Станки

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

Достигаемые параметры Сравниваемые способы обработки пресс-форм и штампов
высокоскоростное фрезерование
трехкоординатное пятикоординатное
Точность, мкм По формуле (8) (здесь)
Величина съема материала 2500-З500 мм3/мин
150 мм3/мин при обеспечении Rа = 0,2 мкм
Качество поверхности, Rа, мкм 0,1
Максимально обрабатываемые размеры поверхности Не ограничены
Типовая стоимость одного часа работы станка, евро 70-85 90-110
Максимальная твердость обрабатываемого материала (сталь), HRC ≤ 58

Обработка с гарантированной стабильностью процесса

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);

Черновая обработка гравюры методом осевого врезания

Рис. 1. Черновая обработка гравюры методом осевого врезания

Чистовая обработка гравюры растровым методом

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

Достигаемые параметры Сравниваемые способы обработки пресс-форм и штампов
вырезка проволокой копировальная прошивка
Точность объемная, мкм 4-6 по ISO 1101 10-20
Величина съема материала 180 мм3 /мин 900 мм3/мин
100 мм2/мин, Rа = 0,2 мкм 0,05 мм2/мин
Качество поверхности, Rа, мкм 0,05 < 0,2
Максимально обрабатываемые размеры поверхности Не ограничены
Типовая стоимость одного часа работы станка, евро 55-85 55-85
Максимальная твердость обрабатываемого материала (сталь), HRC Не ограничена
Максимальная вязкость обрабатываемого материала Не ограничена
Максимальное соотношение глубина/ширина

для пазов и канавок

Не ограничено (по двум осям координат),

ограничение по высоте не более 60-70 мм

по паспорту станка

Не ограничено
Минимальный радиус для внутренних кромок, мм Радиус проволоки +

искровой промежуток

Искровой промежуток

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *