом несовпадении выступающие элементы рельефа сминаются и заготовка портится.

При повторяющемся орнаменте матрицу изготовляют только для одного раппорта. В процессе тиснения заготовку передвигают и вновь производят ее оттиск.

В настоящее время при массовом производстве художественных изделий из металла применяется холодная листовая штамповка на прессах.

Штамповка позволяет с большой точностью воспроизводить авторский образец крупными сериями. Дает возможность получать тонкостенные детали с чистой поверхностью одинаковых размеров и веса, не требующие никакой последующей доработки.

Существенно повышает экономический эффект производства, так как исключены ручные операции и резко повышается производительность труда. В процессе производства изделий высококвалифицированные ювелиры и чеканщики заменяются менее квалифицированными рабочими.

Для листовой штамповки можно использовать металлы и сплавы, способные пластически деформироваться в холодном состоянии.

Это, в первую очередь, драгоценные металлы – золото, серебро, затем цветные металлы – медь и ее сплавы (томпак, латуни), никелевые сплавы, алюминий с его деформируемые сплавы; черные металлы – мягкие, малоуглеродистые стали и некоторые легированные стали.

Штамповка выполняется при помощи специальных инструментов – штампов, которые бывают различных конструкций в зависимости от назначения и состоят из рабочих элементов – пуансона, матрицы и вспомогательных частей – прижимов, снимателей, ограничителей, направляющих и др.

Различают штампы простого действия, предназначенных для выполнения какой-либо одной операции (вырезки, гибки и т.д.), и многооперационные штампы, которые могут выполнять несколько операций за один рабочий ход.

Матрицы и пуансоны, как правило, изготовляют из инструментальной стали с последующей закалкой. Остальные вспомогательные части штампов отливаются из чугуна или стали (плиты) или их делают из конструкционных сталей.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

2.1. технологический процесс

2.1. технологический процесс Технологический процесс – это часть производственного процесса, непосредственно связанная с изменением формы, размеров или физических свойств материалов или полуфабрикатов до получения изделия требуемой конфигурации и качества.

Изготовление и конструкция формы (матрицы)

Изготовление и конструкция формы (матрицы) Матрица снимается с заводского изделия (в дальнейшем — модель), желательно нового. При отсутствии нового возможно использовать и старое при соответствующей подготовке — рихтовка, шпаклевка, окраска, шлифовка. Недостающие части

Часть II Творческий процесс создания видеофильма

Часть II Творческий процесс создания видеофильма Глава 11 Любительский видеофильм Взять в руки видеокамеру и отснять кассету сможет каждый, кто изучил инструкцию по эксплуатации камеры и умеет нажать только одну кнопку – Rec. Создать же хороший видеофильм сможет лишь

Особенности изготовления подушек

Особенности изготовления подушек Умение людей делать вещи своими руками высоко ценилось во все времена и во всех странах. О мастерах, изготавлявших красивые и нужные вещи, часто говорили, что у них золотые руки.Интерес к созданию различных предметов обычно возникает в

Процесс копчения

Процесс копчения Как мы знаем, копченые продукты отличаются прекрасным ароматом и незабываемым вкусом. Но откуда берется этот вкус? Все благодаря дыму. В нем содержится ряд веществ, которые отвечают не только за внешний вид, но и за срок хранения копченого мяса и рыбы. В

Процесс копчения Наиболее подходящими материалами для копчения рыбы являются следующие породы древесины и кустарников: ольха, рябина, груша, яблоня, слива, малина, крыжовник, калина, красная смородина, ежевика. При нагреве они выделяют минимальное количество смолы и не

Изготовление и применение матриц для ковки

Матрицы для ковки использовали и применяют, если нужно изготовить большое количество однообразных элементов: пик, листьев, шариков и прочих.

Задолго до появления в производстве технологии штамповки изделий, такой метод массового изготовления вещи по шаблону внедряли в своих кузницах многие мастера. Чаще всего матрицы для ковки использовали и применяют сегодня, если нужно изготовить большое количество однообразных элементов: пик, листьев, шариков и прочих.

Что из себя представляют такие штампы, как их изготавливают и используют в работе — об этом далее в нашем материале.

Обзор матриц

Все матрицы используют в кузницах для изготовления, как правило, декоративных элементов, которые часто повторяются. Это могут быть различные листья или шарики, на производство которых вручную уйдет масса времени. Также такие элементы, как правило, должны быть одинаковыми по параметрам, что тоже довольно непросто сделать.

Как выглядит матрица для ковки? Внешне — это металлическая доска с вогнутым рельефным тиснением, которое изображает необходимый элемент.

Довольно часто можно увидеть такие штампы в продаже с наиболее распространенными фигурами: гусиной лапки, пики или листа растения.

Матрица лист Матрица пика Матрица гусиная лапка

Сегодня их изготавливают из соответствующих сортов стали, которая проходит еще и дополнительную термообработку. Вследствие чего такие штампы долговечны и их можно неоднократно применять в производстве.

Кроме показанных примеров, существует множество других матриц с различными изображениями и формами.

Использование матриц имеет глубокую историю. В 15-17 веках на Руси было распространено так называемое басменное тиснение, с помощью которого производили декоративные украшения на книги, сундуки, оклады икон. Для такой технологии изготовляли матрицы из меди, дерева или камня. Методика работы была следующая: на штамп укладывали листовой (2-2,5 мм) металл, сверху накрывали его свинцом и наносили удары молотом. Полученное изображение могли доводить с помощью чеканов.

Такие штампы используют двумя способами: либо подкладывают под заготовку на наковальне, либо крепят на боек молотка.

Матрицы могут быть как односторонними, так и двусторонними, когда на импровизированных щипцах для обжима расположены рисунки в зеркальном отображении.

Похожими приспособлениями пользуются и при изгибании металла с целью получить различные завитки. Для этого применяют кондуктора в виде плиты и прикрепленной к ней полосе, повторяющей форму витка.

Такие приспособления применяют в холодной ковке, получая одинаковые витые элементы.

Каким образом используют матрицы для производства и какие кузнечные приемы применяют?

Использование штампов

Матрицы могут использовать как в ручной ковке, так и при применении различных прессов и пневматических молотов.

Технология таких кузнечных работ следующая.

• На наковальню укладывают штамп нужно формы.
• Заготовку разогревают до ковкой температуры.
• Нагретую болванку укладывают на штамп и ударами молота проводят так называемую раскатку металла.
• Лишние элементы отрубаются зубилом или срезаются.

При работе с такими матрицами, как пика, гусиная лапка, лист и другие подобные, используют прокат в виде прутка, круга или квадрата соответствующего размера.

Когда изготавливают двухсторонний рисунок, разогретую заготовку укладывают между двух половинок матрицы и, нанося удары молота, формируют конфигурацию кованого изделия.

При использовании пневматических или других механизированных молотов матрица может устанавливаться на боек молота (обычно на нижний неподвижный).

Также штампы монтируют и на различные прессы.

Если при изготовлении требуется сделать дополнительные операции (например, отверстия), изделие прошивают, отдельно пользуясь соответствующими инструментами.

Технология использования матриц стала основоположницей такого вида производства, как штампование. Принцип изготовления похож, только вместо ручной работы применяют машины.

Как сделать матрицу для ковки

Сегодня не составляет труда приобрести готовые штампы с различными формами, в том числе и стандартные листы, гусиные лапки, пики, хомуты и прочие.

Однако, как можно изготовить матрицы для ковки своими руками, что для этого нужно и какими материалами воспользоваться?

Материал

Материал матрицы должен обладать высокими качествами, ведь готовый штамп будет постоянно соприкасаться с разогретыми заготовками, да и, к тому же, постоянно испытывать ударные, сжимающие нагрузки.

Для изготовления такого шаблона можно взять сталь с полуоси автомобиля, как показано на представленном видео:

Также можно сделать матрицу на поверхности бойка одного из рабочих молотов.

Или подойдет любой другой кусок стали с отличными свойствами противостоять деформации и сильному разогреву.

Что понадобиться

Есть виды штампов, которые изготавливают на фрезерном станке. Например, как на этом видео:

В предыдущем видео отлично показано, как сделать простейший тип матрицы — гусиную лапку, используя только болгарку, напильник и сварочный аппарат.

Процесс изготовления

Изготовление матриц по сложности зависит от рисунка, нанесенного на ее поверхность. Элементарные тиснения типа гусиных лапок или хомутов сделать намного проще, чем, например, фигурные пики или листы. Сложные рисунки придется наносить зубилами и чеканами.

• 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.

Изготовление матриц из металла: стали, алюминия (2021)

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.

Специалисты выделяют следующие типы подобных приспособлений:

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

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.

Наши преимущества:

Опыт и техническая возможность позволяет специалистам «СТАНКОФИНЭКСПО» выполнять самые сложные заказы по производству штамповая оснастка:

• Технологическая оснастка для полного цикла ювелирного, сувенирного, производства;
• Плоские (D и 2D) штампы, матрицы, пуансоны, пресс-формы;
• Объемные 3D штампы и матрицы.
• Заказы выполняются по предоставленным заказчиком чертежам, эскизам детали, а также фотографиям или готовым образцам.

Более подробная информация — на нашем специализированном сайте

Основное назначение матрицы

Для того чтобы изготовить заготовку необходимой формы, используется матрица, которую можно сделать из:

• полиуретана;
• резины;
• различных металлов.

Чтобы сделать железную деталь, матрицу необходимо изготовить из специализированной прочной стали, которая имеет высокую износоустойчивость. Подобная конструкция должна быть оборудована отполированными стенками и не иметь крышки.

Специалисты выделяют матрицы следующих видов:

• простые;
• сложные;
• универсальные.

Наиболее сложные конструктивные решения используются довольно редко, поэтому их производят по индивидуальному заказу. Примером простых матриц стоит считать формы для производства различных блоков и небольших кирпичей.

Процесс изготовления

Процесс изготовления матриц должен быть рассчитан очень точно. От этого зависит качество будущей детали. Все работы выполняются по чертежам. Каждый этап долженбыть сделан профессионально.

1. Вначале на прессе или с помощью высокой температуры получают форму заготовки.
2. Затем форма обрабатывается специалистами на токарном станке.
3. Следующий этап – чистовая и термическая обработка.
4. Последний этап – хромирование рабочей поверхности.

Изготовление матрицы сложный процесс. Большую роль имеют работы, выполняемые специалистами на оборудовании. От их квалификации зависит точность изделия. Для этого используются шлифовальные станки. Большое значение при изготовлении матриц имеет закалка в процессе изготовления. Это придает заготовке пластичность и прочность.

Наиболее легкие формы в изготовлении – это те, которые представляют собой тела вращения. Работы выполняются на фрезеровальных станках с ЧПУ, что позволяет сделать точные размеры, повысить качество.

Важно правильно подобрать материал для изготовления детали. От этого зависит стоимость и качество изделия. Мягкие металлы, медь, бронза для изготовления матриц не годятся. Специалисты нашей фирмы помогут разобраться во всех нюансах изготовления матрицы на заказ.

Материалы для изготовления пуансонов и матриц

Главной задачей набора пуансонов считается продавливание детали сквозь матрицу. Эта работа выполняется под огромным давлением. При использовании горячего прессования заготовки находятся под действием большой температуры. Из-за этого для производства пуансонов и матриц используются различные виды материалов. Приспособления для холодного прессования делаются из специализированной стали высокой прочности, которая отличается большой степенью прокаливания.

Материалы для изготовления этих деталей соответствуют таким характеристикам:

• высокой степенью износоустойчивости;
• большой прочностью;
• устойчивостью к коррозии.

Легированная сталь не подходит для работ при высоких температурах. Металл под влиянием разности температур может стать хрупким. Любой пуансон имеет наибольшую степень твердости по всей высоте. При горячем способе изготовления матриц для штамповки сталей верхнюю часть изделия выполняют из специализированных металлов, которые не подвержены деформации при большой температуре и имеют высокую степень износоустойчивости. Такая технология способна обеспечить наибольшую стойкость приспособления. Иногда применяются современные виды различных полимеров. К примеру, это может быть полиуретан, который отличается хорошей эластичностью и большой прочностью.

Ключевые особенности

Основная задача этого элемента заключается в выдавливании запчастей сквозь заранее подготовленную матрицу, штамповке, либо нанесении маркировки. Изготовление пуансонов – сложный технологический процесс, требующий наличия специализированного оборудования. В зависимости от назначения, все виды пуансонов можно разделить на четыре группы:

• прошивные;
• вырубные;
• просечные;
• пробивные.

Помимо силовых, на эти запчасти могут оказываться тепловые нагрузки. Стальные сплавы, применяемые для изготовления пуансонов, должны обладать стойкостью к воздействию повышенных температур, быть устойчивыми к преждевременному износу. Для производства подходят углеродистые стали, с закалкой уровня 54-65 HRC. Легированные сплавы в этом случае малопригодны, так как под воздействием высокой температуры становятся хрупкими, теряют свои первоначальные свойства.

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. Оборудование вибрационных прессов устройств по штамповке имеет разную конструкцию. Это сделано для того, чтобы была возможность производить различные технические операции.

Основы производства

Для изготовления пуансонов на заказ на первом этапе нужно подготовить заготовку. После этого выполняется шлифование объекта, его закалка. По необходимости профиль затачивается до подходящих значений. Проще всего изготовить пуансон цилиндрической формы. Лёгкость процесса заключается в том, что заготовка предварительно поддаётся обработке, что заметно ускоряет весь процесс.

С помощью металлорежущего оборудования обрабатывается контур запчасти, и уже на его основании выполняется оттиск, по которому мастер выполняет остальные работы: закалку, обработку. Если нужно сделать сложный контур, придётся использовать несколько видов оборудования. Например, для производства изделий с фланцем потребуется применение фрезерного станка, а для пуансона с буртиками – строгальное станочное оборудование.

Закалка осуществляется при температуре в 7800С. Важно придерживаться установленных норм и правил, иначе поверхность заготовки может быть подвержена деформации. Нанесение цифр или букв на изделие возможно в прямом или зеркальном отображении, в зависимости от требований заказчика. Изготовление пуансонов со сложными контурами выполняется на координатно-сверлильном станке. По окончании всех технологических процессов изделие шлифуется.

Производим следующие виды пресс-инструмента для таблеточных прессов

Цельный пресс-инструмент

Диаметр таблеток от 11 до 18 мм. Данный пресс-инструмент более прост в мытье и очистке, но более дорогой. В случае износа или поломки приходится менять весь шток;

Сборный пресс-инструмент

Диаметр таблеток до 13 мм. Данный пресс-инструмент экономичный – сменные пуансоны стоят гораздо дешевле и, в случае износа или поломки, их легко заменить. Кроме того пуансоны могут изготавливаться из другого материала, чем шток. В зависимости от прессуемого препарата пуансоны изготавливаются из коррозионно-стойких, абразивно-стойких материалов с покрытием.

Сборный многопозиционный пресс-инструмент

Диаметр таблеток от 1.5 до 10 мм, число позиций зависит от диаметра таблеток. Данный пресс-инструмент экономичный, а также позволяет получить многократный прирост производительности. Применяются следующие типы сборного многопозиционного пресс-инструмента:

С внутренним креплением – пуансоны центрируются в стакане, который вставляется в отверстие штока, и фиксируются винтами

С наружным креплением – пуансоны центрируются в стакане, который надевается на выточку штока, и фиксируются штифтом. Данный тип имеет преимущество, так как позволяет установить несколько большее число пресс-инструмента, но для верхнего штока имеется вероятность недостаточно надежной работы в уплотнении, поскольку между наружными поверхностями штока и стакана существует переход.

Что нужно знать о производстве матриц для листогибочных станков

Матрицы для листогибочных прессов могут изготавливаться как из стальных, так и алюминиевых сплавов. Обязательно выполняется шлифовка, закалка изделия в соответствии с требованиями технологического процесса, предъявляемым к производству пресс-форм. Закалка стальных сплавов может осуществляться с помощью оптоволоконного лазерного станка.

Рабочие поверхности оснастки дополнительно закаляются до 55-60 HRC за счет применения индукционного нагрева ТВЧ. Марки стали, используемые для изготовления матриц, выбираются исходя из материала конечных изделий и условий использования оснастки. Для вставок, как правило, применяются сплавы марок C45, C50, 42CrMo4, а в отдельных случаях стали 1.2312.

Читайте также:

  
• Металл инь на быке
  
• Ценные металлы mgs 5
  
• Лондонская биржа металлов редкоземельных
  
• Металлическая арматура в пятигорске
  
• Квадрат 5 на 5 металл