Обработка деталей штампов и пресс-форм

Появление новых инструментальных материалов позволило кардинально изменить технологические процессы изготовления штампов и пресс-форм. Ранее гравюры верхней и нижней частей штампа или прессформы обрабатывали до окончательной термообработки, в качестве предварительной термообработки применялась нормализация, позволяющая уменьшить деформации после окончательной термической обработки. Деформации и финишная обработка направляющих поверхностей приводили к рассогласованию гравюр верхней и нижней частей штампов. При согласовании верхней и нижней частей гравюр ручным механизированным инструментом их обработка борфрезами или абразивными шарошками при твердости более 45 HRC приводит к резкому повышению трудоемкости и потере точности (при дублировании штампов и пресс-форм поверхности, не подвергаемые механической обработке, не обеспечивают их взаимозаменяемость). Высокоскоростное фрезерование обеспечивает получение следующих параметров (табл. 1).

Таблица 1. Параметры обеспечиваемые высокоскоростным фрезерованием

С учетом вышеприведенного технологический процесс в общем случае имеет следующий вид:

• входной контроль материала;
• раскрой заготовок на ленточно-пильных станках;
• обработка габаритов;
• нормализация;
• контроль;
• предварительная обработка направляющих поверхностей;
• окончательная термическая обработка;
• контроль;
• шлифование или фрезерование инструментом с пластинками КБН габаритных размеров;
• обработка направляющих поверхностей;
• контроль;
• черновая обработка гравюры методом осевого врезания (рис. 1);
• получистовая и чистовая обработка фрезами с шаровым торцом (растровый метод) (рис. 2);

Рис. 1. Черновая обработка гравюры методом осевого врезания

Рис. 2. Чистовая обработка гравюры растровым методом

• контроль гравюры по КЭМ на координатно-измерительной машине и распечатка протокола измерений;
• ультразвуковая очистка деталей;
• электрохимическое удаление заусенцев и полирование при необходимости;
• нанесение износостойких покрытий (при необходимости);
• сборка штампа или пресс-формы;
• испытания и оформление технологического паспорта.

Данный технологический процесс изготовления штамповой оснастки пригоден для деталей, имеющих твердость 50–68 HRC, при твердости 45–50 HRC обработка протекает нестабильно. Если твердость менее HRC 45, проблем с обработкой нет, но стойкость штамповой оснастки низкая. Увеличение трудоемкости изготовления штамповой оснастки компенсируется:

1. увеличением точности взаимного расположения верхней и нижней частей гравюр, что обеспечивает получение заготовок более высокой точности;
2. исключением трудоемкого слесарного согласования верхней и нижней частей штампов (пресс-форм); точность взаимного расположения определяется удвоенной векторной суммой позиционной точности станка по координатам;
3. увеличением стойкости штамповой оснастки (пресс-форм) вследствие более высокой твердости рабочих поверхностей; при высокоскоростном фрезеровании возможна обработка поверхностей с твердостью рабочих поверхностей до 70 HRC.

Для вырубных штампов целесообразно применять станки для обработки непрофилированным электродом, последовательность обработки:

• входной контроль материала;
• раскрой заготовок на ленточно-пильных станках;
• обработка габаритов;
• нормализация;
• контроль;
• предварительная обработка направляющих поверхностей;
• окончательная термическая обработка;
• контроль;
• шлифование или фрезерование инструментом с пластинками КБН габаритных размеров;
• обработка направляющих поверхностей;
• контроль;
• прошивка отверстий для начала работы для вырезки внутренних контуров;
• вырезка высекаемого профиля на станке для обработки непрофилированным электродом (проволочном вырезном), причем одновременно можно вырезать пуансон и матрицу (необходимый зазор между ними обеспечивается подбором толщины рабочего электрода (калиброванной проволоки), а шероховатость и точность обработанных поверхностей числом проходов);
• контроль контура по КЭМ на координатно-измерительной машине и распечатка протокола измерений;
• ультразвуковая очистка деталей;
• нанесение износостойких покрытий (при необходимости);
• сборка штампа или пресс-формы;
• испытания и оформление технологического паспорта.

Применяется также комбинированная обработка гравюр штампов, так как при фрезеровании невозможно обработать безрадиусные сопряжение стенок. Для этого гравюру дорабатывают на копировально-прошивочных станках. Технологические возможности современных электроэрозионных станков приведены в таблице 2.

Таблица 2. Технологические показатели электроэрозионных станков