Die Herstellung langlebiger Güter beinhaltet den Einsatz von Werkzeugen, Gesenken und Formen. Der Prozess der Werkzeug- und Formenherstellung umfasst das Schneiden und Formen von Metall sowie anderen Materialien, die Verwendung von Werkzeugen und die Verwendung von Metallformen, die als Matrizen bezeichnet werden, um verschiedene Substanzen in bestimmte Formen zu stanzen, zu schmieden oder zu formen. Dieser Prozess umfasst auch die Herstellung von Metallformen zum Einformen von Kunststoffen Spritzguss, sowie Formen für Keramik und andere Materialien.
Dieser Blog dient als grundlegender Leitfaden für den Herstellungsprozess von Werkzeugen und Matrizen, wobei der Schwerpunkt auf der Definition dieser Art der Fertigung, den beteiligten Prozessen, dem Unterschied zwischen Werkzeugen und Matrizen und Details zu Matrizen liegt. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.
Was ist Werkzeug- und Formenbau?
Der Werkzeug- und Formenbau ist ein Bearbeitungsverfahren, das verwendet wird, um eine Vielzahl von Werkzeugen herzustellen, die in verschiedenen Herstellungsprozessen wichtig sind. Der Begriff „Werkzeug“ bezieht sich auf Instrumente, die bei der Herstellung anderer Teile verwendet werden, während „Die“ kompliziert geformte Objekte auf die gleiche Weise wie eine Form erzeugt. Der Herstellungsprozess von Werkzeugen und Formen ist entscheidend für Anwendungen wie Verbindungselemente, Werkzeugbits, Automobilkomponenten und andere.
Die Grundelemente des Werkzeug- und Formenbaus bestehen aus:
- Präzise Schneid- und Formwerkzeuge für Metalle und andere Materialien.
- Gesenke, die zum Formen von Metallen durch Schmieden oder Stanzen verwendet werden, wie z Plastik, Keramik, oder Verbundmaterialien.
- Vorrichtungen, die das Metall beim Bohren, Bohren oder Stanzen sicher halten.
Werkzeug- und Formenherstellungsprozess
Der Werkzeug- und Formenbau umfasst die Erstellung von Produktionswerkzeugen wie z Vorrichtungen und Vorrichtungen, Stanzwerkzeuge und Kunststoffformen zur Verwendung in der Massenfertigung.
Der überwiegende Teil der Arbeit im Werkzeug- und Formenbau besteht in der Herstellung von Presswerkzeugen. Diese Matrizen werden bei der Herstellung verwendet Blech Teile unterschiedlicher Größe, von kleinen Telefonteilen bis hin zu großen Autokarosserieteilen. Jede Pressform besteht aus zwei Abschnitten, die als Stempel und Matrize oder männlich und weiblich bekannt sind und in einer elektrisch oder hydraulisch angetriebenen Presse montiert sind. Während eines Arbeitszyklus senkt sich der männliche Abschnitt in den festen weiblichen Abschnitt und schneidet oder formt jedes Metall zwischen den Abschnitten. Die Größe sowohl der Matrizen als auch der Pressen reicht von kleinen Bankdrücken bis hin zu riesigen Maschinen, die enorme Kräfte ausüben können. Zum Beispiel ist die Presse, die das Dach eines Autos stempelt, oft drei Stockwerke hoch und kann eine Menge Kraft ausüben.
Der Prozess des Kunststoffformens hat viele Ähnlichkeiten mit Stanzwerkzeugen, mit Ausnahme der Tatsache, dass das Stanzen Kraft erfordert, das Formen jedoch nicht. Beim Kunststoffformen werden zwei Einheiten benötigt, die ein geschlossenes System von Hohlräumen bilden, die mit einer zentralen Öffnung verbunden sind. Der flüssige Kunststoff wird durch die Öffnung und in die Formen gedrückt, und sobald er ausgehärtet ist, öffnen sich die Formen und das fertige Produkt wird entnommen.
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Werkzeuge und Matrizen: Ihr Unterschied
Um zwischen einem Werkzeug und einer Matrize zu unterscheiden, kann man davon ausgehen, dass Matrizen eine Art oder Kategorie von Werkzeugen sind, daher können alle Matrizen als Werkzeuge klassifiziert werden, aber nicht alle Werkzeuge werden als Matrizen betrachtet. Werkzeuge hinein Metall-Stanzen kann alles umfassen, was Metalle formt, formt oder stützt. Auf diese Weise können Vorrichtungen in Werkzeuge unterteilt werden. Matrizen hingegen dienen lediglich der Formänderung des Metalls und sind in der Regel weibliche Bauteile, die Bestandteil größerer Werkzeuge oder Pressen sind.
Ein Würfel ist ein Werkzeugmaschine mit einem spezifischen Fokus, der hauptsächlich in der Fertigungsindustrie verwendet wird, um Materialien gemäß einer gewünschten Form oder einem gewünschten Profil zu schneiden oder zu formen. Wie Formen werden Matrizen für ihren Verwendungszweck in Herstellungsprozessen angepasst. Matrizen werden verwendet, um eine breite Palette von Produkten herzustellen, von einfachen Büroartikeln wie Büroklammern bis hin zu komplexen Teilen, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie benötigt werden. Umgekehrt bezieht sich Werkzeugbau oder Werkzeugmaschinen auf den Prozess des Erwerbs spezialisierter Maschinen und Komponenten, die für die Fertigung in vollem Umfang erforderlich sind.
Was ist Werkzeugbau?
Der Prozess der Werkzeugherstellung umfasst typischerweise die Herstellung von Instrumenten, die bei der Herstellung von Waren helfen. Diese Werkzeuge können reichen von Vorrichtungen und Schneidewerkzeuge an Werkzeugmaschinen und Umformwalzen, die zum Halten, Testen oder Produzieren von Produkten während der Herstellung verwendet werden. Aufgrund der einzigartigen Anforderungen des Auftrags muss ein Werkzeugmacher möglicherweise kundenspezifische Werkzeuge erstellen oder vorhandene verbessern.
Was ist Werkzeugbau?
Der Prozess des Werkzeugbaus ist ein Spezialgebiet innerhalb des Werkzeugbaus, das sich auf die Herstellung und Instandhaltung von Werkzeugen konzentriert. Durch diesen Prozess werden typischerweise eine Vielzahl von Matrizen, einschließlich Matrizensätzen, Stempeln und Stahlbandmatrizen, hergestellt. Präzision und Genauigkeit sind entscheidend, da die Gesenkstähle und Stempel strenge Freiräume einhalten müssen, um eine genaue Bauteilerstellung zu gewährleisten. Außerdem erfordert die maschinelle Bearbeitung von Teilen oft extrem kleine Toleranzen von weniger als 1/1000 Zoll.
Wenn eine Matrize und eine Presse zusammenarbeiten, können sie Materialien formen und ihre Größe ändern, um Objekte zu erstellen. Die Presse übt Druck auf das Material in der Matrize aus, wodurch ein Gegenstand entsteht, der der spezifischen Form und Größe der Matrize entspricht. Diese Matrizen werden typischerweise für bestimmte Zwecke hergestellt und können Metalle, Kunststoffe oder Verbundmaterialien als Basis verwenden. Sobald ein Werkzeug geformt wurde, kann es nur Objekte herstellen, die seiner Form und Größe entsprechen, und die Hersteller müssen vor der Herstellung feststellen, ob sich die Investition lohnt. Der Werkzeug- und Formenbau ist daher häufig der Großserienfertigung vorbehalten.
Teile eines Würfels
Obwohl es zwischen den Werkzeugblöcken Unterschiede geben kann, insbesondere zwischen denen zum Schneiden oder Formen des Werkstücks (oder beidem), teilen sich die meisten Werkzeuge einen Standardsatz von Teilen.
- Stempel – Der Stempel ist der männliche Teil der Matrize, der Kraft auf das Werkstück ausübt, was zu einer Formänderung führt.
- Stanzplatte – Die Stanzplatte verbindet die Stanzfunktion mit dem Stößel, sodass sie sich bewegen kann.
- Abstreifplatte – Die Abstreifplatte dient dazu, das Werkstück nach jedem Schlag vom Stempel zu trennen.
- Druckplatten oder Stützplatten – Um den hohen Druck des Stempels gleichmäßig zu verteilen, werden unterschiedliche Druckplatten in die Matrize eingelegt.
- Matrizenblock – Der Matrizenblock ähnelt einer Form und ist mit Löchern und Vertiefungen versehen, um die gewünschte Form des Bauteils zu erzeugen. Es wird durch einen Stempel oder eine Presse hineingedrückt, um die Form zu erreichen, und ist normalerweise weiblich.
- Matrizenhalter – Ein Matrizenhalter dient zur Abstützung des Matrizenblocks und wird am oberen oder unteren Matrizenschuh befestigt. Es wird von einer Stützplatte getragen.
- Führungsstifte – Führungsstifte sind entscheidend für die genaue Ausrichtung der oberen und unteren Teile einer Matrize.
Arten von sterben
Es gibt verschiedene Begriffe, die zur Kategorisierung von Werkzeugen verwendet werden, von allgemein bis spezifisch. Auf der höchsten Ebene können Matrizen entweder als Schneiden oder Umformen klassifiziert werden. Ein Schneidwerkzeug ist jedes Werkzeug, das Material entfernt, schneidet oder schert, unabhängig von seinem Mechanismus, während ein Formwerkzeug kein Material entfernt.
Diese Einteilung ist jedoch nicht vollständig, da einige Werkzeuge sowohl Schneid- als auch Umformfunktionen erfüllen. Darüber hinaus haben bestimmte Stempel wie Prägestempel ihre eigene spezifische Kategorisierung basierend auf dem Prozess.
Eine weitere nützliche Methode zur Kategorisierung von Matrizen besteht darin, zu analysieren, was bei jedem Hub der Presse während des Werkzeugprozesses passiert:
1. Einfache Matrizen
Wie der Name schon sagt, können einfache Stanzen bei jeder Bewegung nur eine Art von Schnitt oder Form ausführen. Obwohl diese Art von Werkzeugen einen Vorteil in Bezug auf die Erschwinglichkeit haben kann, ist sie nicht so effektiv für komplexere Konstruktionen, die mehrere Umformvorgänge erfordern.
2. Zusammengesetzte Matrizen
Verbundmatrizen wurden entwickelt, um mehrere Schneid- und Formgebungsprozesse in einem einzigen Schlag durchzuführen. Dies kann zwar die Hubgeschwindigkeit verringern, ist aber im Verlauf des Werkzeugherstellungsprozesses effektiver und verringert die Möglichkeit von Fehlern beim Überführen des Werkstücks zwischen verschiedenen Stationen. Darüber hinaus sind Verbundwerkzeuge in der Regel kostensparender als Folgeverbundwerkzeuge.
3. Progressive Matrizen
Folgeverbundmatrizen bieten ein hocheffektives Mittel zur Durchführung zahlreicher Operationen an einem einzigen Metallstück. Im Gegensatz zur gleichzeitigen Verarbeitung werden diese Modifikationen an unterschiedlichen Stationen durchgeführt, während der Zuführmechanismus das Material kontinuierlich in die Matrize vorschiebt.
So erzeugt jeder Strich mehrere Schnitt- und Formvorgänge, die sogar auf verschiedene Teile des Rohmaterials angewendet werden, die zu eigenen raffinierten Stücken werden. Der endgültige Standort des Vorgangs extrahiert eine solche Komponente aus dem längeren Werkstück, was bedeutet, dass jeder Hub ein oder mehrere Teile herstellt, während andere noch in der Entwicklung sind.
4. Transferstempel
Transferwerkzeuge ähneln im Aufbau progressiven Werkzeugen, unterscheiden sich jedoch dadurch, dass sie vorgeschnittene Rohlinge verwenden, die mechanisch zwischen den Stationen übertragen werden müssen, anstatt einen einzelnen Metallstreifen zu verwenden. Übergabefinger oder Transportbänder spielen oft eine Rolle bei der Erleichterung des Übergabevorgangs. Die Verwendung von Transferstanzen erhöht die Effizienz erheblich, insbesondere beim Schneiden größerer oder komplizierterer Teile, die nicht mit progressivem Stanzen kompatibel sind.
5. Mehrere Matrizen
Die Mehrfachmatrizenpresse oder Mehrfachpresse zeichnet sich durch die Herstellung mehrerer Komponenten in einem einzigen Hub aus. Um dies zu erreichen, werden mehrere identische Chips mit einem einzigen Steuermechanismus verbunden, sodass sie gemeinsam arbeiten können.
Männliche und weibliche stirbt: Ihr Unterschied
Es ist nützlich, die Definitionen von männlichen und weiblichen Stirbs zu klären, da sie sehr unterschiedlich sein können. Wie in der Elektronik ist die hervorstehende Komponente normalerweise die männliche Komponente, während die weibliche Komponente durch eine Vertiefung oder eine Vertiefung gekennzeichnet ist.
- Beim Metallstanzen wird der männliche Stempel verwendet, um das Werkstück zu schneiden oder zu formen, indem es in den Matrizenblock getrieben wird. Wie bereits erwähnt, werden manchmal sowohl das Schneiden als auch das Formen durch den männlichen Stempel durchgeführt.
- Die weibliche Komponente ergänzt den männlichen Stempel und ist für die Definition der Form der Komponente verantwortlich. Zusätzlich zur Erzeugung der Vertiefungen im Matrizenblock, wo das Werkstück gepresst wird, kann der weibliche Teil auch Löcher enthalten, um das Entfernen von geschnittenem oder gebohrtem Metall zu erleichtern.
Bei Prozessen, die mehr als eine einfache Matrize erfordern, besteht der männliche Teil normalerweise aus mehreren Stahlschneid- oder Formstempeln. Der weibliche Teil passt wiederum zum Muster der männlichen Schläge.
Werkzeugherstellung und Formen: Ihr Unterschied
Es gibt ein weit verbreitetes Missverständnis, dass Formen und Matrizen dasselbe sind. Während beide Techniken die Änderung der Größe und Form von Rohmaterialien und die Verwendung eines Hohlraums zu ihrer Formung beinhalten, handelt es sich um unterschiedliche Prozesse. Formen verwenden flüssige oder viskose Rohstoffe, die in vorgeformte, dreidimensionale, ausgehöhlte Schablonen gegossen und zu Komponenten oder Produkten erstarren gelassen werden. Matrizen hingegen basieren ebenfalls auf vorgefertigten dreidimensionalen Schablonen, stanzen das Rohmaterial jedoch in einem festen und nicht in einem flüssigen Zustand aus.
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Fazit
Der Einsatz von Werkzeugen und Formen ist im Herstellungsprozess entscheidend, um die Produktion langlebiger Güter zu gewährleisten. Der Werkzeug- und Formenbau ist besonders vorteilhaft für Unternehmen, die in der Massenproduktion tätig sind, da er zu erheblichen Kosteneinsparungen führen kann. Die Bedeutung von Werkzeugen, Matrizen und Maschinisten zeigt sich in einer Vielzahl von Branchen, daher hoffen wir, dass dieser Artikel Ihnen hilft, diese Art der Bearbeitung besser zu verstehen.
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