Обработка деталей штампов и пресс-форм

Обработка твердосплавных частей штампов

Все шире и шире применяются штампы с рабочими частями из твердого сплава. Стойкость таких штампов во много раз выше стойкости штампов с рабочей частью из стали. Технологический процесс изготовления подобных штампов отличается некоторыми особенностями, объясняемыми невозможностью их обработки стальными или твердосплавными инструментами и весьма плохой обрабатываемостью абразивными инструментами. Это заставило нашу и зарубежную науку искать и найти новую технологию обработки деталей из твердого сплава.

В настоящее время для изготовления твердосплавных частей штампов применяются:

  1. ) пластифицированные заготовки из твердых сплавов с последующим их спеканием и окончательной обработки абразивами;
  2. ) электроискровой способ обработки;
  3. ) ультразвуковой способ обработки.

Метод использования пластифицированных заготовок для изготовления деталей из твердых сплавов предложен и разработан советскими учеными. Чтобы получить пластифицированную заготовку нужных размеров и формы, в порошкообразную смесь, из которой изготовляются твердые сплавы, вводят особые вещества — пластификаторы. Эти вещества придают спрессованным заготовкам еще до их окончательного спекания достаточную прочность, позволяющую легко обрабатывать их на металлорежущих станках обычными стальными инструментами.

Таким образом, пластифицированной заготовке без особых трудностей придается любая геометрическая форма. Размеры обработанной на станках заготовки выполняются с учетом последующей ее усадки при спекании. Величина усадки всегда известна из паспорта завода-поставщика на данную партию заготовок. После спекания обработанной заготовки в специальных печах она подвергается отделке со снятием по рабочему контуру и по установочным поверхностям минимальных припусков с помощью абразивных инструментов. Готовая деталь может быть установлена на свое место в штампе и закреплена.

Использование пластифицированных заготовок расширяет применение твердых сплавов в производстве штампов и режущих инструментов.

В основе электроискрового способа обработки, применяемого, главным образом, для образования профильных отверстий в твердосплавных штампах и штаммах с закаленной заготовкой, лежит использование явления электрической эрозии металлов. Чтобы осуществить процесс эрозии, в керосин или минеральное масло погружают нужной формы электрод-инструмент и другой электрод — обрабатываемую деталь. К инструменту и детали подсоединяется датчик электрических импульсов, вызывающий при сближении инструмента и детали часто повторяющиеся электрические разряды. Эти разряды выбрасывают при каждом импульсе некоторую часть металла в жидкую среду и, таким образом, постепенно разрушают весь тот объем металла, который необходимо удалить, чтобы получить заданную форму отверстия.

Схема станка простейшей конструкции, предназначенного для электроискровой обработки отверстий, показана на фиг. 146. Интенсивность съема металла, точность обработки и качество обработанной поверхности зависят от принятых электрических режимов обработки на электроискровом станке.

Фиг. 146. Схема станка для электроискровой обработки:
1 — штурвал подачи; 2 — шпиндель; 3 — изолирующая прокладка; 4 — инструмент; 5 — изделие; 6 — изолирующая прокладка; 7 — ванна; 8 — стол станка; 9 — рубильники включения; 10 — электроизмерительные приборы; 11 — генератор; 12 — реостат; 13 — конденсаторы.

Максимальная интенсивность съема металла, достигающая 500 мм3/мин, соответствует жесткому электрическому режиму. Такой режим создается применением сильных токов (20—25 а) и конденсаторов большой емкости (300—400 мкф). Однако обработанная при жестком режиме поверхность получается неточной и неровной. Поэтому жесткие режимы допустимы только для предварительной обработки полости штампа.

Чистовая обработка ведется при мягких режимах. Это обеспечивает точность размеров профиля штампа в пределах 0,01—0,05 мм и чистоту поверхности примерно 6 класса. Постепенно переходя от жестких режимов к мягким, заканчивают обработку при силе тока 1 а и при работе конденсаторов малой емкости (0,5—1 мкф).

Материалом для изготовления электродов-инструментов служит латунь ЛC 59-1. Конструкция инструментов должна быть жесткой и должна отводить тепло и образующиеся газы. Профилю электрода-инструмента придается форма, обратная форме обрабатываемой полости штампа.

Одним из перспективных методов обработки твердосплавных штампов считается метод ультразвуковой обработки металла в ультразвуковых установках для обработки твердых сплавов и хрупких материалов (фиг. 147) чаще всего применяются специальные головки с магнитострикционными преобразователями электрической энергии в акустическую.

Фиг. 147. Ультразвуковая установка:
а — схема станка; б — магнитострикционная головка; 1 — стол; 2 — резервуар для суспензии; 3 — инструмент; 4 — изделие; 5 — магнитострикционная головка; 6 — никелевые пластинки; 7 — обмотка электромагнита; 8 — державка инструмента.

Процесс резания твердых сплавов ультразвуком основан на использовании сил, вызываемых ультразвуковыми колебаниями в жидкой суспензии, состоящей из воды или масла и карбида бора. Абразивные зерна суспензии под действием этих сил устремляются к обрабатываемой поверхности и острыми гранями снимают металл. Действие потока абразивных зерен, совершающих десятки тысяч ударов в секунду с силой, в тысячи раз большей их веса, оказывается настолько эффективным, что обеспечивает достаточно высокую производительность даже при обработке твердых сплавов (4—10 мм 3 /мин), хорошую чистоту поверхности (6—8 класса) и высокую точность обработки (3—10 мк).

Инструмент для ультразвукового резания представляет собой стержень из достаточно вязкого металла (сталь 40—50). Его форма обратна форме поверхности изделия. Наряду с полезным съемом металла, при ультразвуковом резании происходит быстрый износ инструмента, доходящий до 50—100% по отношению к объему полезного съема металла.

Ультразвуковой обработке принадлежит большое будущее, как одному из эффективных способов резания твердых сплавов и закаленных инструментальных сталей.

Абразивная обработка твердосплавных частей штампов ничем не отличается от обычных способов шлифования, заточки и доводки твердых сплавов.

Рейтинг@Mail.ru