Матрица для штамповки металла

Обновлено: 28.09.2024

Для того чтобы изготовить изделия из металла сегодня применяется специализированное оборудование. Без использования соответствующей оснастки изготовить некоторые детали, с учетом максимальной точности их размеров, практически невозможно. Именно поэтому штампы, прессы, а также другие приспособления оснащаются пуансонами и матрицами.

Как известно, без соблюдения идеальной точности размеров изделия, ни о каком высоком качестве продукции даже не может идти и речи. Это же касается и внешнего вида детали, что во многих случаях также очень важно.

Что такое матрица и пуансон

Матрица – это специальный металлический короб, придающий форму для будущей детали или изделия. В ней полностью отсутствует крышка, а стенки строго параллельны.

Сегодня можно использовать матрицы, предназначенные только для какого-то определенного вида изделия (простые), а также для большего количества типов продукции (комбинированные). К последним прибегают гораздо реже, чем матрицам простого типа, которые широко применяются в строительной и других сферах. С их помощью изготавливается различная продукция, среди которой пустотелые кирпичи, блоки и т д.

Пуансон (другое название пресс-штемпель) представляет собой особую конструкцию, которая полностью совпадает с профилем матрицы. Иными словами, он образует будущее изделие с верхней стороны, выполняя функцию пресса, маркировщика или штампа. С помощью такой системы можно выполнять выдавливание детали, нанесение маркировки (в зеркальном или обычном виде), либо штамповку. Чаще всего пуансоны используются в сфере обработки металла (например, для прессования, гибки листового металла), изготовления различных строительных материалов (шлакоблоков, газобетонных блоков различных типов) и других.

Виды и типы (по материалу, конструкции, применению, назначению)

В зависимости от типа конструкции и назначения, пуансоны бывают:

прошивными;
пробивными;
вырубными;
просечными

С помощью пуансона заготовка продавливается через матрицу. Весь рабочий процесс проходит в условиях высокого давления, а при горячей обработке – еще и температурного воздействия. Исходя из этих, а также других особенностей, используются определенные материалы, которые обеспечивают высокую точность изделий, а также отсутствие деформации самой системы. Все это позволяет работать длительное время без необходимости замены.

Они изготавливаются из следующих материалов:

Высокопрочные стали с высоким уровнем износоустойчивости. Чаще всего применяются при горячих процессах работ, что обеспечивает максимальный уровень стойкости штампа.
Стали высоких прочностей. В основном, используются при холодных рабочих процессах. Все материалы, которые используются для изготовления пуансонов данного типа, в обязательной степени должны обладать максимальным уровнем износоустойчивости, прочности, а также антикоррозийными свойствами. В данном случае легированные стали не подойдут, поскольку они не отвечают всем требованиям, и после регулярных температурных воздействий становятся чрезмерно хрупкими для таких работ.
Полиуретан – это высококачественный современный полимерный материал, который отличается повышенной износостойкостью, прочностью, а также эластичностью и твердостью.

Особенности

Любые станки промышленного назначения отличаются не только простотой в работе и обслуживании, но также практичностью и долговечностью. Однако для того, чтобы пуансоны и матрицы служили максимально длительные сроки, необходимо постоянно следить за оборудованием, особенно, касаемо очистки рабочего пространства и оборудования после работы.

Что касается рабочей поверхности пресса или станка, их необходимо регулярно чистить и обслуживать. Таким образом будет гарантирована длительная бесперебойная работа.

Однако не следует забывать, что даже при самом лучшем отношении к станкам вам все ровно придется часто менять различные расходные части матриц и пуансонов, поскольку они относятся к категории быстроизнашивающихся. В среднем срок эксплуатации пуансона и матрицы от 4 до 6 лет (зависит непосредственно от условий использования и специфики работ).

Что касается размеров и форм составных частей матриц и пуансонов, они могут существенно отличаться, в зависимости от особенностей запланированных работ. Если более конкретно, их конфигурация будет зависеть от размеров, типа, а также формы бетонного или металлического изделия, которое планируется изготавливать с помощью данного оборудования.

Для качественного результата с максимальной точностью необходимо постоянно следить за рабочей поверхностью штамповочных станков и прессов. Нужно, чтобы она была ровной без трещин, заусенцев, пробоин, выступов, зазоров и других деформаций. Все это самым прямым образом будет влиять на конечное качество и размер будущего изделия.

С этой целью пуансоны цилиндрического типа часто подвергают шлифовке (черновой и чистовой), а также заточке и полировке. Пуансоны фасонного назначения производятся путем оттиска с обязательным процессом закалки (на протяжении 8 минут деталь находится под воздействием температуры 780 градусов) и финишной обработки. Все это обеспечивает идеальную четкость оттисков и гладкость поверхности.

При работе с деталями с широким контуром обычно используются фрезерные или строгальные станки. С их же помощью также изготавливаются матрицы, учитывая особенности и точные размеры изделий. Прессовальные формы, которые изготовлены с соблюдением норм производства, обеспечивают максимально точную линию среза, притом, что сам штамп в процессе эксплуатации изнашивается в минимальной степени.

С помощью матриц и пуансонов можно производить однотипные детали в больших объемах без необходимости проверки каждой из них на предмет соответствия размеров. При этом каждое отдельно взятое отверстие имеет конкретные параметры, согласно которым производится вытеснение, вырезание и другие манипуляции. После этого деталь совершенно не обязательно подвергать дополнительным обработкам. Иными словами, весь процесс изготовления продукции требует всего 1-2 действия, позволяя существенно сэкономить время.

Зазор между матрицей и пуансоном

Контроль зазора между матрицей и пуансоном - это очень важный момент, от которой напрямую зависит конечный результат.

Если зазор слишком мал, поверхность среза будет слоиться и рваться, с заусенцами и неровностями.
При слишком большом зазоре тонкий материал будет втягиваться с последующим его разрывом. В таких условиях изделие получит затянутые края, а также заусенцы. При повышенной толщине материала, в готовом изделии могут наблюдаться слегка закругленные кромки.
Согласно соответствующим правилам и нормам, разрешается производство деталей при зазоре 30% максимум от толщины, а также острых режущих краях.

Сам по себе зазор всегда непосредственно зависит от толщины и особенностей материала. Он может колебаться в пределах от 0,5 мм до 12 миллиметров, а также от 4 до 16% от толщины заготовки.

Вы сможете обеспечить действительно идеальную точность конечной продукции только в случае, если зазор между матрицей и пуансоном будет правильно определен и настроен. Здесь также важнейшую роль играет уровень остроты кромок. Если все настроено правильно, в соответствии с нормами, изготавливаемая деталь получает размеры, точно соответствующие техническому проекту.

Обеспечиваем клиентов качественной продукцией

На производственном предприятии Rival Laser применяют самые современные технологии и оборудование. К примеру, вот применение пуансона и матрицы при гибке листового металла автономном панелегибе Salvagnini.

Используя на своем оборудовании только качественные пуансоны и матрицы, изготовленные согласно всем правилам и нормам, компания Rival Laser существенно экономит Ваше время, средства и нервы. Мы изготавливаем продукцию с максимальной точностью и в строгом соответствии с Техническим заданием клиента.

Оставьте заявку на быстрый расчет

Минимальный заказ от 30 000 руб. без учета стоимости металла.

Металлообработка — основной вид деятельности компании «Риваль Лазер».

Мы специализируемся на работе с черными и цветными металлами и предлагаем весь цикл услуг их обработки: от резки и гибки заготовок до порошковой покраски и дробеструйной обработки.

Мы предлагаем выгодные условия сотрудничества для предприятий металлургической, машиностроительной и других отраслей производства и работаем по всей России, СНГ и Европе.

Матрица и пуансон

Изготовление металлических деталей и бетонных изделий осуществляется на специализированном высокотехнологичном оборудовании.

Без формообразующей оснастки изготовить некоторые детали очень трудно, поэтому прессы, штампы и другое оборудование оснащается матрицами и пуансонами.

Качество выпускаемых изделий напрямую зависит от точности изготовления матриц и пуансонов. Они должны иметь точные геометрические размеры и нормальный внешний вид.

Что такое матрица и пуансон?

Матрица - это короб, который образует форму будущего изделия. Изготавливают из металла. Стенки конструкции строго параллельны друг другу, крышки нет. Различают простые (только для одного вида изделий) и сложные или комбинированные (для двух и более) матрицы. Второй вид применяют редко, чаще всего, это специальные формы, изготавливаемые на заказ. Простые матрицы широко применяются в строительной сфере на производстве блоков и кирпичей с пустотами.

Пуансон - специальная конструкция, который совпадает с профилем матрицы. Это замыкающий элемент, при помощи которого образуется изделие сверху. Пуансон выполняет функцию пресса (иное название - пресс-штемпель или шплинтон), штампа или маркировщика. Система либо выдавливает деталь, либо наносит маркировку (обычную или в зеркальном виде), либо штампует детали. Основная сфера применения - металлообработка, например, прессование металлов, производство строительных изделий (газобетонные блоки с фигурными пустотами, шлакоблоки) и многое другое.

По конструкции пуансоны могут быть:

Пробивными;
Прошивными;
Просечными;
Вырубными.

Из каких материалов изготавливают пуансоны и матрицы?

На производстве пуансон используется как пресс, который продавливает заготовку через матрицу. Система работает под высоким давлением, а при горячих процессах - подвергается тепловому воздействию. В соответствии с основным назначением детали пресса изготавливают из следующих материалов:

Для холодных процессов - из высокопрочных сталей повышенной прокаливаемости (со степенью закалки в пределах 54-65 HRC), а также из инструментальной стали марки 6ХВ2С. Материалы должны обладать высокой прочностью, износоустойчивостью, коррозионной стойкостью. Легированные стали для данного вида конструкций не подходят, так как после длительного воздействия высоких температур сталь становится хрупкой. Предельной твердостью обладают стальные матрицы на глубине не менее половины ее высоты и на расстоянии не менее 5 мм. по всей рабочей линии, а пуансоны - по всей высоте
Для горячих процессов - из износоустойчивых сталей с высокой прочностью при температурах деформирования. Это обеспечивает максимальную стойкость штампа;
Применяются также современные полимерные материалы - полиуретан. Это эластичный, износостойкий и прочный материал, обладает повышенной твердостью - до 98 ед. по шкале Шора.

На нашем производстве матрицы и пуансоны применяются:

Особенности пуансонов и матриц

Оснастка промышленных станков отличается практичностью, многофункциональностью и простотой в обслуживании. Для нормальной работы станка требуется регулярная очистка поверхностей от остатков бетонной смеси и металла. Для этого применяют различные механические способы с использованием скребков, шпателей, щеток-сметок. Перед остановом вибропресса или станка его промывают под напором воды и просушивают.

Матрицы и пуансоны - это быстроизнашивающиеся детали, поэтому расходные части подлежат замене. В зависимости от сферы использования матрицы и пуансоны служат 4-6 лет. Составные части вибропрессов или штампов выпускают различных конфигураций и назначений. Это определяется формой, типом и размерами выпускаемых металлических деталей или бетонных изделий.

Оснастка вибропрессовальных и штамповочных станков должна иметь ровную поверхность без зазоров, заусениц, рванин и трещин. Цилиндрические пуансоны подвергают черновому и чистовому шлифованию, а также полировке и заточке. Фасонные пуансоны изготавливают оттиском, при этом деталь проходит закалку (процесс протекает при температуре 780 градусов в течение 8 минут) и финальную обработку. Оснастка со сложным контуром производится при помощи строгальных или фрезерных станков. На этом же оборудовании изготавливают матрицы, с учетом соответствующих размеров. Качественно изготовленные прессовальные формы обеспечивают чистую линию среза, с максимально точностью, при минимальном износе самого штампа.

Важную роль играет зазор между матрицей и пуансоном:

При малом зазоре будет образовываться рванина и слоистость поверхности среза;
При большом - происходит втягивание тонкого материала в станок с последующим разрывом. Изделие будет иметь заусенцы и затянутые края. Если материал имеет достаточную толщину, то готовая деталь будет иметь закругленные кромки;
Допускается выпуск удовлетворительного качества деталей при острых режущих краях штампа и при зазоре до 30% от толщины.

Зазор зависит от рода и толщины материала (от 0,5 до 12 мм.) и колеблется в пределах 4-16% толщины исходника.

Только при грамотно настроенном зазоре между пуансоном и матрицей, а также остроты их кромок будет обеспечиваться качество выпускаемых деталей согласно заданным параметрам технического проекта.

Что такое пуансон и где встречается этот элемент оснастки

Ни одно штамповочное и прессовое производство не может обойтись без пуансона. Эта деталь применяется для маркировки деталей, при штамповке и металлообработке. Чтобы выполнить штамповку детали или сделать ее маркировку, на деталь производится непосредственное давление. Именно для производства такой технологической операции и предназначен пуансон.

Он может иметь самую разную конструкцию:

вырубной;
пробивной
прошивочный;
просечной.

Принцип работы пуансона

В момент прессования, пуансон начинает давить на пресс-шайбу, а она давит на заготовку, которая выдавливается через матрицу. Так как деталь работает при больших силовых и тепловых нагрузках, ее изготавливают из особой, износоустойчивой стали. Она отличается высокой прочностью и не деформируется под влиянием температурных перепадов.

В принципе, пуансон можно назвать инструментом, который методом давления получает заготовку определенной формы. В штамповочном производстве он является одной из важнейших деталей.

Если совместно с ним используется полиуретан, то из него изготавливают матрицу, являющуюся ответной деталью штампа.

Для чего нужна матрица?

Чтобы получить определенную форму изделия применяется матрица, которая может быть изготовлена из самого разного материала:

Для изготовления стальных заготовок, материалом матрицы становится специальная высокопрочная сталь, повышенной износостойкости. Такая конструкция всегда имеет стенки без крышки.

Матрица может иметь несколько видов конструкции:

простая;
сложная;
комбинированная.

Особо сложные конструкции применяются редко, их изготавливают по специальному заказу.

Наиболее простые матрицы можно встретить при изготовлении пустотных кирпичей и блоков.

Штамп и пуансон

В любом штампе, конструкция этой детали всегда совпадает с режущей частью матрицы. По сути дела, эту деталь можно назвать замыкающей деталью, создающей верхнюю часть изделия.

Пуансон — это маленький пресс, который способен штамповать и маркировать детали. С его помощью можно штамповать детали любой формы или нанести маркировку, причем она может быть обыкновенной или в зеркальном отражении.

В основном пуансон применяется в металлообрабатывающей промышленности, там, где используется прессование металлов, формируются листовые заготовки. В строительном производстве с помощью пуансона получают газобетонные блоки, имеющие фигурные пустоты.

Материалы матрицы и пуансона

Как уже было сказано выше, основной задачей пуансона является продавливание заготовки сквозь матрицу. Операция осуществляется под большим давлением, причем там, где используется горячее прессование, детали испытывают мощное тепловое воздействие. Поэтому для изготовления матрицы и пуансона, учитывая сферу их деятельности, применяются самые разные материалы.

При холодном прессовании, детали изготавливают из специальной высокопрочной стали, отличающейся повышенной прокаливаемостью. Твердость закалки по Роквеллу составляет более 60 единиц. Применяется и особая инструментальная сталь — 6ХВ2С. Эти материалы отличает:

износоустойчивость;
высокая прочность;
антикорозийность.

При высоких температурах нельзя использовать легированные стали. Они под влиянием высокой температуры становятся хрупкими. Каждый пуансон имеет максимальную твердость по всей высоте своей поверхности.

В горячем производстве верхнюю часть штампа изготавливают из специальных износоустойчивых сталей, которые не деформируются при высокой температуре. Таким образом обеспечивается наивысшая стойкость штампа.

В некоторых случаях используются и современные полимеры. Чаще всего применяется полиуретан. Он отличается высокой эластичностью и повышенной прочностью. Его твердость достигает 98 единиц по Шору.

Характеристика пуансонов

Любой штамп имеет определенный срок эксплуатации. Его основные детали — пуансон и матрица, изнашиваются быстрее всего. Их приходится часто менять, особенно если приходится работать в массовом производстве. В основном эти детали могут прослужить без замены максимум шесть лет.

Оснастка вибропрессов штамповочного оборудования имеет различную конфигурацию. Она применяется для самых разных технологических операций. Все зависит от нескольких параметров:

формы;
типа;
размера;
материала будущей детали. Она может быть стальной или бетонной.

К оснастке штамповочных прессов предъявляются конкретные требования. Не допускаются:

зазоры;
заусенцы;
трещины;
неровности.

Поэтому при изготовлении цилиндрических пуансонов проводится двойное шлифование. Сначала делается черновая обработка, а затем выполняется чистовое шлифование. На завершающем этапе деталь полируется и затачивается.

Для изготовления фасонных пуансонов применяется технологический оттиск. Деталь закаливают в термопечи в течение примерно восьми минут при температуре 780 градусов по Цельсию. Затем ее подвергают финишной обработке.

Для получения оснастки, имеющей сложный контур, используется целый парк специальных станков. В этом случае практически невозможно обойтись без строгального и фрезерного оборудования.

Такое же оборудование необходимо для изготовления матрицы, когда необходимо учесть соответствующие размеры.

Если пресс-формы изготовлены с высоким качеством, а пуансон имеет точную линию среза, то такой штамп будет отличаться минимальным износом и максимальным сроком эксплуатации.

Пуансон и матрица

Читайте также: