Технология изготовления штампов и прессформ

Процесс изготовления технологической оснастки (пресс-форм, штампов) на инструментальном производстве

Изготовление оснастки – это сложный и многоаспектный процесс, который начинается с оформления потенциальным заказчиком запроса на изготовление необходимой ему технологической оснастки. Чем точнее предоставленная информация (чертеж, техническое задание, математическая модель), тем быстрее наши специалисты смогут сформировать коммерческое предложение с указанием стоимости и сроков изготовления, а также особенностей (если они есть), влияющих на исполнение заказа. В некоторых случаях возможно предоставление вариантов исполнения оснастки (операции в штампе, гнездность в пресс-форме, материал рабочих частей, материал изделий и т.п.).

Специалисты технического отдела по техническому заданию (ТЗ) заказчика проектируют пресс-формы и штампы с применением моделирующих CAD-программ. На основании 3D-модели изделия и оснастки осуществляется выпуск чертежей и спецификаций. Параллельно технологи цеха холодной штамповки и пластмассового литья отрабатывают изделие на технологичность и дают конструктору рекомендации по разработке оснастки.

После согласования конструкторской документации проект передается технологам для проработки технологии изготовления оснастки, они прописывают маршрут операций, материальные карты на заготовки, необходимость электродов, прожига и т.п.

Если заказчика устраивают предложенные условия, заключается договор на проектирование и изготовление оснастки (либо изготовление по конструкторской документации заказчика). После оформления контракта и получения предоплаты конструкторы приступают к созданию проекта, который подлежит обязательному согласованию с заказчиком, при необходимости, вносятся изменения и корректировки, деталь отрабатывается и доводится до литейной.

В ходе технологической проработки КД оснастки определяется технологический процесс изготовления оснастки, а также технологические программы станочной обработки, и проектируется инструмент второго порядка (специнструменты, приспособления, электроды). Затем конструкторско-технологическая документация (КТД) передаётся в инструментальный цех.

Следующий этап – полный цикл изготовления технологической оснастки (пресс-формы, штампы) в инструментальном цехе завода. Цех состоит из нескольких производственных участков.

Изготовление пресс-форм и штампов осуществляется в собственных производственных участках, которые обеспечены токарным, сверлильным, шлифовальным и фрезерным, электроэрозионным, координатно-шлифовальным оборудованием отечественного и импортного производства.

Участки производства по видам работ

• Участок механической обработки деталей пресс-форм и штампов. Работы с применением токарных, сверлильных, фрезерных и других станков.
• Участок координатной расточки. Работы по расточке формообразующих элементов и несущих плит.
• Участок фрезерных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и координатной шлифовки. Обработка элементов электродов формообразующих элементов пресс-форм и штампов осуществляется по обрабатывающим программам, шлифовка отверстий – по заданным координатам.
• Участок электроэрозионных станков. Вырезка «проволокой» и обработка формообразующих деталей пресс-форм и штампов прожигом медными и графитовым электродами.
• Участок профильной и оптико-шлифовки. Шлифовка профилей формообразующих деталей и электродов.
• Участок сборки пресс-форм и штампов. Различные операции, связанные с доводкой и окончательной сборкой пресс-форм и штампов.

Кроме перечисленных операций, на предприятии есть необходимое оборудование для тиснения формообразующих поверхностей элементов технологической оснастки, а также маркировка лазером.

Формообразующие элементы оснастки изготавливаются как из отечественных (40Х13, 4Х5МФС, 9ХС, У8А, У10А, ХВГ, Х12 и др.), так и из импортных сталей (Бёлер, Шмольц-Бикенбах).

В цехе также работают вспомогательные службы – ремонт, обслуживание оборудования, заточка инструмента.

После изготовления осуществляется испытание оснастки с участием технолога, ведущего проект, составляются карты замеров, осуществляется проверка соответствия полученного готового изделия согласованным чертежам. Если выявляются небольшие отклонения, оснастка дорабатывается до получения конечного изделия. На испытания приглашаются представители заказчика, а в случае, если командировка невозможна, полученные изделия вместе с картами замеров направляются заказчику на согласование, возможна также отправка фото- и видеоотчета (по согласованию с заказчиком). После утверждения полученных образцов осуществляется приемка оснастки (пресс-формы, штампа), подписываются документы, подтверждающие соответствие изготовленной оснастки чертежам и техническому заданию. После этого оснастка упаковывается и погружается на транспорт заказчика (либо отправляется компанией-перевозчиком).

Обработка деталей штампов и пресс-форм

Появление новых инструментальных материалов позволило кардинально изменить технологические процессы изготовления штампов и пресс-форм. Ранее гравюры верхней и нижней частей штампа или прессформы обрабатывали до окончательной термообработки, в качестве предварительной термообработки применялась нормализация, позволяющая уменьшить деформации после окончательной термической обработки. Деформации и финишная обработка направляющих поверхностей приводили к рассогласованию гравюр верхней и нижней частей штампов. При согласовании верхней и нижней частей гравюр ручным механизированным инструментом их обработка борфрезами или абразивными шарошками при твердости более 45 HRC приводит к резкому повышению трудоемкости и потере точности (при дублировании штампов и пресс-форм поверхности, не подвергаемые механической обработке, не обеспечивают их взаимозаменяемость). Высокоскоростное фрезерование обеспечивает получение следующих параметров (табл. 1).

Таблица 1. Параметры обеспечиваемые высокоскоростным фрезерованием

С учетом вышеприведенного технологический процесс в общем случае имеет следующий вид:

• входной контроль материала;
• раскрой заготовок на ленточно-пильных станках;
• обработка габаритов;
• нормализация;
• контроль;
• предварительная обработка направляющих поверхностей;
• окончательная термическая обработка;
• контроль;
• шлифование или фрезерование инструментом с пластинками КБН габаритных размеров;
• обработка направляющих поверхностей;
• контроль;
• черновая обработка гравюры методом осевого врезания (рис. 1);
• получистовая и чистовая обработка фрезами с шаровым торцом (растровый метод) (рис. 2);

Рис. 1. Черновая обработка гравюры методом осевого врезания

Рис. 2. Чистовая обработка гравюры растровым методом

• контроль гравюры по КЭМ на координатно-измерительной машине и распечатка протокола измерений;
• ультразвуковая очистка деталей;
• электрохимическое удаление заусенцев и полирование при необходимости;
• нанесение износостойких покрытий (при необходимости);
• сборка штампа или пресс-формы;
• испытания и оформление технологического паспорта.

Данный технологический процесс изготовления штамповой оснастки пригоден для деталей, имеющих твердость 50–68 HRC, при твердости 45–50 HRC обработка протекает нестабильно. Если твердость менее HRC 45, проблем с обработкой нет, но стойкость штамповой оснастки низкая. Увеличение трудоемкости изготовления штамповой оснастки компенсируется:

1. увеличением точности взаимного расположения верхней и нижней частей гравюр, что обеспечивает получение заготовок более высокой точности;
2. исключением трудоемкого слесарного согласования верхней и нижней частей штампов (пресс-форм); точность взаимного расположения определяется удвоенной векторной суммой позиционной точности станка по координатам;
3. увеличением стойкости штамповой оснастки (пресс-форм) вследствие более высокой твердости рабочих поверхностей; при высокоскоростном фрезеровании возможна обработка поверхностей с твердостью рабочих поверхностей до 70 HRC.

Для вырубных штампов целесообразно применять станки для обработки непрофилированным электродом, последовательность обработки:

• входной контроль материала;
• раскрой заготовок на ленточно-пильных станках;
• обработка габаритов;
• нормализация;
• контроль;
• предварительная обработка направляющих поверхностей;
• окончательная термическая обработка;
• контроль;
• шлифование или фрезерование инструментом с пластинками КБН габаритных размеров;
• обработка направляющих поверхностей;
• контроль;
• прошивка отверстий для начала работы для вырезки внутренних контуров;
• вырезка высекаемого профиля на станке для обработки непрофилированным электродом (проволочном вырезном), причем одновременно можно вырезать пуансон и матрицу (необходимый зазор между ними обеспечивается подбором толщины рабочего электрода (калиброванной проволоки), а шероховатость и точность обработанных поверхностей числом проходов);
• контроль контура по КЭМ на координатно-измерительной машине и распечатка протокола измерений;
• ультразвуковая очистка деталей;
• нанесение износостойких покрытий (при необходимости);
• сборка штампа или пресс-формы;
• испытания и оформление технологического паспорта.

Применяется также комбинированная обработка гравюр штампов, так как при фрезеровании невозможно обработать безрадиусные сопряжение стенок. Для этого гравюру дорабатывают на копировально-прошивочных станках. Технологические возможности современных электроэрозионных станков приведены в таблице 2.

Таблица 2. Технологические показатели электроэрозионных станков

Процесс изготовления технологической оснастки (пресс-форм, штампов) на инструментальном производстве

Изготовление оснастки – это сложный и многоаспектный процесс, который начинается с оформления потенциальным заказчиком запроса на изготовление необходимой ему технологической оснастки. Чем точнее предоставленная информация (чертеж, техническое задание, математическая модель), тем быстрее наши специалисты смогут сформировать коммерческое предложение с указанием стоимости и сроков изготовления, а также особенностей (если они есть), влияющих на исполнение заказа. В некоторых случаях возможно предоставление вариантов исполнения оснастки (операции в штампе, гнездность в пресс-форме, материал рабочих частей, материал изделий и т.п.).

Специалисты технического отдела по техническому заданию (ТЗ) заказчика проектируют пресс-формы и штампы с применением моделирующих CAD-программ. На основании 3D-модели изделия и оснастки осуществляется выпуск чертежей и спецификаций. Параллельно технологи цеха холодной штамповки и пластмассового литья отрабатывают изделие на технологичность и дают конструктору рекомендации по разработке оснастки.

После согласования конструкторской документации проект передается технологам для проработки технологии изготовления оснастки, они прописывают маршрут операций, материальные карты на заготовки, необходимость электродов, прожига и т.п.

Если заказчика устраивают предложенные условия, заключается договор на проектирование и изготовление оснастки (либо изготовление по конструкторской документации заказчика). После оформления контракта и получения предоплаты конструкторы приступают к созданию проекта, который подлежит обязательному согласованию с заказчиком, при необходимости, вносятся изменения и корректировки, деталь отрабатывается и доводится до литейной.

В ходе технологической проработки КД оснастки определяется технологический процесс изготовления оснастки, а также технологические программы станочной обработки, и проектируется инструмент второго порядка (специнструменты, приспособления, электроды). Затем конструкторско-технологическая документация (КТД) передаётся в инструментальный цех.

Следующий этап – полный цикл изготовления технологической оснастки (пресс-формы, штампы) в инструментальном цехе завода. Цех состоит из нескольких производственных участков.

Изготовление пресс-форм и штампов осуществляется в собственных производственных участках, которые обеспечены токарным, сверлильным, шлифовальным и фрезерным, электроэрозионным, координатно-шлифовальным оборудованием отечественного и импортного производства.

Участки производства по видам работ

• Участок механической обработки деталей пресс-форм и штампов. Работы с применением токарных, сверлильных, фрезерных и других станков.
• Участок координатной расточки. Работы по расточке формообразующих элементов и несущих плит.
• Участок фрезерных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и координатной шлифовки. Обработка элементов электродов формообразующих элементов пресс-форм и штампов осуществляется по обрабатывающим программам, шлифовка отверстий – по заданным координатам.
• Участок электроэрозионных станков. Вырезка «проволокой» и обработка формообразующих деталей пресс-форм и штампов прожигом медными и графитовым электродами.
• Участок профильной и оптико-шлифовки. Шлифовка профилей формообразующих деталей и электродов.
• Участок сборки пресс-форм и штампов. Различные операции, связанные с доводкой и окончательной сборкой пресс-форм и штампов.

Кроме перечисленных операций, на предприятии есть необходимое оборудование для тиснения формообразующих поверхностей элементов технологической оснастки, а также маркировка лазером.

Формообразующие элементы оснастки изготавливаются как из отечественных (40Х13, 4Х5МФС, 9ХС, У8А, У10А, ХВГ, Х12 и др.), так и из импортных сталей (Бёлер, Шмольц-Бикенбах).

В цехе также работают вспомогательные службы – ремонт, обслуживание оборудования, заточка инструмента.

После изготовления осуществляется испытание оснастки с участием технолога, ведущего проект, составляются карты замеров, осуществляется проверка соответствия полученного готового изделия согласованным чертежам. Если выявляются небольшие отклонения, оснастка дорабатывается до получения конечного изделия. На испытания приглашаются представители заказчика, а в случае, если командировка невозможна, полученные изделия вместе с картами замеров направляются заказчику на согласование, возможна также отправка фото- и видеоотчета (по согласованию с заказчиком). После утверждения полученных образцов осуществляется приемка оснастки (пресс-формы, штампа), подписываются документы, подтверждающие соответствие изготовленной оснастки чертежам и техническому заданию. После этого оснастка упаковывается и погружается на транспорт заказчика (либо отправляется компанией-перевозчиком).

Изготовление штампов и пресс-форм по чертежам

При обработке давлением возможно получить объемные детали различных форм. В данном процессе рабочим инструментом являются штампы и пресс-формы. С их помощью возможно снизить расход материала при обработке, так как пресс-формы не требуют среза слоя материала. Штамповка позволяет выпускать изделия высокого качество в крупных объемах за счет серийного производства.

Производство штампов

Штамп — это особая оснастка, придающая заготовке желаемую форму за счет пластической деформации материала. Штампы изготавливаются по чертежам под конкретный тип детали. С помощью штампов можно обрабатывать заготовки как в горячем, так и в холодном состоянии.

Типы штампов холодной штамповки

• Вырубные: отрезные, дыропробивные, обрезные
• Гибочные
• Вытяжные
• Обжимные
• Чеканочные
• Комбинированные

Вырубные штампы применяются при вырезании из листа металла заготовки нужной формы. С помощью перечисленный подкатегорий данного вида штампов, соответственно, можно производить предварительную обработку заготовки перед дальнейшими манипуляциями.

Гибочные штампы, исходя из названия, изгибают заготовку вокруг необходимых осей. При помощи вытяжного штампа заготовке можно придать более обтекаемою форму, сделав ее выпуклой, или наоборот, вогнутой.

Обжимные штампы чаще всего используются, например, для изготовления головок заклепок. Чеканочные штампы способны наносить на металлическую заготовку объемный барельеф. В комбинированных штампах возможно совместить два и более вида штампов.

Заготовительные штампы обеспечивает минимальное количество излишков после обработки заготовки. Заготовка практически сразу обретает необходимую форму. Подкатными ручьями изделие распределяется по оси вдоль с изменением диаметра в определенных ее участках. Пережимная штамповка расширяет заготовку, при этом высота определенного элемента детали уменьшается. Гибочные ручьи горячей штамповки формируют поковку под прямым углом для заготовок с изогнутыми осями. Протяжные ручьи нужны для удлинения отдельных участков изделия

Изготовление пресс-форм

Пресс-формы позволяют производить изделия из различных материалов: пластмассы, резины, металла и других. Изготовление деталей с помощью пресс-форм происходит путем литья или прессования под высоким давлением. Пресс-формы используют и при применении расплавленных масс материала.

Пресс-формы можно разделить на два типа

• Прямого прессования, которые применяются для изготовления малых партий изделий несложных форм. В процессе прямого прессования заготовка нагревается до пластичного состояния и принимает необходимую форму при полном смыкании пресс-формы.
• Литьевого прессования, которые подходят для изготовления крупных партий изделий любых форм. В случае литьевого прессования пресс-форма изначально сомкнута и материал для изделия заливается с помощью специальных каналов в расплавленном состоянии.

Штампы и пресс-формы, как и любое другое оборудование на производстве состоит из большого количества деталей.

В зависимости от вида обработки, можно выделить несколько групп деталей для штампов и пресс-форм:

• Рабочая часть, в которую входят: матрица, пуансоны, загрузочные камеры для пресс-форм.
• Корпус. В корпусе соединены рабочие части между собой и с другими элементами, такими как: направляющие втулки, колонки, нижняя и верхняя плиты, хвостовик.
• Установочные детали или инструменты для установки и придания оснастке необходимых конфигураций.
• Съемники и выталкиватели для извлечения и постобработки детали.
• Различный крепеж и держатели для матриц и пуансонов.

При изготовлении пресс-форм и штампов необходимо соблюдать точность, чтобы они соответствовали требованиям ГОСТ, были удобными в установке на оборудования и в последующей наладке. От качества пресс-форм и штампов также зависит и качество деталей, которые будут изготавливаться с их помощью.

Данный вид оснастки регулярно испытывает механическое воздействие и воздействие высоких температур, поэтому он должен быть изготовлен из стали высокого качества. А элементы, подверженные износу, могут быть дополнительно покрыты высокопрочными сплавами, обработаны с помощью лазерного упрочнения и с помощью химико-термического воздействия

Заказать изготовление пресс-форм и штампов

Заказать в Нижнем Новгороде изготовление штампов, пресс-форм и приспособлений для литья и прессования изделий из различных материалов можно у нас в компании. Мы гарантируем выгодные условия сотрудничества и низкие цены при высоком качестве товаров. Наша компания выпускает прессовое оборудование различных типов и классов. Свяжитесь с нами по телефону 8 915 930-96-66 или оставьте заявку прямо на этой странице.