Производство штампов листовой штамповки - общие сведения

Штампы листовой штамповки классифицируют по трем признакам: технологическому, конструктивному и эксплуатационному. С точки зрения технологии производства штампы делят по характеру и видам деформации: на разделительные - для вырезки, пробивки, обрезки, зачистки и просечки; на формообразующие - гибочные, вытяжные, формовочные и объемной штамповки; по совмещенности операций - простого, последовательного и совмещенного действия; по конструктивному признаку - штампы с направляющими устройствами и штампы без направляющих; по конструкции формообразующих деталей - целые и составные (секционные).

Формующие элементы (матрицы и пуансоны) штампов для холодной штамповки должны обладать достаточной износостойкостью и высокой прочностью, чтобы выдерживать без разрушения высокие давления, вязкостью для восприятия при высадке и вырубке динамических нагрузок, малой остаточной деформацией для сохранения формы штампа при выдавливании с большими нагрузками и достаточной теплоемкостью.

Технологические требования к материалам для изготовления формующих элементов заключается в малой деформации при термической обработке и хорошей обрабатываемости. В мелкосерийном производстве при изготовлении упрощенных штампов используют конструкционные стали, цинковые сплавы и др.

Детали штампов Материалы
рекомендуемые заменяющие
Пуансоны и матрицы для вырубки:    
-простой формы У10А ШХ15, У8А
-сложной формы Х12М, Х12Ф1, Х+БВФ, 7ХГ2ФВМ 7Х3, ХВГ, 5ХВ2С
Пуансоны и матрицы гибочных и формовочных штампов:    
-простой формы У8 УВ, У10, МСЧ 32-52
-сложной формы У10А, Х6ВФ Х12Ф, ШХ15
Пуансоны и матрицы вытяжных и отбортовочных штампов:    
-простой формы У10А, Х12, ВК8, МСЧ 32-58 Х12Ф, ВК15, СЧ 28-48
-сложной формы Х613Ф, специальный термически обработанный чугун, пластмасса ХВ5, Х12Ф1
Пуансоны и матрицы чеканочные:    
-простой формы Х12Ф Х12Ф1
-сложной формы Х, Х12М 9ХС, ХВГ, 9ХВГ
Пуансоны для холодного выдавливания деталей из:    
-алюминия У10А, Х12М Х12Ф, 7ХГ2ФМ
-меди и латуни Р18 7ХГ2ФМ
-стали Р18, Х12М ХГ3СВФМ
Матрицы дли холодного выдавливания деталей из:    
-алюминия Х12М, Х12Ф1 ШХ15, 9ХС, Х6ВФ
-меди и латуни Х12М, Р18 Х12ФД, 7ХГ2ФМ
-стали Р18, Х10М, 4Х5В2ФС ХГ3СВФМ

Сплав ЭКБ предназначен для изготовления литых матриц разделительных штампов. ЭКБ - легкоплавкий сплав на основе цинка, АВ 120-150. Низкая температура плавления (360 °C) позволяет изготовлять из него матрицы разделительных штампов методом заливки расплавленного сплава на закаленные и окончательно обработанные пуансоны из стали Х12. При этом получаются рабочие окна матрицы, повторяющие без зазора контуры пуансона любой конфигурации. На полученной после извлечения пуансона матрице благодаря свойствам самозатачивания сплава ЭКБ можно вырубать любой штампуемый материал толщиной 0,05-2мм. При этом стойкость составляет 3-30тыс. вырубок. Для повышения стойкости на матрице из сплава ЭКБ вырубают несколько пластин из отожженной углеродистой стали толщиной 2-2,5 мм и после термической обработки и разделки требуемого зазора и шлифования накладки устанавливают на матрицу из ЭКБ. Стойкость таких матриц при вырубке деталей толщиной 2 мм составляет 50-100 тыс. ударов.

Для повышения стойкости вырубных и вытяжных штампов используют литые и спекаемые твердые сплавы. Литые сплавы наплавляют дуговой или газовой сваркой на крупные штампы. Мелкие и средние штампы оснащают вставками из спекаемых (металлокерамических) твердых сплавов ВК8, ВК15 и ВК20.

Качество поверхности штампуемой детали в значительной мере зависит от зазора между пуансоном и матрицей. Величина зазора задается в процентном отношении от толщины штампуемого материала.

Толщина материала, мм до 0,2 0,3-3 3-10 10-25
Зазор, % 0 2-6 6-10 10-15

Для вырубки и пробивки материала из нержавеющей стали толщиной до 3 мм зазор составляет 0,02-0,03мм; толщиной 3-10мм - 0,04-0,05мм. Для электротехнической стали зазор должен быть 3-6% толщины материала.

Шероховатость рабочих и направляющих поверхностей большинства вырубных и гибочных штампов и пуансонов, вытяжных пуансонов должна находиться в пределах Ra =0,32-0,63 мкм, вытяжных матриц и штампов для выдавливания в пределах Ra =0,08-0,16 мкм.