При серийном изготовлении изделий методом отливки либо штамповки, применяются пуансон и матрица. Это две части формы, между которыми размещается заготовка, либо заливается расплавленный материал.
Как правило, используется комплект, но существуют такие способы обработки, при которых можно использовать лишь один компонент.
Где используются матрица и пуансон?
Литье
В матрицу, либо в полость между матрицей и пуансоном, заливается расплав. После застывания компоненты формы разъединяются, готовое изделие готово к финишной обработке (если таковая предусмотрена технологическим процессом).
Если изделие по техническим условиям имеет плоскую подошву, пуансон не требуется. Расплав заливается в матрицу, до образования ровной поверхности. При сложной форме изделия, матрица может быть составной (разъемной).
Для изготовления изделий со сквозными полостями, при наличии которых извлечение из матрицы невозможно, формируется временная матрица из материала, который можно впоследствии разрушить, например, из гипса или глины. Пуансон в этом случае литья не применяется.
Штамповка
Используется матрица и пуансон, между которыми формируется деталь. Если обрабатывается металл, заготовка размещается между элементами, и с помощью пресса принимает нужную форму.
Для качественного штампа, требуется точное соответствие размеров и зазора между элементами. При этом: матрица – это зеркальное отображение нижней части детали, соответственно пуансон – это перевернутая копия верхней части.
Важно! Материал должен быть намного прочнее, чем заготовка. Особенно это касается крупносерийного производства. Матрица и пуансон изготавливаются вручную (или с помощью координатного фрезерного станка с ЧПУ).
Просечка (вырубка)
Штамповку деталей из крупногабаритной заготовки (например, стального листа или ленты) можно ускорить, если пуансон будет не только формировать изделие, но и отделять его от общего массива. В этом случае края матрицы и пуансона представляют собой режущую кромку, которая как бы вырубает деталь из листа.
Подобный способ применяется при массовом производстве одинаковых деталей. Причем одинаковых форм для вырубки может быть несколько, для ускорения процесса.
Зазор между матрицей и пуансоном должен быть минимальным, а центровка на прессе точной. Иначе края изготавливаемой детали будут рваными, с заусенцами.
При использовании качественного (и не изношенного) комплекта, продукция не требует дополнительной обработки. Это ускоряет и удешевляет производство.
В некоторых случаях роль пресса выполняет молот. Изделия не выдавливаются, а выбиваются из листа. Форма и рисунок на поверхности образуются при ударной нагрузке.
- Нанесение штампов (оттисков). Достаточно распространенный способ применения пуансонов, матрица используется не всегда. При нанесении оттиска на листовой материал, снизу под заготовку достаточно подложить ровное основание.
- Тиснение пуансоном может быть как вогнутым, таки и выпуклым. Принципиальной разницы в технологии нанесения нет, но при создании выпуклого отпечатка, усилие значительно выше.
По мере износа, заточка (восстановление) не производится, поскольку снимаемый слой материала изменяет размеры. Насадки пресса просто утилизируются. При изготовлении применяется легированная сталь, обязательно проводится закаливание.
Качественные изделия служат по несколько лет. Целесообразно закладывать большой запас прочности, даже если это влечет за собой увеличение стоимости. Заказ нового комплекта, равно как и простой станка при замене насадок, это дополнительные издержки.
Еще одна характеристика матрицы и пуансона – температурная стойкость. Материал не должен существенно менять размер при нагревании, которое неизбежно во время интенсивного использования.
Разумеется, разработчики закладывают температурные зазоры, но лучше предусмотреть принудительное охлаждение зоны работ. Мы рассмотрели, что такое матрица и пуансон при производстве металлических (пластиковых, кожанных) изделий. Кроме этого, подобная технология применяется в строительстве.
Использование матрицы и пуансона при производстве стройматериалов
Изготовление тротуарной (облицовочной) плитки, кирпичей, строительных блоков и даже плит перекрытий также связано с матрицей и пуансоном.
- Специальная смесь заливается (засыпается) в матрицу, сверху с помощью пресса она сжимается пуансоном. Для увеличения плотности можно применить виброустановку. В результате на выходе получается изделие с высокой прочностью и эстетичной поверхностью. Подобная технология распространена при изготовлении облицовочных материалов.
- Для конструкционных материалов, когда качество поверхности не имеет значения, можно применять только матрицу. Например, при изготовлении обыкновенного кирпича. Если пуансон и применяется, то лишь для выравнивания верхнего края при заполнении формы.
Вывод:
Изобретение такого способа существенно ускорило выпуск однотипных изделий. До появления пуансона и матрицы, штучное производство имело высокую себестоимость, а создание абсолютно одинаковых изделий было невозможным в принципе.
Сегодня пуансоны и матрицы используются не только в промышленности, изготовить (заказать) комплект можно и для бытового применения.
