4ai
О)
СЛ
оь f И;кГ)ретенио относитс к обллсти -сюктрофнчическнх и электрохимичесKIIK MivroAoB обработки и может быть использовано при электроэрозионной обработке сопр гаемых деталей разде лительных штампов. Известен способ изготовлени сопр гаемых детален разделительных штампов, согласно которому осуществл ют электроэрознонную обработку рабочего по ска матрицы электродоминструментом , в качестве которого используют пуансон, на конце которого предварительно формируют коническую поверхность за счет прошивки пуансоном вспомогательной пластины 1 , К недостаткам известного способа относ тс низка стоимость пуансона и значительна шероховатость сопр гаемых поверхностей, а также наличие конусности рабочего по ска матрицы. Целью изобретени вл етс повышение стойкости штампов за счет увеличени точности сопр жени матри цы с.пуансоном. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу изготовлени сопр гаемых деталей разделительных штампов, при котором осуществл ю электроэрозионную обработку рабочего по ска матрицы электродом-инструментом , в качестве которого используют пуансон, а на его рабочем конце пред варительно формируют коническую поверхность за счет прошивки пуансо ном вспомогательной пластины, прошивку пуансоном вспомогательной плас тины ведут на всю высоту пуансона, образу при этом эродированный слой на его боковой поверхности, а формообразование матрицы ведут до достиже ни конечного размера верхней кромки , после чего осуществл ют доводку матрицы и пуансона путем их взаимной притирки до устранени конусности ра бочего по ска матрицы. При этом значение угла конусности профил рабочего по ска устанавлива ют из услови сохранени основной части объема белого сло и определ ю из вьфажени О) где io - наибольша толщина упрсчненного белого сло , распо ложенного на,боковой поверх ности рабочего по ска матрицы . )fi1 rl - щ кОга 11аП(1Ч(1ч) ||(.) матрицы . На фиг. 1 изображено ичготопление коническрй поверхности на ко1гце пуансона нспомогательной ггл стиной, на фиг. 2 - формообразование цил1тндрического участка пуансона и создание упрочненной боковой поверхности, на фиг. 3 - формообразование конического профнгг рабочего по ска матрицы коническим участком пуансона, на фиг. 4 - окончательное формообразование рабочего по ска матрицы коническим участком пуансона методом притирки , на фиг. 5 - доводка методом притирки боковой поверхности пуансона по рабочему-по ску матрицы, на фиг. 6 - представлена экспериментальна зависимость, определ юща св зь размеров зерен микропорошка с величиной бокового одностороннего зазора в сопр жении, на фиг. 7 вид рабочих элементов разделительного штампа в сборе, на фиг. 8 - расчетна схема, на фиг. 9. - белый слойна поверхности детали после электроэрозионной обработки, на фиг. 10 - изготовление методом электроэрозионной обработки (ЭЭО) вспомогательной пластины. Пуансон 1, например из. стали Х12М, изготавливают механической обработкой . После термооб}: аботки он приобретает твердость HRC 56-68. Затем шлифованием изготавливают профиль пуансона, размер которого больше окончательного размера верхней части пуансона Dn на 0,2 мм (на сторону). Изготовленный пуансон 1 устанавливают на подвижной плите орбитальной головки, закрепленной в шпинделе электроэрозионного станка, например, фирмы АЖИ. На столе станка устанавливают вспомогательную пластину 2 с предварительно выполненньш отверстием , используемым дл прокачки рабочей жидкости. Использу стальной пуансон 1 в качестве электрода, изготавливают в медной вспомогательной пластине 2 электроэрозионным методом сквозное отверстие с профилем, эквидистантным профилю пуансона 1 (фиг.10). Толщину вспомогательной пластины 2 выбирают равной 5 мм. В качестве обрабатывающего электрода используют медный или графитовый электрод толщиной 5 мм, распело3 женный на торцовой поверхности пуан сона 1 и выполненный совместно с ним (фиг.10). При этом пол рность подключени электрода и режимы обработки устанавливают из уелоВИЯ его минимального износа. Затем пуансон 1 подачей шпиндел станка вверх извлекают из сформированного отверсти в пластине и удал ют, электрод с торцовой поверхности пуансона . Затем вспомогательную пластину 2 используют в качестве электрода дл формообразовани конического участка 3 на конце пуансона, обработку которого осуществл ют с использованием орбитального двшкени . Величину амплитуды орбитального движени уменьшают пропорционально величине подачи. При этом вектор скорости подачи пуансона расположен под углом, равным величине угла ко щческого участка пуансона (фиг.1). Практически процесс может быть реализован на станке AGIETRON. Начальное значение амплитуды орбитального движени устанавливают в зависимости от заданной величины угла конического участка пуансона и численного значени одностороннего межэлектродного зазора, образованного при обработке вспомогательной пластины 2 А, Н-Ц(1-4), (2) где А, - начальное значение амп литуды орбитального дв жени , H- - высота конического участка пуансона, котора задаетс равной удвоенной высоте рабочего по ска матрицы (фиг.2), с - величина угла коническ поверхности пуансона, Ц ог - величина односторонних межэлектродных заэоров образованных при ЭЭО вспомогательной пласти ны 2 ( 1 0,1 мм) и пуансона ( сРг 0,05 мм соответственно. Пол рность подключени , и режим обработки пуансона устанавливают из услови минимального износа медной пластины. После изготовлени кониче кой поверхности вспомогательной пла 6Л тины 2 изготавливают профиль пуансона . При этом на его боковых стенках по всей высоте пуансона образуют упрочненную поверхность толщиной 60-70 мкм, твердость которой соответствует 1200-1300 кг/мм. Обработку пуансона осуществл ют с использованием орбитального движени , так как ранее формообразование вспомогательной пластины 2 осуществл лось этим пуансоном или электродом, равным размеру пуансона. Поэтому при расчете значени амплитуды орбитального движени необходимо учитывать различие размеров вспомогательной пластины 2 и окончательного размера верхней нерабочей части 4 пуансона (фиг.7), величину межэлектродного зазора дл данного режима обработки и значение припуска на пуансоне под ЭЭО равного 0,2 мм на сторону. С учетом этого значени амплитуды орбитального движени можно определить из выражени д. Дэ:Рж,, . (3) п, - поперечный размер вспо могательной пластины и окончательный размер нерабочей части 4 пуансона, о с-г, - величина межэлектродного- зазора, образующегос на примен емом при обработке пуансона электрическом режиме. Изготовбенный пунасон 1 устанавливают на верхней плите 5 приспособлени (фиг.З), на нижней плите 6 матрицу 7 штампа. Коническим участком 3 пуансона методом ЭЭОс рабочего по ска матрицы удал ют основной объем материала детали (фиг.З). Фор-. мообразовани конического профил 8 рабочего по ска ведут до получени конечного, размера верхней кромки, образованной пересечением его образующей поверхности с верхней плоскостью матрицы, расположенной перпендикул рно ее оси. Момент достижени верхней кромки рабочего по ска матрицы конической поверхностью пуансона фиксируют по показанию индикатора, имеющегос вКомплекте станка, контролирующего величину перемещени шпиндел от начала обработки. Поскольку высота конического участка пуансона задана S1 и соответствует удвоенной высоте ра бочего по ска матрицы, а значение угла конусности определ етс из вы ,ражени (1), максимальную глубину подачи пуансона (шпиндел ) от начала обработки верхней плоскости матрицы определ ют из выражени Нтах 2Я где h- высота рабочего по ска матрицы , dl- значение угла конусности, S- величина межэлектродного за зора примен емого электрического на заключительном этапе ЭЭО коническо го профил рабочего по ска матрицы. Заключительный этап ЭЭО.осуществ л ют с повьшенной величиной рабочег тока в течение 30-60 с. Это позвол ет с использованием г т ератора сери ШГИ при обработке матрицы в индустриальном масле сформировать на коническом профиле 8 рабочего по ска белый слой заданной толщины io, Окончательное формообразование рабочего по ска матрицы осуществл ю путем притирки его конического припуска по конической поверхности пуансона . Притирку осуществл ют на кривошипном прессе усилием 40 т мод, КД2326Е. Притиром в данном случае вл етс пуансон 1. Роль конического участка 3 пуансона в интенсификации пресса удалени припуска под притирку с рабочего по ска матрицы чрезвычайно высока. Св зано это с тем, что процесс микрор зани происходит по всей площади конического профил 8с определенной нагрузкой и интенсивность съема возрастает в сотни раз по сравнению например, с притиркой пуансоном, у которого коническа часть отсутствует . Удаление конического припуска с рабочего по ска М -ГРИЦ методом при 5очего по ска матрицы методом г тирки осуществл ют следующим образо Под действием силы Р 200400 кг/мм, прикладываемой вдоль о пуансона, абразивные зерна вдавлив в коническую поверхность рабочего по ска. В результате продольного п ремещени пуансона происходит микро резание металла. Окончательную притирку рабочего по ска матрицы производ т эродированным участком 9 пуансона, расположенньм выше конического участка 3. При этом осуществл ют взаимную притирку эродированного рабочего участка 10 пуансона по почти сформированному рабочему по ску матрицы. Это обеспечивает высокую точность зазора в сопр жении пуансон-матрица. Врем удалени припуска под притирку величиной 0,,2 мм на сторону соответствует времени ЭЭО на чистовом режиме . Притирку пуансона 1 можно осуществить на всю его высоту. Однако в большинстве случаев такой необходимости нет, так как бокова поверхность не рабочей части 4 пуансона после ЭЭО имеет шероховатость Ra 34 ,0 мкм. Минимальную высоту притираемого цилиндрического участка пуансона устанавливают с учетом абразивного износа нижней цилиндрической поверхности пуансона и минимальной высоты рабочего участка 10 пуансона. Величину износа нижней цилиндрической поверхности пуансона устанавливают экспериментально. Высота изношенного участка не превышает высоту рабочего по ска матрицы. Минимальную высоту рабочего участка 10 пуансона устанавливают равной высоте рабочего по ска матрицы 7. Следовательно , высота притираемого цилиндрического участка пуансона соответствует удвоенной высоте рабочего по ска матрицы. После притирани пуансона 1 по матрице 7 изношенную часть пуансона высотой, равной высоте рабочего по ска матрицы, удал ют вместе с коническим участком 3 пуансона (фиг.5), После окончательного изготовлени рабочего по ска матрицы и рабочего участка 10 пуансона как минимум половина объема белого сло 11 остае-гс на их боковых поверхност х (фиг.7), которые имеют повышенную микротвёрдость, соответствующую 1200-1300 кг/мм (HRC 68). Это обеспечивает повышенную стойкость как матрицы, так и пуансона. Зазор между пуансоном и матрицей штампа зависит главным образом от зернистости абразива в пасте. Результаты экспериментальных исследований св зи размеров абразивных зерен в пасте с величиной бокс71 вого одностороннего зазора пред,ставлены на фиг. 6. Св зь окончательного размера рабочего по ска мат рицы с сопр гаемым размером пуансона может быть определена из выра- , жени Вг,вп. J где IX,, Дц поперечный размер матрицы и пунасона, о - односторонний штамповый зазор, ( 1,51 ,8 В, где В - размер абразивного зерна в liacTe. Большим преимуществом метода притирки как заключительной операции предложенного способа вл етс низка шероховатость поверхности (Ка 0,04-0,32 мкм) и высока точность изготовлени сопр гаемых деталей . При использовании- абразива с зернистостью 20 мкм (паста V 20/1 шероховатость поверхности рабочего по ска матрицы и пуансона соответствует Ко 0,32 мкм. При этом достигае ма точность сопр жени соответствует шестому квалитету СТ СЭВ 144-75. Пример. Необходимо изготовить штамп с зазором в сопр жении 0,03 мм на сторону. Высота рабочего по ска матрицы соответствует 5 мм. Материал матрицы - сталь Х12М Толщина белого, сло , который необходимо сформировать на конической поверхности рабочего по ска матрицы соответствует 0,4 мм. С учетом толщины белого сло из выражени (1) определ ем максимальный угЪл конической поверхности пуансона (фиг.8) Ц 1 -f Механической обработкой изготавливают пуансон из стали XI2М. После те{ 4ообработки он приобретает твердость HRC 56-68. Затем шлифованием изготавливают про(5 1ль пуансона, раз мер которого устанавливаетс больше окончательного размера верхней части пуансона на 0,2 мм на сторону. Изготовленный пуансон устанавливают на подвижной плите орбитальной головки , закрепленной в шпинделе электроэрозионного станка. На столе станка устанавливаетс вспомогатель на пластина 2 с предварительно вш1олвенным отверстием дл прокачки рабочей жнцкости. 68 Пуансоном или медным (графитовым) электродом, выполненным совместно с пуансоном и расположенным на его торцовой поверхности, электрозрозионным методом изготавливают сквозное отверстие с-профилем, эквидистантным профилю пуансона. Из услови минимального износа электрода обработку вспомогательной пластины ведут с использованием импульсов гребенчатой формы. При этом к электроду подключаетс (+) генератора импульсов модели ШГИ 63-440. Затем пуансон подачей шпиндел станка вверх извлекают из сформированного отверсти в пластине 2 и удал ют с его торцовой поверхности электрод. Вспомогательную пластину используют затем в качестве электрода дл формообразовани конического участка на конце пуансона, осуществл емого с использованием орбитального движени , амплитуду которого в процессе обработки уменьшают пропорционально подачи так, чтобы вектор скорости подачи пуансона располагалс под углом, равным величине угла конического участка пуансона. Изменение амплитуды орбитального движени по заданному закону обеспечиваетс на станке AGIETRPN с программным управлением. Начальное значение амплитуды орбитального движени определ ют из вьфажени (2) А/ Н tgJL4- () . 10. 0,08 (0,1 - 0,05) 0,85 мм. Конечную величину амплитуды орбитального движени , при которой прекращаетс формообразование конического участка пуансона, определ ют из выражени (3) ., Оэ - Опл АЗ I - 0,05 0,3 - 0,05 0,25 мм После изготовлени конической поверхности пуансона изготавливают вспомогательной пластиной 2 цилиндрический участок пуансона. Амплитуда орбитального движени остаетс посто нной,величина которой соответствует 0,25 мм. При этом на боковых 9 стенках по всей высоте пуансона об разуетс упрочненна поверхность толщиной 60-70 мкм с шероховатость Ra 3,0-4,0 мкм, твердость которой соответствует 1200-1300 кг/мм. Затем вспомогательную пластину уда л ют и на ее место устанавливают матрицу 7 штампа. Конусообразным концом пуансона методом ЭЭО с рабо чего по ска матрицы удал ют основной объем припуска под обработку. По достижении верхней кромки рабочего по ска матрицы конической поверхностью пуансона ЭЭО прекращают Момент достижени верхней кромки рабочего по ска матрицы конической поверхностью пуансона фиксируют по показанию индикатора, контролирующего величину перемещени шпиндел станка от нач;ала ЭЭО. Поскольку высота конического , участка пуансона задана и соответс вует 2h 10 мм, а значение угла к нусности определено из выражени и соответствует 4°30, максимальное перемещение шпиндел (пуан сона) от начала обработки верхней плоскости матрицы определ етс из выражени (4) « 2-h 5,70.мм 10 0 ,0698 При этом заключительный этап ЭЭ осуществл ют с повышенной величино рабочего тока в течение 30-60 с СЗр 50 А, f 1 кГц, cfo,3 мм). Это позволит с использованием генерато ров серии ШРИ при обработке в ин6 дустриальном масле создать на конической поверхности матрицы белый слой толщиной 0,4-0,5 мм. Окончательное формообразование рабочего по ска матрицы осуществл ют путем притирки его конического профил 8 по коническому участку 3 пуансона. Притирку осуществл ют на кривошипном прессе усилием 40 т. Дл получени требуемого зазора в сопр жении пуансон-матрица используют пасту № 20/14 с зернистостью 20 мкм. Окончательную притирку рабочего по ска матрицы производ т эродированным участком пуансона, расположенным на 5 мм выше конического участка 3. При этом осуществл ют взаимную притирку эродированного участка пуансона по почти сформированному рабочему по ску матрицы. Это позвол ет обеспечить высокую точность зазора в сопр жении пуансон-матрица. Конусность на рабочем по ске матрицы отсутствует. Шероховатость боковых поверхностей пуансона и матрицы после притирки соответствует Re 0,30 мкм Врем удалени конического профил 8 притирок. 23 мин. После этого отрезают коническую поверхность пуансона ив св зи с из-, носом часть его цилиндрической поверхности , длина которой равна высоте рабочего по ска матрицы. Затем рабочие элементы поступают на сборку штампа. Таким образом, предлагаемое изобретение позвол ет повысить стойкость штампов за счет увеличени точности сопр жени матрицы с пуансоном. 0tfZ.f Фи& 2
Основа
фиг 10