Методи механічної обробки деталей
Різноманітність конструкцій прес-форм ускладнює завдання точного визначення технології виготовлення як прес-форми в цілому, так і її деталей. Все ж для більшості деталей можна встановити наступні два варіанти технології:
перший - всі деталі з формою тіл обертання, площинні (без виступів і поглиблень) або іншої форми, яка дозволяє обробляти їх після гарту шліфуванням на верстатах, піддаються попередній механічної і слюсарної обробці. Після термічної обробки і шліфування, в залежності від призначення, деталі доводять і полірують;
другий - деталі складної форми, шліфування яких неможливо, обробляють начисто перед термічною обробкою, а після неї їх доводять і полірують. Якщо окремі елементи таких деталей схильні до деформації при загартуванню, залишають припуск, що знімається згодом механічним або ручним способом.
Мал. 132. Вибір способу виконання формотворною порожнини матриці
При механічній обробці деталей прес-форм використовують різні верстати: токарно-гвинторізні, фрезерні, поперечно-стругальні, свердлильні, координатно-розточувальні, шліфувальні, профілешліфувальні, координатно-шліфувальні, електроіскрові, ультразвукові, гравірувальні, обпилювальні, фасонно-стругальні.
Широке застосування верстатів значно скорочує трудомісткість слюсарних робіт, які виконуються при виготовленні і підготовці деталей до складання.
Можливі варіанти побудови технологічного процесу обробки однієї і тієї ж деталі, наприклад матриці прес-форми для пластмасової ручки приладу, показані на рис. 132. Ця матриця може бути виготовлена одним із таких способів:
на свердлильному верстаті (схема I); для цього розмічають заготовку, свердлять на ній отвори, що утворюють контури рифлення, потім ці отвори зачищають спеціально заточеною рядків і центральний отвір матриці свердлять і розточують на токарному верстаті; після цього матрицю термічно обробляють і полірують;
на координатно-розточувальному верстаті; в заготівлі матриці свердлять на задану глибину отвору рифлення по схемі I, свердлять і розточують центральний отвір, потім матрицю шліфують вручну, передають на термічну обробку і полірують;
на токарному і свердлильному верстатах (схема II); спочатку розточують формующую порожнину (центральний отвір), потім до нього виточують і запресовують пробку з однорідного металу і свердлять отвори рифлення, після чого випрессовивают пробку, шліфують формующую порожнину, піддають термічній обробці і полірують;
на вертикально-фрезерному верстаті (схема III) заготовку матриці ставлять на токарний верстат і розточують центральний отвір, а рифлення роблять на вертикально-фрезерному верстаті палацовий Резой, встановлюючи заготовку в вертикально поставлену делительную голів-у;
на фасонно-довбальні Верстати (схема IV), як і в попередньому випадку, спочатку розточують центральний отвір, а контури рифлення прострагівают довбального різцем, заправленим по контуру рифлення.
Доцільність застосування будь-якого виду виготовлення матриці визначається умовами виробництва і готівковим обладнанням.
Мал. 133. Пуансон знімною прес-форми
Розглянемо один з варіантів технологічної послідовності механічної обробки при виготовленні іншої типової деталі прес-форми. Як приклад узятий пуансон знімною прес-форми прямого пресування, показаний на рис. 133.
1-я операція - фрезерування. Заготівлю зі сталі 5ХВ2С у вигляді поковки з розмірами 37X57X62 мм подають на механічний ділянку інструментального цеху, де вона піддається таким операціям. Поковки фрезерують, витримуючи розміри 31,4 -0.1 х 52-0.1х 57,2 -0.1 мм і кут 90 ° між гранями, і свердлять в центрі отвір діаметром 12 мм, яке призначене для заходу різця на довбальної операції.
2-я операція - термічне поліпшення. Операція застосовується в даному випадку для зняття внутрішніх напружень, що виникли при куванні і попередньому фрезеруванні і викликають жолоблення деталі під час загартування.
3-тя операція - шліфування. Операція необхідна для створення баз для подальшої обробки та підготовки поверхні для розмітки оформляє контуру. Заготівлю шліфують з шести сторін, витримуючи кут 90 ° і розміри 30,8 ± 0,01х52 ± 0,01х 56 ± 0,01 мм.
4-я операція - розточування. На площині А з боку оформляє торця майбутнього пуансона на координатно-розточувальному верстаті розмічають робочий контур. Розмітка виконується з великою точністю за розмірами креслення гостро заточеним центром, закріпленим в шпинделі розточувального верстата. У кутах прямокутного вікна розточник свердлить чотири отвори діаметром 0,6 мм (на відстані не менше 0,03 мм від розміченого контуру). Ці точно розташовані отвори дозволять в подальшому правильно встановити деталь при обпилювання вікна, зберігши припуск 0,03 мм на остаточне доведення. З боку торця Б растачивают два технологічних отвори, на які деталь буде зафіксована при фрезеруванні ( «обкатці») радіусів R = 13,6 мм на перехідній технологічної планці ( «переходнике»).
5-я операція - фрезерування. Робочий контур фрезерують по розмітці, залишаючи припуск під слюсарну зачистку і доведення по 0,05 мм на розмір. Ті поверхні пуансона, де можливо шліфування після гарту, фрезерують з припуском під шліфування 0,3 мм на сторону. В даному випадку фрезерують з припуском під шліфування посадочні розміри 56X46 мм і радіуси R = 13,6 мм.
Радіуси «обкатують», встановивши пуансон на перехідну технологічну планку і на два технологічних отвори, виконаних на розточний операції на торець Б. Глибину фрезерування оформляє торця визначають з урахуванням припуску 0,3 мм на площині А. З боку торця Б фрезеруванням розширюють центральне вікно до розміру 21,3X18 мм. Розширення полегшує слюсарну обпилювання вікна, так як поверхня обпилювання скорочується. Центральне вікно поглиблюють фрезеруванням на 4-5 мм (відстань до розміченого контуру 0,15 мм з кожного боку). Це поглиблення полегшує виконання наступної довбальної операції.
6-я операція - довбання. Профрезерований прямокутне вікно довбають з припуском під слюсарну обпилювання по 0,15 мм на сторону.
7-я операція - слюсарна обробка. Слюсар обпилює вікно, витримуючи розміри по крайках виконаних в кутах отворів і залишаючи при цьому припуск на остаточне доведення після загартування по 0,02 мм на сторону. Після цього слюсар зачищає робочий контур і поверхні, що не підлягають в подальшому шліфуванню. На незагартованої деталі отримати високий клас шорсткості поверхні важко, тому остаточно зачистку і доведення виконують після гарту. Припуск на це становить 0,02-0,03 мм.
8-я операція-гарт. Деталі під загартування нагрівають без доступу кисню в соляній ванні або в коробці з вугіллям, що оберігає поверхню від окалини і знижує трудомісткість подальшої слюсарної зачистки.
9-я операція - слюсарна обробка. Слюсар виконує остаточну обробку робочого контуру пуансона. Він повинен отримати при цьому необхідну за кресленням шорсткість поверхні (крім місць, що підлягають шліфуванню).
10-я операція -шліфованіе. Шліфують обидва торця деталі, витримуючи розміри за кресленням. Крім торців шліфують посадочні розміри пуансона 56х х46 мм і радіуси R = 13,6 мм і R = 1,5 мм. Радіуси виконують на пласко верстаті шліфувальним кругом.
11-я операція - слюсарна обробка. Слюсар виконує доведення шліфованої поверхні до необхідної чистоти (в даному прикладі до V 10) і править радіуси R = 0,5 мм на торці А.
12-я операція - хромування.
13-а операція - слюсарна обробка. В процесі цієї обробної операції слюсар полірує хромовані оформляють поверхні до дзеркального блиску.
Наведений приклад побудови технологічного процесу виготовлення пуансона - це один з варіантів. Процес може змінюватися в залежності від конкретних умов виробництва.
В описаному процесі максимально використовується механічна обробка на верстатах, слюсарю залишаються незначні припуски на обпилювання посадочних місць, зачистку, доведення і полірування робочого контуру.
Мал. 134. Матриця прес-форми литтєвого пресування
Розглянемо приклад технологічного процесу виготовлення матриці прес-форми литтєвого пресування (рис. 134), який також дає уявлення про деякі особливості виготовлення прес-форм.
Послідовність виготовлення матриці:
1-я операція - стругання. Заготівлю стругають, витримуючи розміри 110,6X180,6X19 мм. На цій же операції виконують чотири виїмки С.
2-я операція -термічне поліпшення.
3-тя операція - шліфування. Заготівлю шліфують з усіх боків, витримуючи взаємну перпендикулярність і розміри 18,4 + 0,01 х110х180 мм. В даному випадку бічні сторони матриці не є оформляють або посадочними елементами, їх обробляють остаточно за кресленням.
4-я операція - розточування. На цій операції закладається точність виконання основних розмірів деталі. Розточують всі отвори, взаємне розташування яких і положення щодо бази повинно бути точним. В даному випадку це два отвори для напрямних колонок 0 10 + 0,02 і 0 12 + 0,02 мм, чотири отвори 0 2,55 + 0,01 мм, два отвори 0 6 + 0'1 мм і два отвори 0 8 +0,02 мм. Отвори з шорсткістю V 7 і вище растачивают, залишаючи припуск на подальшу доведення 0,024-0,03 мм.
Крім отворів з точними координатами при розточування виконують розмітку контуру, що полегшує наступні операції. В даному випадку розмічають вікно 15,9X99,9 мм з поглибленням 116,5 мм, два майданчики D, литник і центр літніковой сфери R = 9 мм. У кутах вікна і майданчиків D растачивают або засверливают отвори Діаметром 6,2 і 1 мм, не доходячи 0,03 мм до розміченого контуру.
На розточний операції розмічають не тільки робочий контур, але і елементи деталі, які не потребують високої точності виготовлення, литник і сферу радіусом R = 9 мм. Ця розмітка, не ускладнюючи розточувальні операцію, полегшує роботу фрезерувальника або токаря, так як вони зможуть контролювати свої дії по розмітці.
5-я операція -токарная обробка. Токар розточуються сферу радіусом R = 9 мм з шорсткістю поверхні v9. Припуск на остаточну обробку до необхідної шорсткості літніковой лунки після гарту і хромування в даному випадку не призначається, так як не потрібно точності розмірів.
6-я операція - фрезерування. На цій операції на місці вікна розміром 15,9X99,9 мм свердлять два отвори 0 12 мм для заходу різця наступного довбальної операції.
7-я операція - довбання. Довбають вікно по розмітці, не доходячи до контуру на 1,5 мм і зберігаючи в середині перемичку шириною 8 мм. Ця перемичка скорочує викривлення деталі при загартуванню.
8-я операція - фрезерування. Фрезерують вікно і інші поглиблення по розмітці. Припуск в вікні на слюсарну зачистку і доведення залишають не менше 0,05-0,08 мм, а в інших поглибленнях і літників 0,02-0,03 мм. Це пояснюється тим, що при загартуванню більше інших місць спотворюється контур вікна, для виправлення якого доводиться залишати збільшений припуск. Фрезерувати поглиблення 15,9х116,5 мм слід, одночасно виконуючи кут знімання 0 ° 15 'по всьому контуру. Цього досягають спеціальною фрезою, сошліфо-ванній під відповідним кутом.
9-я операція - слюсарна обробка. Слюсар зачищає фрезеровані поверхні.
10-я операція - гарт.
11-я операція - зрізання. На заточний верстаті тонким вулканітова кругом зрізають технологічну перемичку в середині вікна.
12-я операція - слюсарна обробка. Слюсар зачищає після гарту горизонтальні ділянки Е, що необхідно для точної установки розміру при подальшому шліфуванні площин матриці.
13-а операція - токарне оброблення. Токар полірує сферу радіусом R = 9 мм перед хромуванням і доводить прітірамі точні отвори з підвищеною чистотою поверхні, знімаючи припуск, залишений при розточування. Цю роботу може виконувати і слюсар, проте зазвичай її доручають токареві, тому що в процесі доведення часто потрібно виготовляти спеціальні прітіри з розмірами, передбачити які заздалегідь важко.
14-я операція - шліфування. Витримуючи розміри 4 + 0,03 і 6 + 0,03, шліфують площини матриці в розмір 18-0,04 мм.
15-я операція - слюсарна обробка. Слюсар остаточно зачищає і доводить оформляють поверхні, витримуючи розміри за кресленням. На плиті слюсар притирає площину роз'єму, забезпечуючи шорсткість v 9.
16-я операція-хромування.
17-я операція - токарне оброблення. На токарному верстаті полірують після хромування сферу радіусом R = 9 мм.
18-я операція - слюсарна обробка. Слюсар полірує оформляють поверхні.
З наведеного прикладу видно, що, незважаючи на відносну простоту деталі, для її виготовлення застосовано багато операцій, в тому числі сім видів верстатної обробки. Завдання полягає в тому, щоб правильно використовувати наявне обладнання, скоротивши непродуктивний ручна праця і забезпечивши при цьому виготовлення деталі строго за кресленням.