Типы штампов в производстве: штамповка, вытягивание и литье

Что такое штамп в производстве?

Штамп — это специализированный станочный инструмент, используемый в обрабатывающей промышленности для резки и/или формовки материала в желаемую форму или профиль. Штамповочные штампы используются с прессом, в отличие от вытяжных штампов (используемых при производстве проволоки) и литейных штампов (используемых в формовке), которые с прессами не работают. Как и формы, штампы обычно изготавливаются индивидуально для конкретного изделия.

Продукция, изготовленная с помощью штампов, варьируется от простых скрепок для бумаг до сложных деталей, применяемых в передовых технологиях. Непрерывная лазерная резка с подачей материала может вытеснить аналогичные штамповочные процессы в автомобильной промышленности и других отраслях.

Как штампы используются в производственной отрасли?

Штампы — незаменимый инструмент в обрабатывающей промышленности. Они работают как формы для создания объектов нестандартных и часто сложных форм. От мелких крепежных изделий и режущих инструментов до крупных автомобильных компонентов и деталей станков — штампы применяются для производства широкого спектра продукции.

Основные элементы комплекта штампа

Типовый комплект штампа содержит почти десять различных деталей, среди которых:

• Плита перца (Punch Plate)
• Матричный блок (Die Block)
• Пуансон для пробивки (Blank Punch)
• Пинцет для прокола (Pierce Pinch)
• Шток (Shank)
• Цилиндрический штифт (Dowel pin)
• Прокольный пуансон (Pierce Punch)
• Опора (Pilot)
• Снятная плита (Stripper Plate)

Штампы и формы литье — это одно и то же?

Штампы часто путают с формами литья, многие считают их идентичными. Хотя оба процесса предполагают изменение размера и формы сырья с помощью полости, это разные вещи.

Формы литья — это полые полости, в которые наливают сырье, тогда как штампы представляют собой твердое изделие с готовой полостью, используемой для штамповки сырья.

Процессы с использованием штампов

Существует множество производственных процессов, задействующих штампы. Например, вырезание (blanking) требует штампа для нарезки листового металла на заданный размер и форму. Ковка (coining) использует штамп для создания изделий с разными рисунками или характеристиками при каждом размере.

Подводя итог: штамп — это предварительно сформированный инструмент, используемый с прессом для изменения размера и формы сырья. Он похож на форму, за исключением того, что штампует сырье, а не заливает его.

Типы штампов

Для разных целей применяются 주로 следующие типы штампов:

• Простой штамп
• Составной штамп
• Комбинированные штампы
• Последовательный штамп
• Перестановочный штамп
• Множественный штамп
• Круглый расщепленный штамп
• Регулируемый штамп
• Гайковый штамп (Die Nut)
• Трубный штамп
• Штамп Акрона (Acron Die)

1. Простые штампы

Также называемые штампами однократной операции, простые штампы выполняют одну операцию за ход ползуна пресса. Обычно используются для мелких задач, например, изготовления простых металлических деталей.

Преимущество: отличный вариант для вырезания и пробивки. Состоит из матричного блока и снятной плиты, удерживающих лист металла, пока пуансон вырезает отверстие и удаляет заготовки. Главный недостаток — низкая эффективность и неполная пригодность для крупных задач.

2. Составные штампы

Для более сложных задач вырезания и пробивки составной штамп справляется быстрее. Он одновременно выполняет вырезание и пробивку.

Менее подходит для гибки и формовки, требует больших усилий. Но при изготовлении шайб и других плоских деталей он выгоднее простого штампа.

Преимущества составных штампов:

• За один ход производится одна деталь, высокая производительность.

Ограничения составных штампов:

• Нельзя использовать оба метода снижения усилия на пуансон, поэтому требуемое усилие выше.
• Сложное проектирование и изготовление комбинации пуансона и матрицы при более чем 3 операциях.

3. Комбинированные штампы

Похожи на составные по дизайну и эффективности. Выполняют несколько операций одновременно, давая быстрые и надежные результаты. Подходят как для резки, так и для формовки.

Если нужно совместить вырезание или пробивку с гибкой — комбинированный штамп подойдет. Универсальный инструмент для металлообработки: от горного оборудования до электроники и бытовой техники.

Примеры:

• Вырезание с глубоким вытягиванием
• Пробивка с глубоким вытягиванием
• Вырезание с гибкой и т.д.

Преимущества комбинированного штампа:

• Благодаря сочетанию резки и формовки за раз производительность значительно выше по сравнению с другими штампами.

4. Последовательные штампы (Progressive Dies)

Имеют ряд операций. На каждой станции за ход пресса выполняется одна операция, между ходами заготовка перемещается к следующей станции. Каждый ход пресса дает готовую деталь.

Листовая заготовка подается в виде полосы-рулона, на одной станции при каждом ходе последовательно происходят пробивка, вырезание, вырубание и др.

Преимущества:

• Одна деталь за ход — производительность как у составного штампа.
• За счет скоса или ступенчатой расстановки пуансонов снижается требуемое усилие.
• Операции разделены по стадиям — проектирование и изготовление проще при любом числе операций.

Недостатки:

• Сложно уравновесить силы на головке пуансона.
• Требуют наладки и точной выверки.
• При повреждении одной станции демонтируется весь комплект.
• Вещественно тяжелее одностаночных штампов.

5. Перестановочные штампы (Transfer Dies)

Работают похоже на последовательные: заготовка поступает прогрессивно от станции к станции. Но здесь уже вырезанные заготовки механически перемещаются между станциями. Деталь модифицируется на каждой станции до финальной операции.

Преимущества:

• Производство экономичнее по сравнению с последовательным штампом.
• Большая универсальность.
• Обработка крупных деталей, перемещаемых между несколькими прессами.

Недостатки:

• Заготовку нужно устанавливать на каждой стадии, хотя возможна любая компоновка полосы.
• Часто достаточно дороги.
• Требуют больше датчиков защиты штампа.

6. Множественные штампы (Multiple Dies)

Также называются групповыми штампами (gang dies). Производят две и более деталей за ход пресса. Несколько простых штампов объединены параллельно для одновременного изготовления нескольких деталей.

Преимущества:

• Больше деталей за счет множества штампов.
• Минимальное время.
• Высокая производительность.

Применение:

• Для производства 10 шайб за ход используют 10 составных или 10 последовательных штампов, установленных параллельно — это множественные штампы.

7. Круглый расщепленный штамп

Также называется скользящим штампом. Цельный штамп с надрезом на одном конце. Устанавливается в штамповом держателе так, что три винта держателя фиксируются на посадочных местах, предотвращая вращение. Перед нарезкой резьбы затягивается центральный винт. Применяется для мелких работ.

8. Регулируемый штамп

Состоит из двух частей с внутренней резьбой и круговыми канавками, образующими режущие кромки. Детали пронумерованы 1 и 2. Внешний винт позволяет регулировать расстояние между ними. Сначала нарезают высокий профиль резьбы слабым затягиванием, затем углубляют — сильным. Используется для нарезки резьбы на гибких деталях.

9. Гайковый штамп (Die Nut)

Квадратной или шестигранной формы. Внутренняя резьба имеет 4–6 полос, образующих режущие кромки. Применяется для восстановления старых резьб. Вращается обычным гаечным ключом.

10. Трубный штамп

Специально для нарезки резьбы на водяных, газовых и нефтяных трубах. Используется 2–4 куска штампа, устанавливаемые в разные типы держателей. Регулировочный винт на держателе настраивает штамп. Направляющая в держателе обеспечивает прямое движение по трубе. Резьба получается конической, что делает соединения герметичными для газов и жидкостей.

11. Штамп Акрона (Acron Die)

Современный тип штампа для нарезки наружной резьбы на трубе, установленной в пазе или отверстии. Похож на гайку с внутренней резьбой, сделанной периодически. Для удобства конусный с одного конца. Вращается специальным держателем.