Что такое изготовление штампов для штамповки металла?

Изготовление штампов для металлической штамповки относится к процессу проектирования и производства штампов (инструментов), используемых в металлической штамповке. Эти штампы необходимы для формовки, резки, гибки или формирования листового металла в точные компоненты с помощью штамповочного пресса.

Процесс включает:

  1. Проектирование
    Инженеры используют CAD-программы для создания 2D/3D-моделей штампа с учетом формы детали, допусков, схемы вырубки и типа пресса.
  2. Выбор материала
    Инструментальная сталь (например, SKD11, DC53, D2) или карбид вольфрама выбираются исходя из материала детали, объема производства и требований к износостойкости.
  3. Механическая обработка
    Компоненты штампа изготавливаются с использованием ЧПУ-обработки, проволочной электроэрозионной вырезки (WEDM), электроэрозионной обработки (EDM), плоского шлифования, а иногда и термической обработки.
  4. Сборка
    После точной обработки собираются верхняя и нижняя плиты штампа, пуансоны, матрицы, съемники и направляющие втулки.
  5. Испытания и отладка
    Штамп тестируется на штамповочном прессе для проверки точности формовки и соответствия производственным спецификациям. Может потребоваться тонкая настройка для оптимизации производительности.

Области применения:

  • Автомобильная промышленность Автомобилестроение: кузовные панели, кронштейны, зажимы
  • Электроника Электроника: контактные штыри, экранирующие детали
  • Бытовая техника: корпуса, каркасы Металлоизделия: инструменты, крепеж
  • Почему это важно: Штампы для металлической штамповки критически важны для высокоскоростного, высокоточного и недорогого массового производства металлических деталей. Правильно спроектированный штамп обеспечивает стабильность размеров, длительный срок службы и стабильное качество при больших объемах выпуска.

Выбор правильного материала штампа критически важен для обеспечения срока службы штампа, износостойкости и точности обработки. Ниже приведены некоторые часто используемые материалы в штампах для металлической штамповки и их характеристики.

Штамп для металлической штамповки (также называемый штамповочной матрицей) — это прецизионный инструмент, используемый в процессе металлической штамповки для придания формы листовому металлу путем резки, гибки, пробивки или формовки. Он устанавливается на штамповочный пресс, который оказывает высокое давление для деформации металлического листа в соответствии с конструкцией штампа.

Инструмент, изготавливаемый на заказ, спроектированный под геометрию конечной детали.

Изготавливается из высокопрочных материалов, таких как инструментальная сталь (например, SKD11, DC53), для обеспечения долговечности и износостойкости.

Ключевые особенности:

  • Может выполнять одну или несколько операций за один ход пресса (например, вырубка, пробивка, гибка, вытяжка).
  • Основные компоненты:
  • Пуансон

– Движется вниз и деформирует материал.

  1. Матрица (гнездо) – Поддерживает материал и определяет конечную форму.
  2. Съемник – Удаляет заготовку с пуансона после штамповки.
  3. Съемная плита Направляющие втулки
  4. – Обеспечивают точное совмещение пуансона и матрицы. Типичные области применения:

Автомобильная промышленность: кронштейны, рамы, зажимы

  • Автомобильная промышленность Электроника: клеммы, разъемы
  • Электроника Бытовая техника: конструкционные панели, корпуса
  • Промышленная фурнитура: шайбы, петли, крепеж Почему это важно:
  • Штампы для металлической штамповки необходимы для массового производства металлических деталей с высокой точностью, эффективностью и контролем затрат. Они позволяют создавать однородные сложные детали при высоких скоростях производства. Распространенные материалы для штампов металлической штамповки

Выбор правильного материала штампа критически важен для обеспечения срока службы штампа, износостойкости и точности обработки. Ниже приведены некоторые часто используемые материалы в штампах для металлической штамповки и их характеристики.

Распространенные марки

Ключевые особенности

Типичное применение

РЕСУРСЫ Холодноштампованная инструментальная сталь Ключевые характеристики Typical Uses
Cold Work Tool Steel SKD11, D2, Cr12MoV Высокая твердость, износостойкость, подходит для холодной штамповки Пуансоны, матрицы для вырубки и пробивки
Инструментальная сталь с высокой вязкостью DC53, SKD61 Улучшенная вязкость и износостойкость, стойкость к растрескиванию Прогрессивные штампы, гибка и формовка
Карбид Вольфрамовый карбид (например, YG15) Чрезвычайно высокая твердость и износостойкость, долгий срок службы инструмента Высокообъемная вырубка, прецизионные пуансоны
Быстрорежущая сталь M2, M42 Хорошая вязкость, термостойкость и сохранение режущей кромки Сложные формовочные инструменты, мелкие пуансоны
Предварительно закаленная сталь P20, 718 Хорошая обрабатываемость, умеренная твердость, без последующей термообработки Опорные плиты, держатели пресс-форм
Легированная инструментальная сталь H13, 1.2344 (сталь для горячей обработки) Хорошая термостойкость, используется при нагреве Пресс-формы для теплого формования, гибридные операции

Советы по выбору материалов:

  • Для условий с высокой износостойкостью используйте SKD11 или карбид.
  • Для сложного формования или гибки, DC53 обеспечивает лучшую вязкость.
  • Для экономичного инструмента P20 или 718 подходит для некритичных деталей.
  • Для высокообъемной штамповки карбид обеспечивает долговременную стабильность размеров.

Материалы для штампов и их области применения

РЕСУРСЫ Подходящие области применения Ключевые характеристики
SKD11 / D2 Прецизионные вырубные, пробивные и обрезные штампы для углеродистой и нержавеющей стали Высокая твердость, отличная износостойкость, хорошая стабильность размеров
DC53 Высокопрочные формовочные, гибочные и комбинированные штампы для сложных форм Превосходная вязкость по сравнению с SKD11, стойкость к растрескиванию, высокая износостойкость
Карбид Высокообъемная вырубка, точная пробивка (например, пакеты двигателя, кремнистая сталь) Сверхвысокая твердость и износостойкость, идеально для долговечных штампов
M2 / M42 (быстрорежущая сталь) Микропуансоны, сложные и мелкие пробивные штампы Острая режущая кромка, отличная термостойкость, подходит для непрерывной штамповки
P20 / 718 Основания штампов, подложки и неформовочные компоненты Хорошая обрабатываемость, экономичность, не требует термообработки
SKD61 / H13 Пресс-формы для теплого формования или легкая горячая штамповка Отличная термостойкость и вязкость, используется в термических операциях
Cr12MoV / 1.2379 Вырубка и пробивка при умеренных нагрузках Высокая износостойкость, минимальная деформация при термообработке, экономичность

Советы по выбору материалов :

  • Для условий высокого износа выбирайте SKD11 или твердый сплав.
  • Для сложных форм или высоких требований к вязкости рекомендуется DC53.
  • Для долговечной и высокоскоростной штамповки используйте твердый сплав или быстрорежущую сталь (M2/M42).
  • Для нерабочих компонентов пресс-формы P20 или 718 обеспечивают экономичное решение.
  • Для теплой или горячей штамповки идеально подходят SKD61 или H13.

Классификация штампов для металлической штамповки

Штампы для металлической штамповки можно классифицировать по их функции, конструкции и методу направления. Ниже представлен обзор распространенных типов:

1. По функции штамповки

Продукт Описание
Вырубной штамп Вырезает плоский листовой металл в определенную внешнюю форму или профиль.
Пробивной штамп Пробивает отверстия или вырезы в листовом металле.
Гибочный штамп Изгибает листовой металл по прямым или изогнутым линиям.
Вытяжной штамп Формирует плоские металлические листы в полые или глубоко вытянутые детали.
Формовочный штамп Выполняет дополнительную формовку, выравнивание или отделку кромок для улучшения детали.
Обрезной штамп Обрезает лишний материал с глубоко вытянутых или отформованных деталей.
Совмещенный штамп Объединяет несколько операций (например, вырубку + пробивку) за один ход.
Последовательный штамп Выполняет серию операций штамповки на нескольких позициях за каждый ход пресса, по мере продвижения полосового материала через штамп.

2. По конструктивной форме

Продукт Описание
Штамп с одной операцией Выполняет только одну операцию за ход пресса; простая конструкция.
Совмещенный/многооперационный штамп Выполняет несколько операций за один ход; повышает эффективность.
Последовательный штамп Многоступенчатый штамп; материал перемещается от позиции к позиции для непрерывного выполнения различных операций.
Трансферный штамп Заготовка перемещается между позициями с помощью механических манипуляторов; идеально подходит для крупных и сложных деталей.

3. По методу направления

Продукт Описание
Не направляемый штамп Нет встроенной системы направления; полагается на выравнивание пресса.
Направляемый штамп Использует направляющие колонки и втулки для точного выравнивания между верхней и нижней половинами штампа; обеспечивает более высокую точность.

Резюме

Каждый тип штампа служит различным производственным потребностям.

  • Последовательные штампы идеально подходят для крупносерийного и высокоэффективного производства.
  • Совмещенные штампы экономят место и объединяют несколько операций в один ход.
  • Вытяжные штампы используются для глубокоформованных компонентов, таких как чашки, оболочки или контейнеры.