Технологія виготовлення прес-форм - слюсарно-інструментальні роботи
Технологія виготовлення прес-форм
Технологічний процес виготовлення прес-форм наступний.
1. Отримання заготовок деталей прес-форми.
2. Попередня обробка заготовок на верстатах і методами слюсарної розмірної обробки.
3. Чистова обробка заготовок деталей на металорізальних верстатах і методами слюсарної обробки.
4. Термічна обробка.
5. Оздоблення найбільш відповідальних поверхонь заготовок деталей прес-форм на верстатах або методами слюсарної розмірної обробки.
6. Хромування поверхонь формотворчих деталей.
7. Здійснює слюсарну складання та випробування прес-форми.
Як заготовок деталей прес-форм найбільш часто використовують поковки, прокат і лиття. Для відповідальних деталей, що працюють в найбільш важких умовах, заготовками служать поковки, що забезпечують високу міцність. Так як в основному деталі конструктивного призначення нормалізовані і стандартизовані, їх обробку ведуть за типовими технологічними процесами. Деталі, що мають форму тіл обертання (втулки, колонки, хвостовики, виштовхувачі, стрижні і ін.), Попередньо обробляють на токарних верстатах. Чистову їх обробку проводять на кругло і внутрішлі-фовальних верстатах.
Плити прес-форм попередньо фрезерують або стругають. Кріпильні отвори в плитах свердлять на вертикально-свердлильних верстатах. Циліндричні отвори в плитах, до яких висувають високі вимоги по точності розміру, форми і взаємного розташування, обробляють на координатно-розточувальних верстатах. Наприклад, отримують отвори в передній і задній обіймах під направляючу колонку і втулку, під центральну втулку, під матрицю. Отвори в обіймах під квадратні матриці фрезерують на копіювальн-но-фрезерних верстатах і на верстатах з ЧПУ. забезпечують контурне фрезерування.
Чистову обробку площин плит здійснюють на плоскошліфувальних верстатах. Отвори плит з особливо жорсткими вимогами по точності взаємного розташування обробляють на координатно-шліфувальних верстатах.
Найбільш складна технологія виготовлення тих поверхонь матриць і пуансонів, які є формотворними. Для обробки цих поверхонь доводиться використовувати не тільки спеціалізовані і спеціальні верстати, а й висококваліфікований ручної слюсарний працю.
Як заготовок матриць і пуансонів використовують прокат, поковки і виливки. Поковки отримують вільним куванням, рідкої і точної об'ємним штампуванням. Виливки виготовляють литтям під тиском, по моделях, що виплавляються, в оболонкові, гіпсові, металеві і піщані форми. Заготовки матриць і пуансонів отримують також гарячим видавлюванням, пресуванням з різних порошків.
При лиття цинкових, алюмінієвих і магнієвих сплавів найбільшу стійкість мають матриці і пуансони, виготовлені механічною обробкою з матеріалу, отриманого куванням.
Попередню і чистову обробку формотворчих поверхонь матриць і пуансонів найбільш часто виробляють методами, заснованими на різанні матеріалів. Хороші результати дає також холодне видавлювання. Але його важко застосувати для виготовлення матриць і пуансонів зі сталі ЗХ2У8Ф, так як потрібна велика потужність преса навіть для видавлювання формотворчих поверхонь невеликих виливків. Формотворчих поверхні в деталях з твердих сплавів виготовляють електроерозійної обробкою.
Найбільш прості технологічні процеси виготовлення матриць у вигляді тіл обертання, формотворчих поверхні яких складаються з поверхонь обертання. Типовий технологічний процес обробки таких матриць включає в себе: чорнове обточування зовнішніх і внутрішніх поверхонь на токарному верстаті; шліфування базового торця на пласко верстаті; свердління отворів на вертикально-свердлильному верстаті; фрезерування пазів і ливникових каналів на вертикально-фрезерному верстаті; обпилювання і доведення ливникових каналів; гравірування чисел і букв; термічну обробку; притирання поверхонь формотворною порожнини, їх хромування і полірування; збірку матриці з обоймою.
Складні робочі порожнини матриць виготовляють на спеціалізованих і спеціальних верстатах. Матриці невеликих розмірів фрезерують на вертикальних копіюв-вально-фрезерних верстатах. Якщо ці верстати багатошпиндельні, то можна одночасно обробляти кілька однакових заготовок, що особливо вигідно при виготовленні матриць багатомісних прес-форм. Великогабаритні матриці отримують на горизонтальних копіюв-вально-фрезерних верстатах.
Копіювально-фрезерні верстати працюють по копіру або еталону. Застосовують еталони з дерева, гіпсу та інших легкообрабативаемих матеріалів. Робочі порожнини матриць, отримані на копіювально-фрезерних верстатах, мають низьку точність і якість поверхні і вимагають подальшої слюсарної доведення.
Формотворчих порожнини матриць і пуансонів можна попередньо обробляти на фасонно-струга-них і обпилювальні верстатах.
Для виготовлення складних формотворчих порожнин матриць широко використовують верстати з ЧПУ. Продуктивність і якість обробки на цих верстатах набагато вище, ніж на копіювально-фрезерних верстатах; в результаті значно скорочується обсяг слюсарних робіт.
Ефективний процес отримання складних фасонних формотворчих поверхонь на прецизійних електроерозійних і ультразвукових верстатах. Їх особливо вигідно використовувати для виготовлення матриць з важкооброблюваних матеріалів, наприклад з твердих сплавів.
Чистову обробку формотворчих поверхонь роблять на профілешліфувальні верстатах різної конструкції. Вони відносяться до спеціальних верстатів, широко застосовуваним для виготовлення деталей інструментального оснащення.
Чистову обробку формотворчих порожнин матриць і пуансонів виробляють і слюсарними методами - зачисткою і шабрением окремих ділянок у важкодоступних місцях. Шабрування виконують спеціальними подборнікамі і шаберами (їх матеріал - сталь ШХ15; твердість після термічної обробки до 60-62 HRG,). Форма, розміри і розташування різальних крайок роблять такими, щоб ними можна було працювати в важкодоступних місцях і обробляти різні за формою і розташуванням поверхні.
Після термічної обробки формотворчих поверхні матриць для пластмас полірують, хромують і знову полірують. Хромування підвищує поверхневу твердість, зносостійкість і опір корозії формотворчих поверхонь. Крім того, воно сприяє поліпшенню зовнішнього вигляду виробів із пластмас.
Перед хромуванням матрицю або пуансон очищають від забруднень в електролітичних ваннах з лужним розчином і промивають гарячою водою. Хромування виробляють в ваннах, облицьованих кислотоупорной емаллю або свинцем. Електролітом є водний розчин хромового ангідриту і сірчаної кислоти. Для прискорення процесу його підігрівають до температури 50-60 ° С. Позитивним електродом є свинцеві пластинки, негативним - деталь. До електродів підводять постійний струм 55-60 А напругою 6 12 В. Після хромування матрицю або пуансон промивають гарячою дистильованою водою, слабким розчином лугу і просушують.
Застосовують два види хромування: розмірне і безрозмірне. Перед розмірним хромуванням поверхні шліфують і полірують або притирають. Товщина шару хрому при розмірному хромування 0,05-0,03 мм. Хромовану таким способом поверхню більше не обробляють.
При безрозмірному хромуванні поверхню попередньо шліфують, потім наносять шар хрому товщиною 0,05-0,3 мм. Потім хромовану поверхню шліфують м'якими абразивними кругами і доводять пастами на основі карбіду кремнію зеленого і карбіду бору. Якщо хромування виробляють з метою підвищення корозійної стійкості та поліпшення зовнішнього вигляду, то шар хрому не перевищують декількох мікрометрів. Процес обробки необхідно будувати таким чином, щоб напрямок штрихів від ріжучого інструменту збігалося з напрямком течії оброблюваного матеріалу в прес-формі.
Прогресивним способом отримання формотворчих порожнин прес-форм є холодне видавлювання. Воно забезпечує точність 8-9-го квалітету і шорсткість поверхні Ra = 0,16-0,04 мкм. Цей спосіб в декілька разів скорочує витрати ручної праці. Існує два способи холодного видавлювання - відкритий і закритий. Другий спосіб отримав велике поширення і забезпечує високу якість.
Закритий спосіб холодного видавлювання здійснюється за наступною схемою. Майстер-пуансон встановлюють в направляє кільце. Заготівлю поміщають в розрізне кільце, що складається з трьох секцій, утримуваних пружинними кільцями. При цьому заготовка впирається в приймальне кільце 6, яке має отвір для розміщення видавлюється матеріалу заготовки. Всі зазначені деталі розміщують в обоймі, встановленої на столі преса. Під дією сили преса майстер-пуансон вдавлюється в матеріал заготовки матриці, утворюючи в ньому шляхом пластичної деформації точний негативний відбиток своєї робочої частини.
Для полегшення процесу проникнення пуансона в матеріал заготовки і зниження потрібної для цього сили застосовують технологічну мастило - насичений розчин мідного купоросу в 3% -ому розчині соляної кислоти. Робочу частину майстер-пуансона протирають і покривають змащенням. Після її висихання на робочої частини майстер-пуансона залишається найтонший шар міді (товщиною 0,004-0,006 мкм), що виконує роль мастила.
Мал. 1. Схема отримання матриці закритим способом холодного видавлювання
Для виготовлення майстер-пуансонів застосовують стали У8А, 10А (твердість до 58-62 HRQ) або стали Х12 і Х12М (твердість до 59-61 HRQ).