Что такое матрица для наконечника сверла? Полное руководство по оснастке для самосверлящих шурупов

Что такое матрица для наконечника сверла?

Матрица для наконечника сверла — это прецизионный инструмент для холодной штамповки, используемый в производстве шурупов для формирования самосверлящего наконечника на самонарезающих шурупах — широко известных как шурупы TEK или шурупы DIN 7504.

В процессе производства пара согласованных матриц с высокой скоростью зажимает вращающуюся заготовку шурупа. Матрицы методом холодной штамповки формируют наконечник в острую, многожлобковую сверлильную геометрию без какой-либо резки или удаления материала. Этот процесс принципиально отличается от механической обработки: холодная штамповка сохраняет течение зерна металла, что приводит к более прочному и более стабильному наконечнику сверла.

Как работает холодная штамповка с матрицами для наконечников сверл?

Процесс холодной штамповки выполняется в следующие этапы:

Подготовка заготовки — Проволока нарезается и осаживается для формирования заготовки шурупа с предварительно сформированным стержнем.
Выравнивание матрицы — Пара согласованных матриц монтируется на заострительном станке, точно выровненная по оси шурупа.
Штамповочный ход — Матрицы смыкаются на вращающейся заготовке с высокой скоростью (обычно 200–400 штук в минуту), пластически деформируя наконечник в геометрию наконечника сверла.
Выталкивание — Готовый шуруп выталкивается и цикл повторяется.

Вся операция заострения занимает долю секунды на шуруп, делая её одним из самых быстрых этапов производственной линии.

Почему важно качество матрицы?

Качество матрицы напрямую влияет на три критически важных производственных показателя:

Процент отбраковки шурупов — Плохая геометрия матрицы или качество поверхности приводит к непостоянным наконечникам сверл, увеличивая процент отбраковки.
Интервал замены матриц — Матрицы высокого класса с точной геометрией и поверхностями стружколомов с зеркальной полировкой служат значительно дольше между заменами, уменьшая простой.
Производительность сверления — Готовый шуруп должен проникать в сталь, алюминий или другие подложки чисто. Качество матрицы определяет, будет ли самосверлящий наконечник надёжно работать в эксплуатации.

Именно поэтому производители крепёжных изделий по всему миру выбирают специализированных производителей матриц с глубокой экспертизой в холодной штамповке, а не универсальных поставщиков оснастки.

Материалы матриц: твёрдый сплав против быстрорежущей стали

Матрицы для наконечников сверл изготавливаются из двух основных материалов:

Твёрдый сплав (WC)

Твёрдость: HRA 90+
Лучше всего для: Высокообъёмных производственных линий
Преимущество: Максимальный срок службы — как правило, в 10 раз дольше, чем HSS в идентичных условиях
Компромисс: Более высокая начальная стоимость, но более низкая стоимость на произведённый шуруп

Быстрорежущая сталь SKH (M2 / M9 / M51)

Твёрдость: HRC 62–65
Лучше всего для: Производства меньшего объёма, специальных шурупов или прототипных партий
Преимущество: Отличная ударная вязкость, более низкие начальные инвестиции
Компромисс: Более короткий срок службы, более частые замены матриц

Опциональное улучшение: PVD-покрытие (физическое осаждение из паровой фазы) может наноситься на материал любого типа. Покрытие увеличивает поверхностную твёрдость, улучшает смазку при штамповке и продлевает срок службы матрицы на 20–50% в типичных применениях.

Серии матриц: L1–L6

Матрицы для наконечников сверл классифицируются на шесть серий на основе длины стружколома, которую они производят:

| Серия | Длина стружколома | Диапазон размеров шурупов | Применение | |-------|-----------------|--------------------------|-----------| | L1 | 2,7ℓ | IFI #4–#14 | Тонколистовой металл | | L2 | 4,0ℓ | IFI #4–#14 | Тонколистовая сталь | | L3 | 5,7ℓ–7,5ℓ | IFI #8–#14 | Среднетолщинная сталь | | L4 | 9,2ℓ–11,7ℓ | IFI #8–#14 | Толстолистовая сталь | | L5 | 13,0ℓ–14,5ℓ | IFI #12–#14 | Конструктивная сталь | | L6 | 16,5ℓ–17,7ℓ | IFI #12–#14 | Толстая конструктивная сталь |

Как выбрать: Подбирайте серию L к целевой толщине подложки. Использование матрицы L1 на толстой стали означает, что наконечник сверла не полностью проникнет до того, как зацепится резьба. Использование матрицы L6 на тонколистовом металле расходует материал и создаёт излишне длинный наконечник.

Стили матриц: MA, MB и MC

В каждой серии L матрицы бывают трёх классов геометрии:

Стиль MA (Стиль I) — Предназначен для более мелких шурупов (IFI #4–#8). Компактная геометрия наконечника сверла для применений с тонколистовым металлом.
Стиль MB (Стиль II) — Наиболее широко используемый стиль, охватывающий шурупы среднего диапазона (IFI #6–#12). Универсальная геометрия, подходящая для большинства применений.
Стиль MC (Стиль III) — Предназначен для наиболее крупных тяжёлых шурупов (IFI #12–#14). Используется исключительно в сериях L4, L5 и L6.

Как выбрать правильную матрицу для наконечника сверла

Следуйте этому алгоритму принятия решений:

Определите ваш стандарт шурупов — IFI (американский) или DIN (европейский)?
Определите размер шурупа — #4–#14 (IFI) или ST2.9–ST6.3 (DIN).
Подберите толщину подложки — Это определяет серию L (L1 для тонкой, L6 для толстой).
Выберите стиль матрицы — MA для мелких шурупов, MB для среднего диапазона, MC для крупных.
Выберите материал матрицы — Твёрдый сплав для большого объёма, HSS для меньшего объёма или специальных партий.

Заключение

Матрицы для наконечников сверл — это критический компонент оснастки, который определяет качество самосверлящих шурупов и эффективность производства. Выбор правильной матрицы — правильной серии, стиля и материала — непосредственно влияет на процент отбраковки, производственное время безотказной работы и эксплуатационные характеристики конечного продукта.

ZLD Precision Mold производит полный ассортимент матриц для наконечников сверл (L1–L6) как из твёрдого сплава, так и из быстрорежущей стали SKH, охватывая IFI #4–#14 и DIN ST2.9–ST6.3. Просмотреть нашу полную таблицу спецификаций или запросить коммерческое предложение для ваших производственных требований.