Штампы для штамповки бывают самых разных размеров — от помещающихся на ладони до охватывающих 20 квадратных футов. Эти точные инструменты прошли долгий путь со времен промышленной революции и теперь составляют основу современного производства.
Производственные линии со штамповочными штампами могут производить до 60 деталей в минуту. Они производят автомобильные компоненты, медицинское оборудование и предметы домашнего обихода. Технология имеет четыре основных типа: однопуансонные, прогрессивные, составные и трансферные штампы. Каждый тип имеет разные производственные потребности. Цена составляет от 100,000 500,000 до XNUMX XNUMX долларов, но эти инструменты дадут вам возможность точной формовки металла в больших объемах.
В этой статье будут рассмотрены различные типы штамповочных штампов, их применение и то, как они способствуют эффективному производственному процессу.
Что такое штамповка?
Штамповка — это точная операция холодной штамповки, которая формирует и режет листовой металл в нужные профили без нагрева. Производители используют специализированные инструменты, называемые штамповочными штампами, для создания компонентов от простых скрепок до сложных компьютерных деталей.
Штампы для штамповки, изготовленные из закаленной инструментальной стали или износостойких материалов, таких как карбид, выполняют две основные операции: резку и формовку. Плоская деталь из листового металла, называемая заготовкой, располагается между секциями штампа, где давление изменяет ее в нужную форму.
Сегодня штамповка в значительной степени опирается на программное обеспечение автоматизированного проектирования (САПР) и аналитические программы для создания точных проектов. Опытные мастера, называемые изготовителями штампов, превращают эти цифровые чертежи в физические штампы. Будучи установлены в прессах, эти штампы обрабатывают листовой металл с впечатляющей скоростью и могут выполнять до 1,500 циклов в минуту.
Процесс штамповки охватывает несколько специализированных техник:
- Операции резки: Включая вырубку, прокалывание и надрезку
- Формовочные операции: Включает гибку, отбортовку и вытяжку
- Поверхностные операции: Такие как чеканка и тиснение
Трение между штампом и металлом создает значительное количество тепла, делая штампованные детали довольно горячими, несмотря на то, что это процесс холодной штамповки. Производители наносят специальные смазки методом капельного, распылительного или валкового нанесения, чтобы создать защитный слой, который уменьшает повреждение штампа и минимизирует количество дефектов.
Для штамповки используются четыре основных типа прессов, каждый из которых имеет различные механизмы создания усилия:
- Механические прессы: Использование накопленной энергии маховиков
- Гидравлические прессы: Использование несжимаемой жидкости под давлением
- Сервопрессы: Использование точных серводвигателей
- Пневматические прессы: Работает за счет давления воздуха
Сервопрессы — это революционные силы, которые позволяют программировать время выдержки в нижней точке каждого хода. Эта функция обеспечивает идеальную фиксацию заготовки перед формованием и позволяет использовать расширенные функции, такие как предварительный нагрев прочных материалов, таких как нержавеющая сталь.
Процесс следует четкой последовательности: правильное позиционирование штампа в штамповочном прессе, точная подача металлической полосы через штамп, выполнение необходимых действий по вырубке и формовке, а также автоматическое удаление излишков материала. Каждая операция либо разделяет материал, либо формирует его посредством пластической деформации, сохраняя при этом строгий контроль над потоком металла и точностью размеров.
Универсальность штамповки выходит за рамки простого производства деталей. Производители могут выполнять несколько операций одновременно с помощью различных конфигураций штампов, что снижает производственные затраты и сроки выполнения. Процесс работает как с однофункциональными операциями, так и с последовательными сериями функций, выполняемых поэтапно, предлагая гибкие подходы к производству.
Основные типы Штамповка
Штампы для штамповки металла являются источником жизненной силы промышленного производства. Они формируют от 60% до 80% микрометаллических деталей, используемых в электронике, автомобилях, двигателях и электроприборах. Эти прецизионные инструменты можно разделить на четыре основные категории в зависимости от того, как они объединяют процессы и что они могут делать.
1) Отдельные штампы для штамповки
Штампы для одиночной штамповки предназначены для выполнения одной определенной операции за один ход пресса. Это означает, что каждый раз, когда пресс движется, он пробивает, вырезает, сгибает или глубоко вытягивает металл. Эти штампы просты по конструкции и экономичны, идеально подходят для мелкосерийного и крупносерийного производства.
Хорошим примером их использования является автомобильная промышленность, где они помогают создавать панели кузова транспортного средства. Поскольку эти штампы требуют минимальной настройки, производители предпочитают их для проектов, которые включают различные производственные циклы с частыми изменениями.
2) Составные штампы
Составные штампы также выполняют несколько операций за один ход, но в отличие от прогрессивных штампов все действия происходят в одном и том же положении. Такая конструкция обеспечивает высокую точность между внутренними и внешними формами штампованных деталей. Составные штампы обычно используются в отраслях, где требуются точные измерения и эффективное использование материала, например, при производстве шайб и металлических прокладок.
Эти штампы максимизируют эффективность материала за счет сокращения отходов и наилучшего использования имеющихся металлических листов. Использование материала достигает пиковой эффективности, поскольку эти штампы хорошо справляются как с короткими материалами, так и с остатками.
3) Трансферные штампы
Переводные штампы работают как прогрессивные штампы, но используют механическую систему переноса для перемещения деталей между станциями. Этот уникальный метод обеспечивает точный контроль над перемещением компонентов, что делает их идеальными для сложных сборок, требующих строгих стандартов качества.
Один из лучших примеров применения трансферных штампов — аэрокосмическая промышленность, где производятся высокоточные металлические компоненты, такие как кронштейны самолетов и детали турбин. Эти штампы гарантируют, что каждая деталь соответствует строгим стандартам качества, поддерживая при этом плавный производственный процесс.
4) Прогрессивные штампы
Прогрессивные штампы блистают в крупносерийном производстве. Они обрабатывают металлические полосы через несколько станций для создания сложных деталей. Каждая станция обрабатывает определенные операции, пока металл движется через штамп. Металлическая полоса перемещается с точностью между станциями и поддерживает равные расстояния, что называется прогрессией. Пилоты выстраиваются в линию с точностью до тысячных долей дюйма для достижения оптимальной точности.
Процесс следует систематическому рабочему процессу, начиная с подачи металлической полосы через систему катушек и точного позиционирования с помощью зажимных механизмов. По мере того, как полоса движется через штамп, на каждой станции выполняются последовательные операции, что приводит к непрерывному производству деталей и их выталкиванию. Скорость производства достигает более 800 деталей в минуту с прогрессивными штампами. Это делает их идеальными для производства автомобильных компонентов и электроники.
5) Чеканочные штампы
Штампы для чеканки демонстрируют технологию точной штамповки. Они используют принципы ковки в закрытых штампах для создания сложных деталей и превосходной отделки поверхности. Эти штампы оказывают экстремальное давление на металлические заготовки. Это вызывает пластическую деформацию, которая точно соответствует форме штампа.
Ключевые характеристики операций чеканки включают полное закрытие штампа во время работы, требования к высокому тоннажу пресса, улучшенное воспроизведение деталей поверхности и уменьшенную толщину материала в обработанных зонах. Производители медицинских приборов и ювелирная промышленность часто используют штампы для чеканки. Эти компоненты требуют исключительной точности и подробных рисунков поверхности.
6) Штампы для тиснения
Штампы для тиснения создают постоянные узоры на металлических поверхностях. Они используют двухкомпонентную систему: мужской штамп (пуансон) имеет выпуклые гравировки, а соответствующий женский штамп (полость) имеет углубленные узоры. Этим прецизионно спроектированным инструментам требуется от 2 до 5 тонн на квадратный дюйм давления для наилучшего переноса узора.
Материалы, используемые для штампов для тиснения, зависят от области применения. Инструментальные стали, такие как D2, M2 и S7, используются для стандартных применений, а твердосплавные пластины используются для крупносерийного производства из-за их долговечности. Индивидуальное проектирование часто необходимо для сложных узоров, а точные углы затылования помогают обеспечить плавный поток материала. Штампы для тиснения во многих областях применения. Они варьируются от маркировки промышленных деталей до маркировки потребительских товаров. Их универсальность помогает создавать знаки защиты от подделки, пломбы, защищающие от несанкционированного вскрытия, и декоративные узоры на металлических изделиях.
Заключение
Штампы для штамповки являются важнейшими инструментами в современном производстве. Они предлагают различные решения для различных производственных нужд: отдельные штампы для специальных задач, прогрессивные штампы для сложных многоэтапных процессов, составные штампы для точности и использования материалов и трансферные штампы для детальных сборок с механическими системами. В идеальных условиях штампы для штамповки могут обрабатывать материал на высоких скоростях, до 1,500 циклов в минуту. Специализированные штампы, такие как чеканка и тиснение, расширяют производственные возможности и полезны в автомобильной, медицинской и потребительской промышленности.
Выбор правильного типа штампа зависит от объема, сложности детали и требований к материалу. Хотя стоимость варьируется, штамповочные штампы имеют большую ценность, поскольку они обеспечивают постоянное качество, высокую производительность и точную формовку металла. Достижения в области инжиниринга и САПР продолжают совершенствовать эти инструменты и удерживать их в центре эффективного производства.
