Матрица и пуансон: особенности, отличия, назначение

Выпуск деталей из бетона и металла – процесс, требующий большой точности, применения технологичных устройств. Чтобы добиться необходимой конфигурации некоторых элементов, нужно использовать специальную оснастку, задающую ее. Именно с этой целью прессовальные, штамповочные станки комплектуются пуансонами и матрицами.

Эта оснастка также должна быть выполнена с максимальной точностью, ведь от нее зависит качество готовой продукции. Строгое соответствие реальных габаритов проектным, отсутствие дефектов – все это крайне важные требования, обязательные для соблюдения.

Матрица и пуансон: понятия и отличия

Матрицу можно представить как короб, задающий форму будущей детали. Для обеспечения необходимой прочности, жесткости, долговечности, делаются матрицы на основе металла. Ее стены должны быть параллельными друг другу, конструкция не предполагает наличия крышки. Классифицировать матрицы можно на обычные, подходящие для производства конкретного товара, и комбинированные, позволяющие создавать несколько изделий. Гораздо более распространены модели первой категории, вторые – гораздо дороже, их выпуск ведется, в основном, по индивидуальным заказам. Характерные примеры использования обычных матриц – выпуск блоков и пустотных кирпичей для нужд строительной отрасли, возведения малоэтажных и высотных зданий.

Пуансон – это особая конструкция, совпадающая с матричным профилем. Он выполняет функцию замыкающей детали, образует верхнюю часть изделия. Именно пуансон передает усилие, создаваемое гидравлическим, пневматическим или электрическим приводом пресса, маркировщика, так что его распространенный синоним – пресс-штемпель. Механизм может использоваться для формирования детали путем выдавливания, нанесения зеркальной или стандартной маркировки, штамповки. Чаще всего пуансоны применяются в металлообработке, но востребованы и при выпуске строительных элементов, например, блоков сложной формы из газобетона.

Пуансоны: классификация

Данные элементы представлены четырьмя основными категориями:

1. Пробивные;
2. Прошивные;
3. Просечные;
4. Вырубные.

Требования к материалам

На производстве пуансон выполняет функцию пресса, продавливающего заготовку сквозь матрицу. Работа механизма сопряжена не просто с огромным давлением, но с термическими воздействиями. Чтобы все компоненты выдержали подобные воздействия, при их изготовлении используются соответствующие материалы:

1. Если производственная технология не подразумевает выраженного нагрева, то основными материалами являются стали, твердость которых составляет от 54 до 65 HRC. В качестве примера можно рассмотреть российскую сталь марки 6ХВ2С. Для этих металлов характерна огромная прочность, стойкость как к механическому износу, так и продолжительному воздействию влаги. Легированные сорта использовать нельзя, температурная закалка повышает твердость, однако, металл становится хрупким. Наибольшей твердостью характеризуются матрицы из стали на глубине, составляющей не меньше 50% от высоты, на расстоянии в 0.5 и более сантиметров по протяженности рабочей линии. Пуансоны должны отличаться высокой твердостью по всей рабочей высоте;
2. В том случае, если обработка сопряжена с температурной нагрузкой, то следует использовать стали с повышенной устойчивостью к износу, выдерживающие нагрев без деформаций. Только в этом случае штамп отработает продолжительное время;
3. Альтернатива металлу – технологичный модифицированный полимер, полиуретан. Он характеризуется эластичностью, достаточно твердый, в соответствии со шкалой Шора твердость находится на уровне 98 единиц.

Пуансоны и матрицы: особенности

Оба типа оснастки должны быть максимально практичными, функциональными, простыми в обслуживании. Чтобы оборудование работало без сбоев, следует регулярно очищать его от налипшего бетонного раствора, металлической стружки. Самый простой способ очистки – механический, при помощи ручного инструмента, щеток, скребков. Для удаления особо сложных загрязнений можно использовать установки высокого давления, перед последующим запуском требуется тщательная просушка устройства.

Пуансоны и матрицы – детали, подверженные интенсивным нагрузкам и, следовательно, износу. Периодически их нужно менять. Средний срок службы пуансонов – 4-6 лет, конкретное время определяется областью эксплуатации. Составные детали оснастки представлены в различных версиях, не возникнет сложностей при поиске элемента, на 100% соответствующего сфере использования, особенностям выпускаемых товаров.

Недопустимо наличие на оснастке неровностей, трещин и других дефектов. Пуансоны в форме цилиндра перед использование должны быть тщательно отшлифованы, отполированы, заточены. Фасонные аналоги выпускаются по методу оттиска, для повышения твердости используется термическая закалка, 780-градусное 8-минутное воздействие.

Если оснастка должна отличаться сложностью контура, то основные методики изготовления – строгание или фрезерование. Эти же технологии применяются для выпуска матриц. Качественная оснастка гарантирует четкость, чистоту реза с минимальной нагрузкой на штамп, что увеличивает срок службы.

Регулировка зазора

Зазор между пуансоном и матрицей должен быть выставлен предельно точно. Если он слишком мал, то вероятно отслоение, разрыв плоскости среза, слишком велик – формирование заусенцев, разрывов, закругления кромок. Оптимальная величина зазора – от 4 до 16 процентов от толщины исходника. Если необходимо увеличение до 30 процентов, то нужно использовать оснастку с максимально острыми режущими зонами.