В производстве крепежных изделий достижение высокой точности и долговечности требует использования высококачественного инструмента. К числу важнейших компонентов этого процесса относятся формовочные пуансоны и матрицы, которые играют решающую роль в формовании болтов, шпилек, винтов и гаек. Эти инструменты обеспечивают стабильность, точность и эффективность производства, делая их незаменимыми при холодной высадке и ковке.
В данной статье рассматриваются важность, типы, материалы и техническое обслуживание штампов и пуансонов, а также даются рекомендации производителям, стремящимся улучшить качество продукции и эксплуатационную эффективность.
Что такое формовочный пуансон и матрица?
Пуансон — это закалённый инструмент, используемый для прессования металла в определённую форму, а матрица — это соответствующая форма или полость, в которую помещается металл и которая определяет его окончательную форму. Вместе они обеспечивают процесс холодной или горячей штамповки, при котором металл формуется под давлением без необходимости обширной механической обработки или удаления материала.
В производстве крепежных изделий формовочные пуансоны и матрицы в основном используются при холодной высадке, накатке резьбы и штамповке для создания точных размеров и отделки поверхности.
Типы штампов и матриц
Существует несколько типов штампов и матриц в зависимости от их функции, конструкции и области применения:
1. Удары головой
Эти пуансоны используются в процессе холодной высадки для формирования головок болтов, винтов и заклёпок. К распространённым типам относятся:
Первый удар: Формирует первоначальную форму головы.
Второй удар: Уточняет форму, добавляя подробные контуры.
Обрезной пуансон: Используется для удаления излишков материала, придавая изделию чистый, законченный вид.
2. Экструзионные пуансоны
Они используются для частичного или полного выдавливания металла, создания полых профилей или сложных геометрических форм в крепежных деталях.
3. Плашки для накатки резьбы
Резьбонакатные плашки используются для нарезания резьбы на винтах и болтах без разрезания материала, обеспечивая более прочный и долговечный профиль резьбы. Существуют следующие типы:
Плоские плашки: Используется в поршневых машинах.
Планетарные умирают: Разработано для высокоскоростного производства.
Цилиндрические штампы: Используется в прокатных станках с непрерывной подачей.
4. Штампы для формовки гаек
Эти штампы специально разработаны для формовки гаек методом многоэтапной холодной штамповки. Они позволяют создавать шестигранные, квадратные и другие специальные формы с точными допусками.
Материалы, используемые при формовании пуансонов и матриц
Чтобы выдерживать высокое давление, износ и ударные нагрузки, пуансоны и матрицы должны быть изготовлены из высококачественных материалов. Наиболее распространённые варианты:
1. Быстрорежущая сталь (HSS)
Известная своей прочностью и термостойкостью, быстрорежущая сталь широко используется для изготовления пуансонов и матриц общего назначения.
2. Карбид вольфрама
Благодаря превосходной износостойкости и твердости фильеры из карбида вольфрама служат значительно дольше, чем фильеры из быстрорежущей стали, но они более хрупкие.
3. Инструментальная сталь, полученная методом порошковой металлургии
Обеспечивает баланс прочности и износостойкости, что делает его идеальным для крупносерийного производства.
4. Легированная инструментальная сталь (Д2, СКД11 и др.)
Обеспечивает хорошую износостойкость и ударную вязкость, что делает его пригодным для применения в тяжелых условиях штамповки.
Процесс изготовления штампов и матриц
Производство высококачественных штампов и матриц включает в себя несколько прецизионных процессов:
1. Выбор материала и термообработка
Выбранный материал подвергается закалке и отпуску для достижения желаемой твердости и прочности.
2. Обработка на станках с ЧПУ и электроэрозионная обработка
Для получения высокоточных контуров и допусков используются фрезерование с ЧПУ, точение и электроэрозионная обработка (ЭЭО).
3. Шлифовка и полировка
Обработка поверхности имеет решающее значение для минимизации трения, увеличения срока службы инструмента и улучшения текучести металла в процессе формовки.
4. Покрытие (опционально)
Нанесение покрытий, таких как TiN (нитрид титана), TiAlN (нитрид титана-алюминия) или DLC (алмазоподобный углерод), повышает износостойкость и снижает трение.
Распространенные проблемы и решения при использовании штампов и матриц
1. Преждевременный износ
Причины: Высокоскоростное производство, плохая смазка, неоптимальный выбор материала.
Решение: Используйте высококачественные покрытия, оптимизируйте смазку и выбирайте правильный материал инструмента.
2. Сколы и трещины
Причины: Чрезмерные ударные нагрузки, неправильный уровень твердости.
Решение: Обеспечьте правильную термообработку и используйте ударопрочные материалы, такие как закаленный карбид.
3. Деформация и поломка инструмента
Причины: высокие напряжения формования, плохое совмещение штампа.
Решение: Регулярное техническое обслуживание, правильная центровка инструмента и точная обработка.
Лучшие практики по продлению срока службы штамповочных пуансонов и матриц
Используйте правильную смазку: Уменьшает трение и предотвращает перегрев.
Регулярный осмотр и техническое обслуживание: Выявляет износ до того, как он приведет к выходу из строя.
Правильное хранение и обращение: Предотвращает коррозию и случайные повреждения.
Оптимизация параметров формования: Снижение чрезмерной нагрузки увеличивает срок службы инструмента.
Заключение
Формовочный пуансон и матрица играют ключевую роль в производстве прецизионного крепежа, обеспечивая эффективное производство высокопрочных болтов, винтов, шпилек и гаек. Выбор правильных материалов, соблюдение надлежащих процедур технического обслуживания и оптимизация производственных процессов обеспечивают длительный срок службы и экономию средств.
Для производителей крепежных изделий инвестиции в высококачественные пуансоны и матрицы означают повышение качества продукции, рост производительности и сокращение простоев, что делает их ключевым фактором сохранения конкурентоспособности на рынке.
Ищете высококачественные штампы и пуансоны? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить рекомендации экспертов и высокопроизводительные решения в области инструментальной оснастки!