Технология – листовая штамповка, использование вставок из поделочных камней и декоративных покрытий

Технологии. Штамповка

Обработку металлов давлением на прессах с помощью формообразующего приспособления (штампа) называют штамповкой. Как способ получения заготовок ювелирных изделий и их деталей штамповка широко распространена в ювелирной промышленности. На ювелирных предприятиях листовой холодной штамповкой получают значительную часть самых различных деталей: кастов, рантов, швенз, шинок, - а также целиком изделий, например обручальных колец.

Операции холодной штамповки. Штамповка как одна из заготовительных операций в условиях организации ювелирного производства является высокопроизводительной, технологически несложной, экономически выгодной, а нередко просто незаменимой, позволяющей значительно расширить объемы выпуска ювелирных изделий.

Операции холодной штамповки делятся на

· Разделительные (При разделительных операциях одна часть металла отделяется от другой.)

1. резка (На предприятиях ювелирной промышленности эту разделительную операцию применяют для отделения по заданной линии одной заготовки от другой. Резкой получают заготовки в виде полос или пластин. Выполняют резку механическими ножницами с параллельными или наклонными ножами (гильотинными ножницами) и с дисковыми (роликовыми ножницами).

2. вырубка

3. пробивка При вырубке и пробивке происходит разделение (отделение) части заготовки по замкнутому контуру. Вырубкой получают плоскую заготовку с определенным наружным контуром, пробивкой - отверстие в заготовке. Вырубка и пробивка осуществляются в штампе (рис. 1, В), состоящем из подвижного пуансона 1 и неподвижной матрицы 2, которые играют роль ножей, верхнего и нижнего с параллельными или скошенными лезвиями. Лист укладывается на вырубную матрицу, а пуансон силой пресса пробивает материал и проталкивает детали или отходы через отверстие матрицы. Заготовки, полученные вырубкой и пробивкой, необходимо подвергать дополнительной обработке (зачистке), так как они имеют довольно шероховатую поверхность среза. В целях зачистки выполняют операцию, называемую срезанием припуска. Она состоит в том, что заготовка, предварительно вырубленная пуансоном, вдавливается в матрицу, режущая кромка которой срезает первый слой (стружку) с детали. При такой зачистке получают детали высокой размерной точности и небольшими параметрами шероховатости поверхности.

· формоизменяющие. (При формоизменяющих операциях заготовкам придается заданная форма без разрушения самой заготовки.)

1. гибка, Гибка давлением позволяет изменять форму детали без изменения ее сечения. Гибку как заготовительную операцию в отличие от гибки в качестве монтировочной операции выполняют с применением гибочных штампов на специальных гибочных машинах и прессах. При такой гибке слои металла, расположенные с внутренней части пуансона, сжимают, а внешние слои (со стороны матриц) растягивают. Заготовку в гибочном штампе следует располагать так, чтобы заусенцы на ее кромках оказались в зоне сжатия, иначе они могут вызвать появление трещин. Различают гибку: без калибровки (рис. 1, Д), с прижимом (рис. 1, Е) для получения точного угла изгиба, с правкой (рис. 1, Ж) для обеспечения плоскостности.

2. вытяжка, Процесс получения пустотелых деталей из листовых или полых заготовок с помощью штампов называется вытяжкой. Во время вытяжки (рис. 1, 3) металл, поддаваясь давлению пуансона, как бы затекает в зазор между матрицей и пуансоном, и частичная его деформация вначале переходит затем в полную деформацию всей заготовки. При вытяжке деталей из тонкого металла на нем могут появляться под действием сжимающих напряжений радиальные складки. Чтобы устранить такое нежелательное явление, вытяжку ведут, применяя специальное приспособление - верхний прижим. Детали, полученные вытяжкой, имеют неровные кромки, которые следует обрезать.

3. чеканка. Получение на плоской заготовке определенного рельефа, рисунка с помощью штампа называется механизированной чеканкой. При этом по толщине заготовка изменяется мало. Механизированная чеканка (рис. 1, И) бывает как односторонней, так и двусторонней. При односторонней чеканке требуемый рельеф нанесен только на пуансоне, при двусторонней - на пуансоне и матрице. Перед выполнением чеканки заготовку обязательно отжигают.

Оборудование и оснастка для штамповки. При холодной листовой штамповке в качестве оборудования применяют механические ножницы (рассмотрены выше) и прессы, а в качестве технологической оснастки - штампы. Прессы различаются по конструкции и принципу действия. По конструкции прессы бывают с одно- и двухстоечной станиной, а по принципу действия - механическими, гидравлическими, Электромагнитными, пневматическими и с ручным приводом. Тип и размер пресса выбирают в зависимости от выполняемой операции и необходимого усилия штамповки. Прессы двухстоечные имеют наибольшие усилие штамповки и точность, наименьшие упругие деформации. На предприятиях ювелирной промышленности наиболее распространены механические и гидравлические прессы. Механические прессы делятся на кривошипные и фрикционные. В кривошипных прессах преобразование вращательного движения в поступательное достигается посредством кривошипно-шатунного механизма, в фрикционных - с помощью фрикционной передачи.

Фрикционные прессы имеют большой ход ползуна, просты по устройству. Они применяются для выполнения операций гибки-правки, чеканки, вытяжки. Кривошипные прессы экономичны, быстроходны, используются при самых различных штамповочных работах.

В последнее время все большее распространение получают дугостаторные прессы. По сравнению с фрикционными и кривошипными они быстроходнее, производительнее, могут быть задействованы на автоматический режим работы. Прессы гидравлические имеют свои преимущества перед механическими, главными из которых являются: не подвергающаяся изменению скорость движения ползуна на рабочем участке хода; большой ход ползуна; возможность его мгновенной остановки в любой точке и возврата штампа. Их широко применяют в штамповочном производстве. Штампы для листовой холодной штамповки, выполняемой в процессе производства ювелирных изделий, технологически, по характеру выполняемых операций, разнообразны, а конструктивно в главном схожи: состоят из двух частей - пуансона (верхней, подвижной) и матрицы (нижней, неподвижной). Нижняя часть штампа крепится к неподвижной части пресса (на столе), верхняя - к подвижной части пресса (ползуну).

· Штампы, используемые в ювелирном производстве, должны обеспечивать высокую производительность, простоту, удобство и безопасность в работе, достаточную длительность срока службы и требуемое качество вырабатываемых заготовок.

· Названия штампов определяются названиями выполняемых ими операций, а принципиальное различие штампов заключается в конструкции их деталей - пуансона и матрицы, форма которых также обусловливается характером осуществляемых работ. Материалом для изготовления штампов служат инструментальные стали.

· Из всех рассмотренных штампов только штампы для чеканки выполнены с нанесением на рабочую поверхность матрицы и пуансона определенного рельефа. Рельеф этот (простой или сложный рисунок) долгое время наносили только техникой гравирования. В 1975 г. специалисты ВНИИ-ювелирпрома добились получения такого рельефа методом электрохимической обработки, т. е. путем вытравливания с помощью электролита, подведенного через отверстие, просверливаемое в месте облоя рисунка.

· Для выполнения указанного процесса необходимы инструмент-матрица с негативным изображением рисунка, инструмент-пуансон с позитивным изображением рисунка, пуансон-переводник (подматочник) и установка для проведения электролиза.

· Внедрение этого метода в практику ювелирного дела позволило отказаться от ручного труда гравировщика, значительно сократить время изготовления чеканочных штампов, удешевить их производство.

· Основные требования к технологическому процессу получения заготовок ювелирных изделий обработкой давлением. Этот технологический процесс должен включать как обязательные следующие операции: подготовку материала - очистку, смазку; получение заготовок - резку листов, полос, лент; деформирование металла в штампах; термическую обработку - промежуточный отжиг для снятия наклепа после деформирования; промежуточные операции - травление, промывку; отделочные операции - удаление заусенцев, промывку, полирование, золочение, серебрение, никелирование; промежуточный или окончательный контроль качества деталей.

Поделочные камни издавна применяются в прикладном искусстве для выполнения деталей убранства интерьеров, ювелирных украшений, предметов культа, парадного оружия и символов власти.

В современном ювелирном и камнерезном производстве используется свыше 100 минеральных видов и разновидностей самоцветов, обладающих высокими декоративными свойствами: красивым цветом или рисунком, ярким блеском, опалесценцией, световой игрой и др. Для большинства из них характерна высокая прочность, способность принимать шлифовку и полировку. В России все камни, используемые в ювелирной и камнерезной промышленности, принято относить к разряду цветных камней. В свою очередь, цветные камни разделяются на три группы: ювелирные, ювелирно-поделочные и поделочные.

Ювелирно-поделочные камни используются для изготовления ювелирных (плоские вставки, кабошоны), художественно-декоративных изделий, а также в качестве коллекционного, облицовочного и технического материала. Высококачественные их разновидности используются как вставки в изделия из драгоценных металлов, иногда – в сочетании с ювелирными камнями.

Кабошон (от фр. caboche — голова) — способ обработки драгоценного или полудрагоценного камня, при котором камень приобретает гладкую выпуклую отполированную поверхность без граней, в отличие от фасетной огранки; а также обработанный таким образом камень. Обычно отшлифованный кабошон имеет овальную или шаровидную форму, плоский с одной стороны. В более широком значении слова, кабошоном называют шлифовку драгоценных и поделочных камней в отличие от огранки.

В форме кабошона обычно обрабатываются камни, обладающие хорошим цветом или каким-нибудь оптическим эффектом (астеризм, иризация), но не имеющие достаточно сильного блеска при огранке из-за невысокого показателя преломления или наличия внутренних дефектов. Мутные и полупрозрачные разновидности также часто шлифуются в виде кабошонов.