Определение
Прессовочные приспособления состоят из контейнера, в котором находятся пуансон, матрица, иглы и другие составляющие. Что это такое – пуансон? Он играет важную роль в процессе штамповки или нанесении маркировочных данных и является одним из основных элементов прессовочного устройства. Задачей пуансона является давление на металлическую деталь для выделения на ней определенных символов или отверстий. Также с помощью данного оборудования можно выдавить необходимую деталь, нанести стандартную или зеркальную маркировку и наштамповать нужное количество элементов.
Напарница
Не менее важная деталь при штамповке изделий – это матрица. Она представляет собой короб, в который должен входить пуансон. Матрица непосредственно участвует в процессе образования формы на поверхности обрабатываемого изделия. В прессовом оборудовании прямой штамповки матрица является камерой, в которую загружается пресс-материал. Нижняя часть короба оформляет на детали изображение, а сверху на содержимое направляется пуансон. В зависимости от сложности изготавливаемой детали, существуют цельные и составные матрицы.
Из каких материалов изготавливают пуансоны и матрицы?
Матрица является основой данного приспособления и всегда представлена только в металле, как и (материалы пуансона), однако, их разновидности варьируются в зависимости от температуры при осуществлении процесса давления. Ведь при горячем прессовании показатели очень велики. Именно этот нюанс и диктует из чего должно быть изготовлено оборудование, чтобы не расплавиться и не деформироваться.
- При осуществлении холодных процессов используются высокопрочная сталь, способная выдержать уровень накаливания до 54-65 HRC. На замену ей может выступить материал марки 6ХВ2С. Их основными характеристиками является высокая прочность, устойчивость к повреждениям и антикоррозийные свойства. Категорически запрещено использование легализованной стали, так как они под воздействием высоких температур становятся более хрупкими и теряют свою износоустойчивость.
- Горячие процессы предполагают собой работу с очень высокими температурами. При этом сталь деталей пуансона не должна подвергаться деформации во время штампования. Поэтому материалы используют с повышенной износоустойчивостью.
- Прогресс движется вперёд и уже на производстве широко используются новые материалы, такие как полиуретан. Он обладает не только устойчивостью к деформации, но и эластичными свойствами в совокупностью с высокой твердостью до 98 ед. по Шору после застывания, что делает его уникальным сырьём.
- Матрица же может быть изготовлена ещё и из резины, помимо других материалов.
Как работает пресс
В процессе работы пуансон (что это такое, мы рассмотрели в начале статьи) путем давления на специальную шайбу воздействует на металлическую деталь, которая в свою очередь, проходит через матрицу. Таким образом, производится заготовка необходимой формы. Во время эксплуатации детали прессовочного оборудования подвергаются колоссальному давлению, доходящему до 500 кг на 1 кв. мм. А также постоянно нагреваются до уровня выше 200 градусов. В связи с этим детали штампования и пресса изнашиваются. А из-за дополнительного воздействия обрабатываемых изделий пуансоны и матрицы со временем теряют твердость. Поэтому их стойкость зависит от материала, из которого они сделаны.
Двухплитные пресс-формы
Самым простым и одновременно самым распространенным типом пресс-формы является холодноканальная форма с двумя плитами.
На рисунке показана пресс-форма с центральным литниковым каналом, обеспечивающим прохождение расплавленного материала от узла впрыска до разводящего литника, проходящего по линии разъёма. Из разводящего литника расплав попадает непосредственно в формующую полость. В самом простом случае разводящий литник в пресс-форме может отсутствовать, а материал из литниковой втулки — подаваться непосредственно в полость. Изделия, полученные на таких пресс-формах легко определить по крупному круглому срезу — следу обрезки «морковки» литника, обычно расположенному в самом центре детали.
Представленная пресс-форма имеет одну плоскую линию разъёма, которая размыкается в каждом цикле литья для извлечения изделия и удаления литника. Извлечение изделия и отделение литников обеспечивается толкающей системой пресс-формы, состоящей из плиты толкателей, плиты хвостовика и множества отдельных толкателей. Толкатели бывают различной формы, но самые распространенные — цилиндрические. Круглые следы от них можно увидеть на внутренней поверхности большинства пластмассовых деталей.
Рабочие части пресс-формы — пуансон, матрица и различные вставки, называемые также «знаки», определяют конфигурацию отливаемой детали. Части формы, составляющие собой её каркас, называются несущими, или опорными плитами. Несмотря на то, что эти плиты должны выдерживать циклические нагрузки в сотни, а иногда и в тысячи тонн, они изготавливаются из более мягкого металла, по сравнению с рабочими частями формы. Это позволяет удешевить пресс-форму и упростить её изготовление.
Важным элементом конструкции формы является её теплообменник. По существу теплообменник — это множество круглых отвестий сложной конфигурации, пронизывающих плиты и рабочие части пресс-формы. Вода, пропускаемая через эти каналы, обеспечивает быстрое и равномерное охлаждение детали в формующей полости.
Изготовление пуансонов
При производстве пуансонов используются высокоточные станки, имеющие программное управление. Первоначально используются фрезерные станки, которые механическим способом выполняют и обрабатывают заготовки деталей. Затем их шлифуют и далее, слесарным оборудованием наносят на поверхность рабочий контур штампа. После изготовления пуансона его помещают в специальную печь для закаливания.
Изготавливаемые пуансоны могут быть цилиндрической формы и фасонной, производство которой подвергается более длительному и сложному процессу. Также производятся пуансоны, содержащие буквы или цифры. Это стальной кусок с квадратным сечением, имеющий запиленный наконечник, на котором выгравирован необходимый знак. Пуансоном такой формы клеймят различные номера, металлические детали, станочные элементы и другие изделия.
Матрица в свою очередь, изготавливается после пуансона, используя его оттиск. Контейнер должен быть немного больше по ширине и размеру. Поэтому необходимый зазор между деталями подгоняется путем независимой обработки.
Детали прессового оборудования быстро изнашиваются, поэтому их следует периодически менять. На срок использования пуансонов влияют методы изготовления штампов и сфера производства. Средняя продолжительность работы прессовых составляющих около 6 лет.
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.
Из чего изготавливаются пуансоны
Важным требованием к штампам и пуансонам является грамотный выбор материала, из которого они будут производиться. Чем хуже сталь, тем ниже производительность прессового оборудования. Объемные пуансоны, имеющие сложные формы, изготавливаются из высокохромистых и высокоуглеродистых сплавов стали. Самым распространенным материалом является сталь с маркировкой Х12Ф1. Она имеет высокую износостойкость, отличную прокаливаемость, во время работы не подвергается существенной деформации. Для производства простых видов штампов применяются углеродистые инструментальные стали У8А – У11А.
Детали из жароупорных металлов, при эксплуатировании сохраняют твердость и не теряют формы. В целях повышения стойкости штампов в производство ввели материалы из твердых и быстрорежущих сплавов. Кромку для резки наносят на корпус штампа или матрицы. Лучший результат в производстве прессовых деталей показали такие сплавы, как сталинит и стеллит. Они обеспечивают твердость элементов, не нуждаясь в закаливании.
Пробивка листовой детали
Работа пресса путем пробивки достаточно проста. При этом одна часть помещенного в оборудование материала отделяется от основной по определенно заданному контуру. В процессе вырезки образуются внутренние отверстия. Процесс использования штампов, пуансонов при пробивке напоминает резку деталей ножницами. В этом случае режущими составляющими являются матрица и пуансон, которые имеют острые кромки.
Чертеж пуансона наглядно показывает, как происходит вдавливание металла в нижнюю часть матрицы с последующим сгибом и деформацией материала. К концу работы, достигая максимального давления, волокна металла разрываются и выполняется соответствующий срез на изделии.
В статье мы рассмотрели, из чего изготавливается такое оборудование, как пуансон, что это такое и где применяется. С их помощью чеканятся монеты, медали, значки, печати, фактурные рисунки, медикаменты и многие другие изделия.
§ 9. Основные детали пресс-форм
Оглавление книги Вперед Назад
Детали пресс-форм делятся на две основные группы: детали технологического назначения, непосредственно соприкасающиеся с пластмассой, а следовательно, участвующие в предании изделию нужной формы; к этим деталям относятся матрица, пуансон, вкладыши, знаки; детали конструктивного назначения, непосредственно не оформляющие изделия, но обеспечивающие работу первой группы; к этим деталям относятся направляющие колонки, опорные плиты, толкатели, ручки и т. д.
Матрицы и обоймы. Матрица — основная деталь, непосредственно участвующая в оформлении наружной поверхности изделия. Форма, размеры и конструкция матрицы определяются конструкцией самого изделия. В пресс-формах прямого прессования нижняя часть матрицы служит для оформления изделия и является собственно матрицей, а верхняя часть предназначена для загрузки пресс-материала и является загрузочной камерой.
Изготовление цельных матриц (рис. 127, а) не всегда целесообразно. Чтобы облегчить изготовление матриц, их часто делают составными (рис. 127,б); при этом соединение собственно матрицы с загрузочной камерой выполняется таким образом, чтобы при прессовании полностью исключалась возможность попадания пресс-материала в зазор между ними. Попадая в зазоры под большим давлением, пресс-материал постепенно расшатывает соединение и выводит пресс-форму из строя.
Рис. 127. Конструкции матриц: а — цельная, б, в, г — сборные
В многогнездных пресс-формах применяют вставные цилиндрические матрицы, запрессованные в обойму (рис. 127, в). Обоймой называют деталь, предназначенную для скрепления оформляющих элементов, входящих в сборную конструкцию. Наиболе часто обоймы применяют для соединения деталей сборных оформляющих гнезд.
Несмотря на большое разнообразие скрепляемых деталей, обоймы характеризуются простотой конструкции.
Обычно это детали круглой или прямоугольной формы. Обойма не принимает непосредственного участия в формовании изделия, однако испытывает при прессовании большие нагрузки, поэтому относится к наиболее ответственным деталям.
Для прессования крупногабаритных изделий (даже простой формы) матрицы изготовляют сборными из нескольких деталей простой формы (рис. 127, г).
Рис. 128. Конструкции пуансонов: а — цельный, б, в — сборные
Пуансоны. Пуансон является основной деталью пресс-формы, оформляющей верхнюю часть и внутреннюю поверхность изделия. В пресс-форме прямого прессования пуансон передает давление пресса на пластмассу.
В небольших пресс-формах применяют цельные пуансоны (рис. 128, а), однако это вызывает повышенный расход инструментальной стали и поэтому чаще применяют составные (сборные) пуансоны (рис. 128, б и в).
Рис. 129. Пресс-форма литьевого прессования с вкладышем 1, резьбовым знаком 2 и резьбовым кольцом 3
Вкладыши. При прессовании изделий сложного профиля форма поверхностей пуансона и матрицы бывает сложна и часто неудобна для механической обработки на станках. Применение вкладышей облегчает изготовление и ремонт пуансонов и матриц сложного профиля. Вкладышами 1 (рис. 129) называют детали, устанавливаемые в пуансоне или в матрице для оформления в изделии углублений или отверстий различной формы. Вкладыши устанавливают либо неподвижно, либо так, чтобы их можно было снимать при каждой запрессовке.
Резьбовые знаки и кольца. Резьба у изделий из пластмасс выполняется при прессовании резьбовыми знаками или резьбовыми кольцами. Внутренняя резьба оформляется резьбовым знаком 2. Резьбовые знаки устанавливают в пресс-форму до прессования, извлекают вместе с изделием и вывинчивают на приспособлении из оформленных ими резьбовых отверстий. Наружная резьба оформляется резьбовым кольцом 8. Кольцо, как правило, свинчивают с отпрессованного изделия после извлечения его из пресс-формы.
Оглавление книги Вперед Назад
Перейти вверх к навигации
