Технология производства приспособлений, пресс-форм и штампов - Палей М.М.

Author: Палей М.М.
Tags: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы отдельные машиностроительные и металлообрабатывающие процессы и производства инженерия металлы станки станочные конструкции издательство машиностроение штампы
Year: 1979
Similar
Технология изготовления шпинделей высокоточных станков
Технология производства металлорежущих инструментов: Учебное пособие
Станки инструментального производства
Технология инструментального производства
Text
                    М.М.ПАЛЕЙ
ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ,
ПРЕСС-ФОРМ
И ШТАМПОВ
М. М. ПАЛЕЙ
ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ПРЕСС-ФОРМ
И ШТАМПОВ
Второе издание, переработанное
и дополненное
МОСКВА «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1979
ББК 34.63-5
П14
УДК 621.9.07.002
Рецензент инж. М. Г. Рыбаков
Палей М. М.
П14 Технология производства приспособлений, пресс-форм
и штампов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машино-
строение, 1979. — 293 с., ил.
В nep. 1 р. 20 к.
В книге изложены основы производства приспособлений, пресс-фо,- м и штам-
пов; рассмотрены специфические технологические процессы изготовления основных
деталей и сборки технологической оснастки. По сравнению с первым изданием
в книге широко изложены вопросы применения станков с ЧПУ и электрофизиче-
ские методы обработки деталей пресс-форм и штампов; даны сведения об эконо-
мической эффективности различных методов обработки формообразующих деталей
и сведения об автоматической системе «Проектирование — производство».
Книга предназначена для инженерно-технических работников инструменталь-
ного производства.
„31201-069 _о „плплпппл	ББК 34.63-5
П038(01)-79 69~79 2704040000	6П4.6.08
© Издательство «Машиностроение», 1979 г.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ
Основным критерием технологичности деталей, подверга-
ющихся механической обработке, являются трудоемкость, точ-
ность и стабильность получения геометрических размеров и шеро-
ховатости поверхности. Анализ технологичности деталей должен
включать следующий круг вопросов: изыскание возможностей
упрощения конструкции с целью сокращения металлоемкости
и трудоемкости; критическое рассмотрение обоснованности назна-
чения допусков; оценку степени стандартизации, унифицирован-
ности конструкции, нормалей и оригинальных деталей. Рассмо-
трение технологичности отдельных деталей обычно начинается
с анализа технических условий на их изготовление и допусков
на размер.
Оценивая технологичность деталей, следует иметь в виду, что
повышение требований к точности обработки и шероховатости
поверхности может в большой степени повлиять на трудоемкость
и себестоимость механической обработки. Вместе с тем точность
обработки деталей предопределяет метод достижения точности
замыкающего звена и метод сборки. В некоторых случаях точная
механическая обработка отдельных сопрягаемых поверхностей
деталей может значительно упростить или исключить последу-
ющие слесарно-пригоночные работы. Предпочтение необходимо
отдавать достижению точности механической обработкой перед
слесарной подгоночной обработкой.
После критического анализа технических условий и допусков
на размеры следует установить, отвечает ли конструкция деталей
общим требованиям технологичности:
а)	предусмотрены ли базовые поверхности, позволяющие удобно
устанавливать детали на станке без их деформации при зажиме;
б)	возможно ли уменьшение протяженности обрабатываемых
сопрягаемых поверхностей путем замены сплошных поверхностей
опорными;
в)	возможно ли получение простыми средствами заданных
соотношений по взаимному расположению поверхностей.
Кроме того, к деталям приспособлений предъявляются техно-
логические требования, учитывающие их конструктивные осо-
бенности и возможность их обработки. Технологичность конструк-
1*	3
ции должна рассматриваться с точки зрения масштаба производ-
ства, а также в зависимости от имеющегося технологического
оборудования и производственных возможностей. Необходимо
учитывать размеры имеющегося оборудования, наличие преци-
зионного оборудования, исключающего слесарно-пригоночные ра-
боты, возможность применения прогрессивных методов обработки,
станков с ЧПУ, электрофизических методов обработки. Конструк-
ция оснастки должна обеспечить исключение или минимальный
объем слесарно-пригоночных работ, для чего следует предусма-
тривать доступ металлорежущего и абразивного инструмента
к обрабатываемой поверхности.
В конструкции приспособлений необходимо учитывать возмож-
ность использования опорно-установочных элементов в качестве
базы отсчета при растачивании отверстий под направляющие
элементы. В тех случаях, когда по конструкции приспособления
это невозможно, следует предусматривать демонтаж одной
из деталей (например, кондукторной плиты или кронштейна).
Для взаимной ориентации корпуса и демонтированной детали
в них предусматривают технологические отверстия и контрольные
штифты.
Если габаритные размеры приспособления не позволяют рас-
тачивать его в собранном виде, то его следует изготовлять сборным.
Взаимную ориентацию узлов или деталей следует осуществлять
с использованием технологических отверстий и фиксацией кон-
трольными штифтами, направляющими шпонками, точно обрабо-
танными поверхностями.
При простановке размеров необходимо учитывать метод обра-
ботки детали. При растачивании детали на координатно-расточном
станке и на станке с ЧПУ размеры отверстий следует задавать
в прямоугольной системе координат. Для этого необходимо назна-
чать начало координат и выбирать направление осей относительно
детали. В деталях, которые могут растачиваться с применением
круглого или универсального поворотного стола, размеры могут
быть заданы в полярных координатах. На деталях, подлежащих
обработке на станках с ЧПУ, при простановке размеров следует
указывать узловые точки. Криволинейные контуры плоских
деталей или контуры секущих плоскостей пространственно слож-
ных деталей должны указываться в чертежах радиусами, углами
дуг окружностей, координатами центров окружностей и пара-
метрами других применяемых геометрических фигур (эллипса,
параболы, гиперболы и др.). Необходимо задавать размеры всех
элементов обрабатываемой поверхности от единых конструкторско-
технологических баз.
При проектировании деталей необходимо учитывать способ
базирования их при обработке и контроле. С точки зрения дости-
жения максимальной точности рекомендуется вести обработку
от одной базы, в качестве технологических баз использовать
основные базы. В некоторых случаях для создания баз следует
4
предусматривать специальные приливы. При обработке отверстий
или плоскостей, расположенных под различными углами, следует
предусматривать обработку одного или нескольких технологи-
ческих отверстий и все размеры задавать от них.
Точные и соосные отверстия следует обрабатывать на проход
с одной установки. Поверхности детали, с которыми соприка-
сается сверло в начале и в конце сверления, должны распола-
гаться перпендикулярно сверлу, а ось сверла должна быть пер-
пендикулярна базовой поверхности. Необходимо предусмотреть
наличие в конце точных глухих отверстий пространства для
заборной части инструмента. Рекомендуется постепенное умень-
шение диаметров отверстий, расположенных на одной оси. Размер
обрабатываемых отверстий во внутренних стенках не должен пре-
вышать размера соосных им отверстий в наружных стенках детали.
Не рекомендуется на одной оси между отверстиями малого
диаметра размещать отверстия большого диаметра. Необходимо
по возможности уменьшать количество доделочных операций
в процессе общей сборки.
Сложные конструкции приспособлений рекомендуется проек-
тировать из нескольких отдельных технологических узлов. Техно-
логический узел не должен содержать большого количества сбо-
рочных элементов и деталей, так как это усложняет сборку.
Узлы не должны требовать даже частичной разборки при
общей сборке приспособлений. При сборке отдельного узла в кор-
пусе следует предусматривать последовательное сопряжение его
деталей с корпусом. Посадочные поверхности должны иметь
наименьшие размеры с целью минимального перемещения деталей
по ним в процессе сборки.
Собранные цилиндрические детали должны быть таких раз-
меров, при которых начальный контакт каждой пары сопряга-
ющихся поверхностей осуществлялся бы не одновременно, а после-
довательно. Необходимо учитывать метод контроля основных
размеров оснастки.
Пуансоны и матрицы крупных вырубных штампов рекомен-
дуется изготовлять из отдельных секций. Пуансоны и матрицы,
имеющие сложную форму, необходимо изготовлять разрезными
(составными) или со вставками, чтобы была возможность обра-
батывать рабочие поверхности на шлифовальных станках без
слесарной пригонки. Многоместные пресс-формы рекомендуется
изготовлять со вставками, что облегчает применение процесса
выдавливания и других прогрессивных методов обработки фор-
мующих поверхностей.
ПРОВЕРКА И РАЗМЕТКА ЗАГОТОВОК
Наиболее эффективна проверка и разметка заготовок на трех-
координатных машинах с цифровыми показаниями положения
разметочной иглы. Машина ВЕ-111 предназначена для измерения
5
и разметки отливок, корпусных деталей перед их обработкой или
правильной установки начального положения деталей в условиях
автоматизированного производства. Машина смонтирована на
стандартной разметочной плите размером i600 X 1000 мм. На
поверхности плиты находятся точные горизонтальные направля-
ющие в виде длинных планок. По ним может перемещаться ка-
ретка, предназначенная для горизонтального позиционирования
вертикальной стойки (координата X). На каретке имеются напра-
вляющие для перемещения вертикальной стойки по коорди-
нате Y. Вертикальная каретка предназначена для вертикаль-
ного позиционирования ползуна с разметочной головкой (коор-
дината Z).
Разметочная головка может поворачиваться вокруг двух вза-
имно перпендикулярных осей для разметки на горизонтальных
и вертикальных плоскостях. В наборе инструмента имеются спе-
циальный циркуль и державки с подпружиненными резцами для
нанесения линий на поверхности. На рабочую поверхность уста-
навливают плоский механизированный поворотный стол для
углового позиционирования размечаемой детали (координаты <р).
На панелях устройства цифровой индикации имеются тумблер
переключения измерения удвоенной величины (диаметра) и кнопка
для установки нулевого отсчета всех декад в любом положении.
Предусмотрена также система набора заданных базовых коорди-
нат. Пользуясь этой системой и переключателем, можно опре-
делить положение центра, складывать или вычитать базовые
размеры, не прибегая к вычислениям. Дискретность отсчета по
координатам X, Y, Z равна 0,01 мм, погрешность измерения по
координатам X, Y, Z — 0,15 мм, по координате <р —3'.
Фирма DEA (Италия) выпускает ряд трехкоординатных ма-
шин для измерения и разметки заготовок различных размеров
с разной степенью точности, а также с разной степенью автомати-
зации. На рис. 1 показана разметочная машина Beta-3d. Траверса
машины перемещает измерительную головку в продольном и по-
перечном направлениях (по осям X и Y). Специальным устрой-
ством производится вертикальное перемещение разметочной иглы
(по оси Z). Для всех типов машин Beta-3d все перемещения могут
совершаться одновременно или последовательно с точностью
—0,04 мм, а положение разметочной иглы указывается на цифро-
вом табло с точностью отсчета до 0,05 мм. Оснастка к разметочной
машине Beta-3d включает иглы для проведения линий, оправки
для проверки отверстий, пневматическую сверлильную машину
для сверления центровых отверстий, поворотные столы и др.
В" ее комплект может входить пишущая машинка, которая одно-
временно печатает координаты и набивает перфоленту, которая
может быть использована на станках с ЧПУ. Машина оснащается
системой цифровой индикации и системой набора заданных базо-
вых координат. Фирма DEA выпускает машины ALPA-3d для
деталей размером 1000 X 800 X 500 мм, BELTa-3d— для деталей
6
Рис. 1. Трехкоординатная разметочно-измерительная машина
Beta-3d
размером 1400 X 800 X 860 мм, DELtA-3d—для деталей размером
4700 X 2400 X 2050 мм.
Измерительные машины имеют аналогичную компоновку
с большей разрешающей способностью и рекомендуются в качестве
Йзметочных. Измерительная машина «Инспектор 26-16» фирмы
r ivetti имеет стол размером 900 X 500 мм; точность отсчета равна
+0,015 мм. Фирма Ferranti (Англия) для проверки и разметки
крупных деталей рекомендует разметочный станок с измеритель-
ными стойками, расположенными и перемещающимися по боковым
Сторонам разметочной плиты.
-/''Г
растачивание отверстий
{"Отверстия обрабатывают на токарных, сверлильных, фрезер-
ных, расточных и координатно-расточных станках. На токарных
,,И сверлильных станках отверстия растачивают по разметке (точ-
..’Нрйгь. положения координат отверстия в пределах 0,3 мм), по
предварительно установленным втулкам и с использованием спе-
. Цйальных приспособлений.
.^‘Лупяфстая можно растачивать и на фрезерных станках. На
универсальных станках 676В имеются точные ходовые винты с кор-
7
ректирующей линейкой. На станке 6Т75 кроме лимба имеется
оптическая система, позволяющая производить отсчет перемеще-
ния салазок с точностью 0,01 мм. Горизонтально-расточные станки
общего назначения используются для изготовления точных соос-
ных отверстий больших диаметров, расположенных в одной или
нескольких плоскостях.
Горизонтально-расточные станки используются также для
предварительной обработки больших отверстий и торцов перед
растачиванием на координатно-расточных станках. Нормы на
геометрическую точность новых горизонтально-расточных станков
всех размеров предусматривают получение погрешностей формы
обрабатываемых отверстий, не превышающих в продольном на-
правлении 0,02—0,04 мм, в поперечном 0,025—0,04 мм. Непер-
пендикулярность оси отверстия торцовой плоскости не превышает
0,03 мм на длине 300 мм, неплоскостность (выгнутость) обрабо-
танных торцов 0,02 мм на длине 300 мм. На горизонтально-расточ-
ном станке при отсчете перемещений по линейке с нониусом
выдерживается допуск на межосевое расстояние до 0,3 мм, по ли-
нейке с оптическим устройством до 0,1 мм, по индикатору и штих-
масу до 0,05 мм. На горизонтально-расточных станках, оборудо-
ванных для работы с программным управлением, перемещение
на заданное межосевое расстояние возможно с точностью 0,05 мм.
Для особо точных работ широкое применение получил гори-
зонтально-расточный станок 2622П. Станок характеризуется по-
вышенной жесткостью и виброустойчивостью шпиндельной си-
стемы. Шпиндель смонтирован на прецизионных подшипниках.
Координаты перемещения шпиндельной бабки и стола в попереч-
ном направлении отсчитываются с помощью встроенных экранных
оптических устройств, а углы поворота стола через 90° и пере-
мещение люнета задней стойки с помощью микроскопов. Цена
деления оптических устройств составляет 0,01 мм, точность уста-
новки координат межосевых расстояний в прямоугольной системе
координат =2=0,012 мм на длине 100 мм и =±:0,03 мм на длине
1000 мм.
Оптические устройства значительно повышают точность уста-
новки подвижных исполнительных органов (уменьшают утомля-
емость глаз) и сокращают вспомогательное время. Точность обра-
ботки детали на станке: овальность отверстия диаметром 150 мм,
расточенного резцом, 0,018 мм; конусность отверстия на длине
200 мм 0,012 мм и на длине 300 мм 0,02 мм; параллельность осей
отверстий, растачиваемых при подаче шпинделя, 0,02 мм на длине
300 мм. Шероховатость поверхности Ra — 1,25 -т- 2,5 мкм. Поло-
жение детали на станке определяется положением ее базовых
поверхностей или разметочных рисок. При выверке детали реко-
мендуется соблюдать следующие правила: при растачивании де-
тали подачей шпинделя проверка должна вестись перемещением
шпинделя в этом направлении, при растачивании детали подачей
стола — перемещением стола в том же направлении.
8
Рис. 2. Схемы проверки положения детали на горизонтально-расточном станке
Положение обрабатываемой детали в горизонтальной пло-
скости, когда она не имеет обработанных поверхностей, парал-
лельных плоскости стола, проверяют по разметочным рискам
с помощью рейсмаса (рис. 2, а). Рейсмас перемещается по обра-
батываемой детали, и острие чертилки совмещается с риской.
Точность выверки по рискам составляет 0,3—0,4 мм. Детали,
устанавливаемые на столе необработанными поверхностями, но
имеющие обработанные базовые поверхности, расположенные
в горизонтальной плоскости, должны быть выверены по обрабо-
танным поверхностям. Выверка может быть произведена рейс-
масом относительно стола (рис. 2, б) или с помощью индикатора
(рис. 2, в, г). Точность выверки с помощью индикатора составляет
0,03—0,04 мм. Положение в вертикальной плоскости по рискам
проверяют с помощью изогнутой чертилки 1 (рис. 2, а), закреплен-
ной в шпинделе 2. Острие чертилки совмещается с риской при
перемещении шпинделя или стола в направлении подачи.
Если требуется расточить отверстие, ось которого параллельна
базовой поверхности, то выверка детали по боковым базовым
обработанным поверхностям в вертикальной плоскости произ-
водится чертилкой, индикатором (рис. 3, а, б) или с помощью
9
Рис. 3. Схемы проверки детали по боковым поверхностям
концевых мер. Проверку положения торцовой поверхности де-
тали в том случае, когда отверстие должно быть перпендикулярно
этой поверхности, производят приспособлением с индикатором
(рис. 3, в), вставляемым в шпиндель станка (приспособление по-
ворачивают в положения I, II), или с помощью угольника отно-
сительно цилиндрической поверхности шпинделя.
Обработка системы отверстий осуществляется координатным
методом. Координатный метод заключается в совмещении оси
шпинделя с началом координат с последующим перемещением
стола на величину координаты х и шпиндельной бабки на вели-
чину у.
Отсчет координат производится по измерительной системе
станка. Ось шпинделя с началом координат совмещается с по-
мощью мерного валика, вставленного в шпиндель станка, или
с помощью индикаторного центроискателя. Ось шпинделя с на-
чалом координат можно совмещать различными способами. Один
из них заключается в использовании мерных подкладок с кон-
трольным отверстием. Обрабатываемую деталь основанием уста-
навливают на мерные подкладки (рис. 4). Одна из подкладок
имеет выступ, к которому обрабатываемая деталь плотно при-
жимается боковой базовой поверхностью. Основание детали и
боковая базовая поверхность принимаются за ось координат.

Рис. 4. Схема установки
детали с применением мер-
ных подкладок и центро-
искателя
В подкладке с выступом имеется конт-
рольное отверстие О, ось которого рас-
положена на известном расстоянии от
опорных поверхностей прокладки. Инди-
каторным центроискателем ось шпинделя
совмещают с осью контрольного отвер-
стия. Затем устанавливают координаты
измерительной системы станка с учетом
постоянного расстояния оси контрольного
отверстия от базовых поверхностей про-
кладки.
10
На горизонтально-расточных станках с предварительным на-
бором и цифровой индикацией координат можно сверлить, зенке-
ровать, растачивать и развертывать отверстия с точными коорди-
натами, фрезеровать торцы и нарезать резьбу при подаче шпинделя
и радиального суппорта планшайбы. На станках 2620ВФ1 и
2620ГФ1 при подаче стола производится обтачивание торцов,
растачивание отверстий большого диаметра, протачивание канавок
и нарезание резьбы. Точность обработки: овальность отверстия
диаметром 150 мм при обработке резцов, закрепленным в шпин-
деле, 0,02 мм; параллельность осей отверстий, растачиваемых при
подаче шпинделя, 0,03 мм на длине 300 мм; точность установки
координат 0,01 мм.
Автоматическая отсчетная система станка позволяет устана-
вливать шпиндельную бабку в вертикальном направлении и стол
в поперечном направлении по координатам, предварительно на-
бранным с помощью переключателей. Она обеспечивает визуаль-
ный контроль положения шпиндельной бабки и стола при всех
режимах работы.
Растачивание отверстий на координатно-расточных станках.
На современных координатно-расточных станках точность уста-
новки координат находится в следующих пределах: для станков
малых размеров 0,002 мм, средних 0,003—0,004 мм и крупных
0,006—0,008 мм. Экономическая точность межцентровых рассто-
яний находится в пределах 0,01 мм. Обеспечивается также высокая
точность геометрической формы отверстий по цилиндричности
и круглости, доходящая в отдельных случаях до 0,001 мм. Пере-
сечение осей, расположенных в разных плоскостях, выполняется
с точностью 0,002—0,005 мм. Точность координатно-расточных
станков определяется точностью выполнения шпиндельного узла
и направляющих, жесткостью его базовых деталей и точностью
отсчетно-измерительной системы.
Выпускаются станки с устройствами для предварительного
набора координат нескольких отверстий, с автоматически оста-
навливающимися салазками в заданной последовательности и
в заданном положении. Современные станки снабжаются устрой-
ствами для автоматической смены инструмента. Имеются станки-
полуавтоматы с программным управлением цикла установки
координат и с программным управлением всего цикла обработки.
Применение различных устройств расширяет технологические
возможности координатно-расточных станков. К таким устрой-
ствам относятся горизонтальные и универсально-поворотные столы
(табл. 1) и различного рода головки (фрезерные, быстросверлиль-
ные, копировальные, шлифовальные). Плоские поворотные столы
позволяют вести обработку заготовок в полярной системе коорди-
нат. Универсальные поворотные столы допускают поворот план-
шайбы в пределах 360° и ее наклон к плоскости основания в пре-
делах 90°, а следовательно, позволяют обрабатывать отверстия
и плоскости, положение которых определяется углами и линей-
11
Таблица 1
Техническая характеристика
координатно-расточных станков
' Вид	Модель	Размер стола, мм
Одно- стоечный	2411 2421 2431 2Е440А 2440С 2450А 2450ФА	200X360 250X450 320X560 400X710 630X1120
Двух- стоечный	2455 2Е460А 2460 2Е470А 2480ВФ	630X900 1000Х 1600 1000Х 1600 1400X2240 2000X3200
С горизон- тальным шпинделем	2457 2458 2459 2А459АФ1	630X800 800Х 1000 1000Х 1250 1000Х 1250
С встроенным поворотным столом.
ными размерами относительно
установочной и измерительных
баз. Лучшие современные пово-
ротные столы имеют предель-
ную погрешность угловых пе-
ремещений 3—4" при диаметре
планшайбы 600—800 мм и 8
при диаметре планшайбы 200—
300 мм. Универсально-поворот-
ные столы бывают двух типов:
с пересекающимися осями по-
воротной и наклонной части и
с непересекающимися. Некото-
рые станки оснащаются свер-
лильными головками, позволя-
ющими повысить верхний пре-
дел скорости вращения шпинде-
ля в 2—4 раза.
Координатно-расточные стан-
ки оснащаются универсальны-
ми расточными головками, по-
зволяющими обтачивать торцо-
вые поверхности, протачивать
канавки, а также растачивать
отверстия большого диаметра.
В сочетании с подачей гильзы
шпинделя посредством таких головок можно растачивать кони-
ческие отверстия. Некоторые заводы оснащают станки фрезерными
головками. С помощью головок с горизонтальной осью вращения
можно фрезеровать зубья у реек.
Для обработки или измерения детали на координатно-расточ-
ном станке необходимо ее установить в строго определенное
положение, т. е. совместить измерительные базы детали с измери-
тельной системой станка. Устанавливают деталь на станке в два
приема. Вначале определяют положение измерительных и уста-
новочных баз детали относительно координатных перемещений,
станка, т. е. совмещают направления измерительных баз детали
и станка (проверяют паралелльность измерительной базы детали
относительно продольного или поперечного хода стола или сала-
зок). Затем определяют положение обрабатываемых или измеря-
емых элементов относительно измерительной системы станка путем
совмещения измерительных баз детали с осью вращения шпин-
деля. Это достигается с помощью различных установочных изме-
рительных устройств.
Точность установки и измерение на координатно-расточном
станке в значительной мере определяется точностью исполнения
технологических баз детали. Требования к качеству технологи-
ческих баз находятся в прямой зависимости от заданной точности
12
обработки. Качество технологических баз характеризуется каче-
ством поверхности, погрешностью формы и точностью располо-
жения баз.
Шероховатость базовой поверхности является одной из харак-
теристик ее точности. Допустимая шероховатость обрабатываемой
поверхности определяется допусками на выполнение размеров
от данной измерительной базы. Принимая, что высота неровно-
стей поверхности должна находиться в пределах 15—20% допуска
на выполнение размера от данной измерительной базы, рекомен-
дуется выбирать шероховатость поверхности измерительных баз
по следующим данным: при допуске на размер =^0,05 мм Ra =
— 0,63 -т- 2,5 мкм, при допуске ^0,02 мм Ra = 0,32 4- 0,63 мкм,
при допуске =t0,01 мм Ra = 0,16 4- 0,32 мкм, при допуске 0,005 мм
Ra = 0,08 4- 0,16 мкм.
Погрешность формы технологических баз деталей оказывает
существенное влияние на определение размера от базы с заданным
допуском. Максимально допустимое отклонение от правильной
формы технологической базы определяется заданным допуском
на размер. Допуск на отклонение формы принимается равным
половине допуска на размер.
При установке детали на расточном станке уделяется особое
внимание проверке взаимного расположения установочных и
измерительных баз. Погрешность взаимного расположения техно-
логических баз плоских деталей выражается в отклонении от
перпендикулярности между ними, а цилиндрических деталей —
в перекосе осей и торца. Точность взаимного положения баз
определяется допуском на заданный размер. Допустимые погреш-
ности взаимного расположения баз принимают в пределах 30%
допуска. Установочные и измерительные базы детали рекомен-
дуется шлифовать или шабрить и тщательно проверять. Напра-
вления перемещений станка и измерительных баз совмещают
с помощью укрепляемых в шпинделе станка измерительных
устройств — индикаторного центроискателя, валика с плавающей
шайбой, мерного валика, оптического центроискателя, игольча-
того центроискателя, разметочного центра и др. Измерительные
базы детали ориентируют относительно перемещения станка с по-
мощью настольных приспособлений.
Пазы главного стола всех координатно-расточных станков
выполняются точно как по ширине паза, так и по параллельности
относительно перемещения стола. В пазы вставляют упоры, по
плоскостям которых и измерительной базе устанавливают деталь
параллельно перемещению стола. Более точная установка произ-
водится с использованием концевых мер, с помощью которых
проверяют расстояние измерительной базы до плоскости упора
в процессе закрепления детали. Для ориентации измерительной
базы крупных деталей используют индикаторные стойки, пере-
мещая которые по боковой плоскости стола и совмещая направле-
ние измерительной базы детали и станка фиксируют точность
' 13
Рис. 5. Схема совмещения
плоской измерительной
системы станка с помощью
мерного валика и конце-
вых мер
стив ось
совмещения по показаниям индика-
тора.
Ось вращения шпинделя совмещают
с данной измерительной базой мерным ва-
ликом 1 и концевыми мерами 2 (рис. 5),
центроискателем (рис. 6) и другими уст-
ройствами. Совмещение плоской измери-
тельной базы обрабатываемой детали с
измерительной системой станка с помощью
индикаторного центроискателя и устано-
вочной призмы осуществляют следующим
образом. После проверки вертикальности
измерительной базы к ней плотно при-
жимают установочную призму, ось сим-
метрии паза которой расположена на рас-
стоянии 20 мм от ее основания. Совме-
аза призмы с осью вращения шпинделя
установкой индикатора в положениях / и II и фиксируя эти по-
ложения по отсчетным устройствам измерительной системы станка,
перемещением стола на 20 мм совмещают ось вращения шпинделя
с данной измерительной базой.
При обработке детали на круглом столе первоначально совме-
щают ось вращения стола с осью вращения шпинделя, а затем
устанавливают и совмещают обрабатываемую деталь вращением
круглого стола относительно индикатора, закрепленного в шпин-
деле станка. При установке высоких деталей используют уголь-
ники высокой точности со шпонками, дающими возможность
быстро установить его опорную плоскость параллельно направле-
нию перемещения стола станка. При установке детали на станке,
кроме совмещения измерительной базы с направлением перемеще-
ния станка, необходимо проверить и выверить перпендикуляр-
ность измерительной базы.
Рис. 6. Схема совмещения измерительной базы детали с измери1ельной систе-
мой станка с помощью центроискателя:
с. совмещение плоской базы; б =₽ совмещение оси детали, установленной на круглом
столе
14
Детали с цилиндрической измерительной базой устанавливают
по образующим цилиндра аналогично установке деталей с пло-
ской базой. Цилиндрические детали большой длины могут быть
установлены в парных призмах, ориентированных относительно
пазовых упоров станка. При обработке деталей, измерительными
базами которых являются призмы, оси шпинделя и открытой
призмы совмещают индикаторным центроискателем: одинаковым
касанием рычага индикатора с обеими поверхностями призмы.
Оси неподвижных призм и шпинделя совмещают е помощью
контрольного валика, установленного в призму. В этом случае
совмещение оси шпинделя с центром призмы сводится к совмеще-
нию оси шпинделя с осью валика. После выверки детали совме-
щают оси шпинделя и растачиваемого отверстия. Для этого со-
вмещают ось шпинделя с базовой точкой на детали и определяют
базовые числа. Затем к базовым числам прибавляют координатные
размеры исходной точки и совмещают ось с исходной точкой.
К исходным числам (базовые числа плюс координаты исходной
точки) прибавляют координаты центров отверстий и производят
установку детали относительно оси шпинделя. В ряде случаев
расстояние от исходной точки до оси шпинделя можно определить
измерением. Полученные размеры прибавляют к исходному числу
соответствующей координаты центра отверстия, после чего совме-
щают оси шпинделя и отверстия.
Часто для измерений используют контрольный валик. Рас-
смотрим в качестве примера обработку отверстия, центр которого
задан от вершины тупого угла (рис. 7, а). Необходимо определить
расстояние х от исходной точки О до оси шпинделя, а затем рас-
считать величины Ь, с и а. Расстояние х рассчитывают с помощью
стержневого калибра 1 и контрольного валика 2:
, . d , D . d / 1 4- sin а \
/ / 1 + sin а \ л. А Л- — .
2 \ cos а /	2 * 2 *
Я)	Ю
Рис. 7. Схемы для определения расстояния с помощью ва-
лика
15
Затем устанавливают деталь в исходное положение с помощью
стержневого калибра 1 и контрольного валика 2. Деталь выверяют
на параллельность наклонной плоскости поперечному ходу сала-
зок. Между стержневым калибром и наклонной плоскостью за-
кладывают контрольный валик, образующая которого должна
совместиться с плоскостью П. Положение образующей кон-
трольного валика относительно плоскости П контролируют
лекальной линейкой, после чего совмещают ось шпинделя с осью
обрабатываемого отверстия смещением стола на величину а =
— х + с.
На рис. 7, б показан другой пример использования контроль-
ного валика. Базовая точка О задается от вершины угла планки.
Для установки шпинделя в исходное положение используют
контрольный валик 2, стержневой калибр /, установленный
в шпиндель станка, и мерную плитку 3. Расстояние от оси шпин-
деля до исходной точки
{/ = Д 4-4+й + т; '4=4ctg'T; л==а1 —
j/=4ctg-j- + 4+4 + 6.
При установке детали в исходное положение мерная плитка,
закладываемая в промежуток между контрольным валиком и
стержневым калибром, должна легко перемещаться от руки.
После установки шпинделя в исходное положение стол смещают
на величину а = у + с и растачивают отверстия.
На рис. 8 показана схема использования контрольного валика
для измерения расстояния между отверстиями, оси которых
непараллельны. В отверстия вставляют валики 1 и 2 на плотной
посадке. На плоскость до соприкосновения с валиком 1 уста-
навливают контрольный валик 3, используемый для установки
шпинделя в исходное положение. Валик 3 располагают парал-
Рис. 8. Схема измерения расстояния между
непараллельными отверстиями
лельно направлению сто-
ла. Расстояние
х = НЛ + АЛ + АС =
____I __51_ I fa -z
— cosa "Г 2cosa“ 2 6 '
Иногда детали обраба-
тывают в полярных и пря-
моугольных системах ко-
ординат. В этих случаях
возникает необходимость
перевода размеров од-
ной системы в другую
(рис. 9, а). Переход от
16
Рис. 9. Прямоугольная и полярная системы
координат
прямоугольных координат
к полярным и обратно вы-
полняют по формулам
x = 7?cosa; # = 7?sina;
tga==|.
Параллельный перенос
координат выполняют по
формулам
X = xt rt а-, у = ух±Ь,
где а и b — величины пе-
реноса начала отсчета ко-
ординат соответственно
для х и у.
При повороте планшай-
бы на круглом поворотном
столе, а также при наклонах универсальных столов оси прямоуголь-
ных координат поворачиваются. В связи с этим возникает необхо-
димость пересчета координат осей отверстий и плоскостей в новом
положении. Поворот осей прямоугольной системы координат
на заданный угол показан на рис. 9, б. Положение точки Mt
в системе прямоугольных координат определяется координатами
хг и yv Если относительно точки О повернуть оси координат на
угол а в направлении против часовой стрелки (рис. 9, в) (при этом
направление осей координат станка не изменять), координаты
точки Mt после поворота можно определить по формулам
х = Xi cos a — yi sin a;
у = sin a -f- Ух COS 057
Если оси координат повернуть на угол а в направлении по
часовой стрелке (рис. 9, г), координаты точки М после поворота
можно определить по формулам
х — Xi cos a + sin ос;
у — — Xi sin a 4- Ух cos a.
При расчетах необходимо точно определить знаки начальных
координат, показанные на рис. 9, а. Указанные формулы исполь-
зуются для пересчета координат при повороте планшайбы круг-
лого поворотного стола. Эти же формулы используются для
перерасчета координат при наклоне универсального стола. В этом
случае вместо координат х и у подставляются координаты х и г
со своими знаками.
Обработка отверстий с перекрещивающимися осями или рас-
положенных наклонно относительно установочных баз обычно
производится на универсальных столах. Для совмещения оси
17
вращения шпинделя с осью обрабатываемого отверстия в наклон-
ном положении стола необходимо определить координаты оси
относительно измерительной системы станка (от какого-либо на-
чала координат). В качестве начала координат используются керн
или риска, нанесенные на плоскости детали, ось технологического
отверстия, плоскость стола или центр шарового наконечника
центрирующего отверстия.
Координаты осей обрабатываемых отверстий относительно
измерительных баз можно определить разметкой с помощью
штангенрейсмуса с использованием концевых мер или измери-
тельной системы станка. Ось шпинделя с намеченной осью отвер-
стия после поворота стола на заданный угол совмещают с по-
мощью игольчатого центроискателя для визирного микроскопа.
Для повышения точности растачиваемых отверстий при на-
клонах универсальных столов применяют перенос начала коорди-
нат из точки наклона стола в точку, расположенную в зоне обра-
ботки, которая принимается за новое начало координат и от кото-
рого ведется отсчет всех размеров при обработке данной детали.
Наиболее точным и часто применяемым методом определения
координат является построение технологических отверстий.
Технологические отверстия создаются или в самой детали,
или в специальных подставках, укрепляемых на столе станка.
Отверстия в горизонтальном и наклонном положениях стола
обрабатывают от оси технологического отверстия, совмещая ось
шпинделя с осью стержня, установленного в технологическом
отверстии. В каждом положении ось технологического отверстия
принимается за новое начало координат, от которого выпол-
няются заданные размеры.
На рис. 10 показана деталь, в которой необходимо расточить
два отверстия, расположенные под углом 45° и на расстоянии
100 мм. Координаты технологического отверстия для упрощения
расчета рекомендуется выбирать так, чтобы ось его совпадала
с осью наклонного отверстия на произвольном расстоянии или
проходила через точку пересечения
осей координат О. Из прямоугольно-
го треугольника DCE определяют
координаты технологического отвер-
стия относительно центра наклонно-
го отверстия. Из треугольника DCE
следует, что DE = DC cos 45°. Так
как отрезки х = DE и у = СЕ ле-
жат против равных углов, следова-
тельно, они равны между собой. Для
обработки технологического отвер-
стия деталь устанавливают на пло-
скость А и поворачивают планшайбу
на 90°, после чего ось шпинделя сов-
мещают с базовой плоскостью В.
18
1ОО±О,О7
Рис. 10. Схема использования
технологического отверстия для
растачивания отверстий, распо-
ложенных под углом
Не нарушая установку индикатора, шпиндельную бабку пере-
мещают в горизонтальном направлении на величину, равную
расстоянию от базовой плоскости до точки С. Затем, пере-
мещая шпиндельную бабку в перпендикулярном направлении,
касаются измерительным наконечником индикатора наклонной
плоскости МН. После этого шпиндельную бабку перемещают
влево на величину DE и вниз на величину СЕ. Ось шпинделя
в этом случае будет находиться в центре технологического отвер-
стия.
После обработки технологического отверстия планшайбу стола
поворачивают вокруг горизонтальной оси стола на 90°, а вокруг
вертикальной оси на 45°. В технологическое отверстие вставляют
с плотной посадкой стержень. Ось шпинделя совмещают с осью
стержня. В этом положении ось шпинделя будет проходить через
центр наклонного отверстия С. Если принять, что центр техноло-
гического отверстия будет лежать на пересечении осей двух отвер-
стий в точке О, то технологическое отверстие располагают анало-
гично предыдущему. В тех случаях, когда технологические отвер-
стия не представляется возможным расточить в детали, к ней
приваривают пластину, в которой и растачивают технологическое
отверстие.
Вместо технологического отверстия могут применяться спе-
циальные оправки с шаровым наконечником или конусом. Оправку
с помощью концевых мер и индикатора устанавливают на заданный
размер от основания. Совместив ось шпинделя с осью, проходящей
через точку М в горизонтальном положении планшайбы, на произ-
вольно выбранном расстоянии от оси стола, совмещают оси шпин-
деля станка и шарового наконечника или острие конуса оправки.
Наклонив стол на заданный угол, совмещают оси шпинделя
и шарового наконечника, после чего обрабатывают наклонное
отверстие.
Координаты наклонных отверстий, когда расположение техно-
логических отверстий невозможно или затруднительно, опреде-
ляют с использованием установочного пальца или шарового на-
конечника центрирующего стержня. В этом случае координаты
отверстия относительно оси установочного пальца или центра
шарового наконечника в горизонтальном положении стола и
координаты отверстия после наклона стола определяют аналити-
чески. При этом в качестве начала координат принимают ось
установочного пальца или центр шарового наконечника центриру-
ющего стержня. В горизонтальной плоскости ось стержня совме-
щают с осью установочного пальца или с центром шарового на-
конечника. Затем после наклона стола ось установочного пальца
или центр шарового наконечника принимают за новое начало
координат, от которого определяют и устанавливают все коорди-
наты обрабатываемых элементов детали [14].
Координаты обрабатываемых элементов детали от оси уста-
новочного пальца или центра шарового наконечника после наклона
19
Рис. И. Схемы координации деталей при растачивании с на-
клоном стола:
/ — установочный палец; 2 планшайба; 3 — деталь
стола определяют по ранее приведенным формулам для пере-
расчета координат точки при повороте стола (см. рис. 9, в и г).
В формулы подставляют начальные координаты хг и с их зна-
ками (см. рис. 9, а).
После соответствующих подстановок координаты х и z рас-
считывают по формулам
х = хг cos а + 2г sin а;
z == Xj sin а — Zj cos а.
Ha рис. И, а—г показаны наиболее распространенные схемы
координации обрабатываемых деталей. Как видно из схем, коор-
динаты во всех случаях определяют по одним формулам с под-
становкой в них начальных координат с соответствующими зна-
ками.
При обработке наклонных отверстий, расположенных на ци-
линдрической поверхности деталей (рис. 12, а), рабочее перемеще-
ние стола
х = L sin а + у cos а — a sin а == (L — a) sin а + у cos а.
20
z
Рис. 12. Схемы установки деталей при растачивании наклонных
отверстий с помощью шарового наконечника
При обработке Циклонных отверстий, расположенных в торце
детали (рис. 12, б), рабочее перемещение стола
х = (I + b — L) sin а + у cos а,
где I — толщина предохранительного кольца или плиток, под-
кладываемых под деталь с целью предохранения стола от по-
вреждения сверлом, мм; Ь — толщина обрабатываемой детали, мм.
ШЛИФОВАНИЕ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Шлифование плоскими кругами. Плоским кругом шлифуют
поверхности, профиль которых образован прямыми линиями, в тех
случаях, когда можно совместить шлифуемую поверхность с пери-
ферией или с торцом шлифовального круга. Для этой цели при-
меняют лекальные тиски, синусовые линейки, призмы (рис. 13),
магнитные плиты и специальные приспособления. Лекальные
тиски изготовляют с высокой степенью точности. Синусные ли-
нейки (простые и специальные) устанавливают по концевым мерам
до угла, не превышающего 45°; при больших углах пользуются
дополнительной призмой. Удобны поворотные магнитные плиты,
устанавливаемые по синусной линейке.
Для шлифования под углами применяют и универсальный
трехповоротный синусный столик с электромагнитной плитой
(рис. 14). В нижней плите столика / имеются углубления, в кото-
рых на расстоянии 200 =±: 0,005 мм друг от друга установлены
и закреплены два ролика 2. На верхней части плиты вставлена
в проушину ось 3, вокруг которой поворачивается плита 4. Угол
поворота устанавливается с помощью концевых мер 5. Вокруг
оси 6 вместе с электромагнитной плитой 8 поворачивается плита 7,
21
Рис. 13. Схема шлифования детали, ус-
тановленной в призме:
/ — магнитная* плита; 2 призма; 3 &
деталь; 4 — установочная шпонка
Рис. 14. Универсальный трехповорот-
ный синусный столик
устанавливаемая по концевым мерам 9 на угол а. Ролики 2 служат
для установки приспособления под углом относительно направле-
ния движения продольной подачи стола. Деталь 10 устанавливают
относительно упорного угольника на плите 8. Для контроля
размеров используют технологические пальцы 11 и 12.
Для профильного шлифования применяются плоскошлифо-
вальные станки ЗЕ710А, ЗЕ710В-1 (125 X 400 мм). Наибольшее
оснащение имеют станки 370П и ЗБ70В, ЗЕ711В-1 и с про-
ектором ЗЕ711ЕВ-1 (200 X 400 мм).
Шероховатость шлифовальной поверхности в значительной
мере зависит от режима правки шлифовального круга. Правку
круга однокристальным алмазом при черновом шлифовании реко-
мендуется производить при глубине t = 0,02 мм и продольной
подаче s — 0,3 н- 0,5 мм/об, а для чистового шлифования в зави-
симости от требуемого класса чистоты поверхности при глубине
t — 0,005 -5- 0,02 мм и продольной подаче s = 0,1	0,2 мм/об.
Для получения шероховатости Ra = 6 -н 10 мкм глубина t =
= 0,05 мм; для Ra — 1,5 -т- 3 мкм t = 0,025 мм; для Ra — 0,5 -н
-т- 1 мкм t — 0,01 мм.
Шлифование профилированными кругами. Фасонные поверх-
ности шлифуют профилированным кругом. Когда фасонная по-
верхность расположена под значительным углом, необходимо ее
установить с помощью приспособления параллельно оси круга.
Шлифовальные круги профилируют алмазами или роликами.
Профилирование крута алмазами производится с использованием
различных приспособлений. Имеются приспособления для про-
филирования наклонных участков, приспособления для профили-
22
Рис. 15. Приспособления для профилирования кругов по радиусу:
а » с вертикальным шпинделем; б » с горизонтальным шпинделем
рования дуговых участков и универсальные приспособления,
с помощью которых профилируются как наклонные, так и дуговые
участки. Применяются также приспособления для профилирова-
ния круга по копиру и приспособления для профилирования
геометрическим построением (кинематической настройкой). Для
профилирования наклонных участков применяют синусные ли-
нейки и кубики, призмы и другие приспособления, у которых
направляющая поверхность устанавливается под соответству-
ющим углом к оси круга, и круг профилируется возвратно-посту-
пательным перемещением алмазодержателя.
Для профилирования дуговых профилей применяют приспо-
собления, у которых острие алмаза смещено относительно оси
вращения алмазодержателя на величину заправляемого радиуса.
Для профилирования вогнутой поверхности алмаз устанавливают
выше оси вращения, а для выпуклой — ниже (рис. 15). Алмаз
устанавливают с помощью калиброванной оправки и концевых
мер. Для исключения искажения профиля круга при профили-
ровании приспособление нужно устанавливать так, чтобы острие
алмаза перемещалось в плоскости, проходящей через ось вращения
круга.
Для профилирования шлифовальных кругов с различным
сочетанием прямых и дуговых участков, а также одноименных
и разноименных дуг применяются универсальные приспособления
различных конструкций. На этих приспособлениях острие алмаза
может вращаться вокруг оси (при профилировании дуговых
участков) и перемещаться прямолинейно (при профилировании
прямолинейных участков). Профилирование производится по эле-
ментам. Для профилирования дуговых участков алмазодержа-
тель 12 (рис. 16), закрепленный в стойке 5, вместе с салазками 4,
суппортом 3 (застопоренными штифтами 8 и винтами 13) и пово-
ротной кареткой 2 с помощью рукоятки 7 получают вращательное
движение на основании 1. Радиус дуги устанавливается супяор-
том 3 путем измерения микрометром расстояния между штифтом 9
на каретке 2 и планкой 10 на суппорте. Если это расстояние будет
23
равно А (постоянной величине
для данного приспособления),
а алмазодержатель 12 будет
установлен по шаблону 11, то
величина т будет равна 0. При
смещении приспособления на
величину А + г оно будет на-
строено на профилирование на
круге выпуклого дугового про-
филя, а при установке расстоя-
ния между штифтом 9 и план-
кой 10 равным А — г будет
осуществляться правка вогну-
того профиля. Профилирование
прямолинейных участков произ-
водится возвратно-поступатель-
ным перемещением салазок 4,
для’чего освобождается фикси-
рующий штифт 8. Для профи-
Рис. 16. Универсальное приспособив- лирования. прямых участков
ние для профилирования шлифоваль- круга, наклоненных К ОСИ Про-
ныл кругов	филя, суппорт 3 устанавливают
в исходное положение (на величину Л), а каретку 2 на угол
(90 — а) и фиксируют стопорным рычагом 6.
Профилирование круга, составленного из трех прямолинейных
участков, показано на рис. 17, а. Горизонтальный участок FB
заправляется суппортом при нулевом положении алмаза в про-
дольном направлении. При этом острие алмаза находится на оси
вращения каретки. Перемещением стола острие алмаза устана-
вливают приблизительно посередине круга в точке D. Если теперь
повернуть каретку по часовой стрелке на угол (90 — а) и запра-
вить круг салазками, то угловой участок пройдет по линии DD.
Чтобы получить заданное положение линии AF, необходимо еще
до поворота каретки на угол (90 — а) переместить приспособление
в продольном направлении на расстояние DK — FD ctg (90 — а).
Для этого между базовой плоскостью приспособления и попереч-
ным упором устанавливают мерную плитку размером DK. Если
в этом положении повернуть каретку на угол (90 — р) и выправить
круг, то линии угловых участков пересекутся в точке К. Для
заправки углового участка ЕВ необходимо до поворота каретки
на угол (90 — Р) между базовой плоскостью приспособления
и поперечным упором установить мерные плитки шириной DC =»
= BD ctg (90 — Р), после чего каретку приспособления поворачи-
вают на угол (90 — Р).
У круга, состоящего из вогнутого и прямолинейных участков,
вначале профилируют вогнутый участок, после чего острие алмаза
устанавливают по оси вращения каретки и ведут правку прямо-
линейных участков. Прямолинейные участки правят в зависи-
24
Рис. 17. Схема профилирования шлифовальных кругов
мости от положения точки пересечения прямых линий с осью
профиля аналогично описанному ранее. В том случае, когда пря-
мые пересекают ось профиля в центре дуги О (рис. 17, б), прямо-
линейные участки профилируют после поворота каретки на соот-
ветствующий угол. Когда прямая профиля пересекает ось круга
за пределами радиуса R (рис. 17, в), после установки алмаза на
оси вращения смещают приспособление в продольном направле-
нии с помощью мерных плиток на величину, равную расстоянию
между центром О дуги и точкой пересечения К. Когда точка К
пересечения прямой с вертикальной осью лежит выше радиуса R
(рис. 17, г), то алмаз перед поворотом каретки для заправки прямо-
линейного участка, находящегося под углом, должен быть при-
ближен к шлифовальному кругу на величину ОК. Для этого
перед профилированием дугового участка мерную пластинку
величиной ОК помещают между поперечным упором и при-
способлением и перед заправкой углового участка снимают, после
чего заправочное приспособление устанавливают вплотную
к упору.
Круг, состоящий из криволинейного и прямолинейных уча-
стков, профилируют по схеме, приведенной на рис. 17, д. При-
способление настраивают на радиус г. Затем освобождают штифт
(см. рис. 16). Каретку 2 устанавливают на угол 0 и фиксируют
рычагом 6. При движении салазок под углом 0 в направлении
стрелки (рис. 17, е) профилируется нижняя поверхность до упора,
после чего фиксатором 8 стопорят салазки и рычагом 6 освобо-
ждают каретку 2 и вручную правят поверхность радиусом г в на-
25
Рис. 18. Приспособление для профили-
рования круга стальным роликом:
1 — стальной ролик; 2 — оправка; 3, 4 -в
центры; 5 — рукоятка; 6 — зубчатые ко-
леса; 7 — шлифовальный круг
правлении стрелки до упора
(рис. 17, ж). Затем правят дру-
гую поверхность под углом а
(рис. 17, з).
Одноименные дуговые уча-
стки профилируют в зависи-
мости от положения центров
дуговых участков. Когда цент-
ры радиусов расположены на
вертикальной оси (рис. 17, и),
вначале профилируют поверх-
ность радиусом г, а затем радиу-
сом R. Когда центры радиусов
не лежат на одной прямой, пер-
вым профилируют участок, иду-
щий на выход: при вогнутых
дугах — участок радиусом г, при выпуклых — радиусом R. После
этого приспособление перемещают на величину межцентрового
расстояния и профилируют второй участок. При обработке про-
филя, состоящего из разноименных дуг (рис. 17, к), вначале
всегда правят вогнутый участок. Приспособление на величину
межцентрового расстояния перемещается установкой мерной
плитки между продольным упором и базовой стороной приспо-
собления.
Профилирование кругов стальными роликами производят вруч-
ную с помощью приспособления (рис. 18). При работе на кругло-
шлифовальном станке накатный ролик устанавливают на оправке
в центрах станка. Профилирование (накатка) производится с охла-
ждением при давлении ролика на шлифовальный круг 8—
12 кгс/см2. Давление ролика создается в результате подачи шли-
фовального круга на 0,02 мм за каждый оборот накатного ролика
при предварительном профилировании и 0,01 мм при оконча-
тельном. Накатные ролики изготовляют из инструментальной
стали. Они могут быть как закаленными, так и незакаленными.
Профилирование кругов роликами из алмаза или славутича
целесообразно в условиях крупносерийного и массового произ-
водства. Для получения шероховатости шлифовальной поверх-
ности в пределах Ra — 0,32 -т- 0,63 мкм рекомендуются ролики
с зернистостью 80/63—125/100. При правке круга врезание реко-
мендуется проводить с охлаждением при поперечной подаче 0,5—
1 мм/мин и скоростью вращения ролика 2—6 м/с. Ролики изго-
товляют методом гальваностегии с последующей электроискровой
обработкой. Доводку профиля роликов рекомендуется произво-
дить электрохимическим шлифованием.
Шлифовальные круги сложного профиля профилируют по ко-
пиру. Точность профилирования зависит от точности копира
и копировального приспособления, соответствия формы копиро-
вального следящего пальца профилю алмаза. Профилирование
26
Рис. 19. Приспособления для профилирования кругов по копиру,
выполненному в масштабе 1 : 1
кругов с помощью копировальных приспособлений применимо
тогда, когда касательная к любой точке профиля кривой копира
не выходит за пределы 45°.
Профилирование кругов с помощью приспособления с копи-
ром, выполненным в масштабе 1 : 1, показано на рис. 19, а и б.
Приспособление состоит из основания 1 (рис. 19, б), в передней
части которого закреплен закаленный следящий палец 2. В сред-
ней части основания находится стойка 3, через отверстие которой
проходит державка алмаза 4. Державка алмаза может пере-
мещаться в стойке винтом 5. Вершина алмаза устанавливается
в вертикальной плоскости, проходящей через грань упора. Для
получения точного соответствия профилей круга и шаблона 6
необходимо, чтобы следящий палец имел форму, полностью соот-
ветствующую форме алмаза. Это достигается шлифованием следя-
щего пальца кругом, заправленным алмазом, установленным в дер-
жавке. Приспособление устанавливают торцовой поверхностью
на магнитную плиту, включают стол и постепенно подают шлифо-
вальный круг на алмаз, в результате на круге образуется канавка,
соответствующая профилю алмаза. Продольной подачей стола
шлифуют следящий палец. Шаблон-копир 6 закрепляют на столе
плоскошлифовального станка. В процессе профилирования круга
приспособление перемещают вручную вдоль профиля шаблона при
непосредственном контакте следящего упора с шаблоном. Пред-
варительно шлифовальный круг можно править инструментом
из карбида кремния. Черновое профилирование круга произ-
водится боковыми сторонами алмаза. Для этого следящий палец
перемещают под острым углом к профилю шаблона. Чистовое
профилирование производится вершиной алмаза, для чего следя-
щий палец приспособления перемещают под прямым углом к про-
филю шаблона.
Шлифовальные круги, в которых нет вогнутых участков, можно
профилировать без следящего пальца с плоской следящей поверх-
27
Рис. 20. Приспособле-
ние для профилирова-
ния кругов по копиру,
выполненному в мас-
штабе 5 : 1 или 10 : 1
ностью. Такое приспособление позволяет профилировать круг
в заданном масштабе. В зависимости от положения алмаза отно-
сительно плоскости, проходящей через следящую поверхность,
при движении последней по копиру острие алмаза будет следовать
по кривой, профиль которой будет подобен профилю копира
в уменьшенном или увеличенном масштабе. Для повышения точ-
ности профилирования шлифовальных кругов по копиру при-
меняется пантограф с передаточным числом 10 : 1 или 5:1. Такие
приспособления могут быть стационарными, установленными на
шпиндельной головке, или переносными, установленными на
столе станка.
Копировальное приспособление с пантографом типа «диаформ»
(рис. 20) предназначено для профилирования шлифовальных
кругов специальным алмазным резцом с помощью шаблона, име-
ющего профиль, увеличенный в масштабе 5 : 1 или 10 : 1. При-
способление может быть использовано на плоскошлифовальных
и круглошлифовальных станках. На плоскошлифовальных стан-
ках приспособление устанавливают на шлифовальной бабке или
на магнитной плите.
Профилирующий инструмент — специальный алмазный ре-
зец. У чистовых резцов угол профиля равен 40°, радиус при вер-
шине R = 0,127 мм. Для черновых резцов R = 0,5 мм. Алмазные
резцы закрепляют в державке кронштейна приспособления, кото-
рый находится в одном из плеч пантографа. Кронштейн можно
поворачивать вокруг некоторой оси, причем резец устанавливают
так, чтобы центр дуги в его рабочей части находился на ней. На
втором плече пантографа укреплен щуп с предохранителями.
Диаметр щупа выбирают в зависимости от радиуса г дуги рабочей
части алмазного резца и масштаба пантографа М: D — 2гМ.
При перемещении щупа по шаблону резец повторяет его про-
филь, уменьшенный в М раз, и профилирует шлифовальный круг.
28
Поворот щупа и предохранителей передается на кронштейн с по-
мощью рычажной системы, смонтированной на звеньях панто-
графа.
Шаблоны для приспособления изготовляют из листовой стали
толщиной 1,5—2,5 мм. Шаблон имеет две базовые кромки, с по-
мощью которых он правильно устанавливается на столе приспо-
собления. Профилирование круга начинают с установки щупа
на одну из базовых кромок.
Алмазный резец подводят к торцу шлифовального круга и,
перемещая щуп по базовой кромке шаблона, заправляют его. Затей
щуп устанавливают на самую глубокую точку шаблона и подводят
алмазный резец до касания с периферией круга, после чего произ-
водят черновое, а затем чистовое профилирование.
В приспособлениях, закрепляемых на шлифовальной бабке
станка, подвод резца к периферии и торцу круга производят с по-
мощью специальных механизмов. В настольных приспособлениях
таких механизмов нет, и подвод резца к кругу осуществляется
здесь перемещением магнитного стола и шлифовальной бабки.
Используя щуп диаметром, отличным от расчетного, предста-
вляется возможным корректировать профиль шлифуемой детали.
Такая необходимость возникает для обеспечения зазора между
пуансоном и матрицей. Если зазор должен быть получен за счет
пуансона, то его шлифуют шлифовальным кругом, заправленным
с помощью щупа диаметром, равным (/? + и), где п — требуемый
зазор.
Кинематическое воспроизведение профиля. Осуществляя взаи-
мосвязи рабочих и установочных движений шлифуемой детали
и шлифовального круга, можно получить поверхности заданной
формы. Положение дугового участка профиля определяется ра-
диусом, координатами его центра и угловой протяженностью
дуги. При шлифовании дуговых участков главной задачей яв-
ляется точное совмещение центров построения с осью вращения
заготовки и отсчет угловых перемещений по профильной линии.
Для этой цели, когда центровые отверстия в детали недопустимы,
деталь изготовляют больше на длину центровых отверстий, после
чего деталь отрезают в размер. Иногда к детали припаивают пла-
стинки, в которых делают соответствующие центровые отверстия,
после чего пластинки удаляют.
На рис. 21 показана схема обработки сферических дуговых
поверхностей. Обрабатываемую деталь 1 устанавливают между
двумя планками 2, оси отверстий которых точно совпадают с осью
данного участка, и закрепляют струбциной. Прижимные планки
изготовляют парами и с помощью угольника и концевых мер точно
совмещают их центровые отверстия с центрами радиуса кривой
профиля обрабатываемой детали. Шлифование производят в цен-
тровом приспособлении на плоскошлифовальном станке при воз-
вратно-поступательном движении стола и периодическом враща-
тельном (колебательном) движении детали.
29
Рис. 21. Схема обработки сферических Рис. 22. Приспособление для шлифо-
дуговых поверхностей	вания дуговых участков
Для шлифования вогнутых и выпуклых поверхностей исполь-
зуют универсальное приспособление, показанное на рис. 22.
В массивный корпус 1 помещен шпиндель 2, на заднем конце
которого закреплен синусный диск 3, а на переднем — коорди-
натное устройство. Координатное устройство состоит из план-
шайбы 4, направляющих 5 и 8, по которым во взаимно перпенди-
кулярных направлениях могут перемещаться салазки 6 и 7. На
салазках 7 установлен угольник 9 или тиски, служащие для
закрепления обрабатываемой детали. Координатное устройство
и делительный диск поворачивают с помощью червячной пары 10,
Шлифуемую деталь нужно установить на универсальном при-
способлении так, чтобы она была ориентирована своими базовыми
поверхностями относительно оси приспособления как в горизон-
тальном, так и в вертикальном направлении. Достигается это
шлифованием базовых поверхностей под углом 90° и установкой
детали в приспособлении с помощью концевых мер и индикатора
по шлифованным базам. Когда не нужно соблюдать точные раз-
меры от базы, деталь устанавливают относительно шлифуемой
поверхности с учетом припуска. Координатное устройство служит
для совмещения центров фигуры с осью вращения и отсчета линей-
ных размеров, а делительный диск — для точных угловых пере-
мещений.
Дуговые участки шлифуют при возвратно-поступательном ходе
стола, вращении ползуна с кареткой вокруг оси и вертикальной
подачей шлифовального круга. Прямолинейные участки шлифуют
поперечной подачей. В приспособлении возможно последователь-
ное шлифование различных дуговых и прямолинейных участков
профиля без перезакрепления детали.
Шлифование наружных поверхностей по копиру. Наружные
фасонные поверхности, не имеющие свободного выхода круга,
30
Рис. 23. Приспособление для шли-
фования цилиндрических (а) и ко-
нических (б) наружных поверхно-
стей по копиру-шаблону
Рис. 24. Прием шлифования
коробчатых деталей
шлифуют торцом инструмента по шаблону-копиру на плоско-
шлифовальном станке (рис. 23, а). Обрабатываемую деталь 2
крепят к шаблону-копиру 1 и между ними устанавливают про-
кладку. Шаблон-копир 1 прижимают к угольнику 3 магнитной
плиты и поворачивают вручную относительно опорной поверх-
ности угольника. В результате вращения копира, а значит, и де-
тали шлифовальный круг воспроизводит профиль детали. Заметим,
что торец шлифовального круга должен находиться в одной пло-
скости с опорной поверхностью угольника магнитной плиты.
В случае смещения торца шлифовального круга относительно
базовой опорной плоскости угольника копирование будет произ-
водиться в определенном масштабе. При шлифовании конических
поверхностей шлифовальный круг заправляют на соответству-
ющий угол (рис. 23, б).
Коробчатые детали можно шлифовать с помощью приспособле-
ния, показанного на рис. 24. В плиту 1 устанавливают копир 2.
Обрабатываемую деталь 5 ориентируют с помощью планок 3, 4
и закрепляют прихватами 6. Размер концевых мер 7 подобран
в соответствии с радиусом детали, размера буртика на детали
и радиусом копира. Если радиус детали Rlt размер буртика а
и радиус копира /?2, то размер концевых мер 6 — Т?2 — Ri — а-
Плиту приспособления устанавливают на столе станка так, чтобы
одна из базовых поверхностей упиралась в угольник 8 магнитной
плиты 9. Затем к обрабатываемой поверхности детали 5 подводят
торец шлифовального круга 10 и шлифуют радиус путем поворота
приспособления относительно опорного угольника 8. При шлифо-
вании копир 2 приспособления должен быть плотно прижат
к угольнику.
Представляет интерес прием шлифования пуансона сложной
формы, показанный на рис. 25. Эллипсную часть детали 2 шлифуют
с использованием копира 3. Копир с закрепленным на нем пуан-
соном устанавливают на плите 4 вплотную к буртику. Шлифоваль-
31
Рис. 25. Прием шлифования пуан-
сона сложной формы
ный круг 1 правят по радиусу,
соответствующему форме обраба-
тываемой поверхности в верти-
кальном сечении. Перемещением
стола совмещают ось шлифоваль-
ного круга с вертикальной осью
пуансона и подводят пуансон до
соприкосновения со шлифоваль-
ным кругом. Шлифование произ-
водят вручную. Шлифовщик обе-
ими руками прижимает копир к
буртику и медленно поворачивает
копир с пуансоном в противопо-
ложную сторону вращения круга.
После каждого поворота произво-
дят подачу стола на шлифоваль-
ный круг. Величина подачи не
более 0,02—0,03 мм/об.
Шлифование внутренних замк-
нутых профилей по шаблону-ко-
пиру. Внутренние замкнутые про-
фили матриц, штампов и пресс-
форм с плавными переходами в
углах можно также шлифовать по шаблону-копиру. Шаблон-
копир изготовляют металлическим или из пластмасс по сопряжен-
ному пуансону, или по эталонной детали путем получения оттиска
в стиракриле или заливки пуансона другой пластмассой.
На рис. 26, а показано приспособление для шлифования вну-
тренней замкнутой поверхности. Деталь 1 с помощью струб-
цины 3 крепят сверху к шаблону-копиру 4 так, чтобы оси профилей
матрицы и копира совпали. Между шаблоном-копиром и шлифу-
емой деталью устанавливают прокладку '2. Шаблон-копир уста-
Рис. 26. Приспособление для шлифования внутренней замкнутой по-
верхности по копиру:
а — на вертикально-шлифовальном станке вручную; б = на внутришлифо*
вальном станке
32
навливают на основание приспособления 5. В центре приспособле-
ния имеется отверстие, в которое запрессован штифт б со сменным,
роликом 7. Внутренний контур шлифуют на плоскошлифовальном
станке с вертикально установленным шпинделем 8 и шлифоваль-
х ным кругом 9. Оси шлифовального круга 9 и ролика 7 совпадают.
Ось ролика относительно шлифовального круга устанавливают
i помощью индикаторного приспособления. Припуск снимают за
есколько проходов, для чего используют ролики 7 с разностью
диаметров 0,2—0,1 мм.
' При окончательном шлифовании диаметры шлифовального
круга и ролика должны быть одинаковыми. Шлифование произ-
водят вручную путем перемещения копира по направляющему
сменному ролику. В это время шлифовальный круг шлифует
внутренний контур. Шлифование с помощью шаблона-копира
обеспечивает получение сопряженных профилей с достаточной
степенью точности и хорошей производительностью. На рис. 26, б.
показана схема шлифования фасонного отверстия на внутришли-
фовальном станке.
Крупные и тяжелые матрицы шлифуют с помощью копироваль-
ных приспособлений на станках, оснащенных крестовым суп-
портом, по схеме, показанной на рис. 27.
Шлифование сферических поверхностей выполняют на кругло-
шлифовальном станке. Шлифовальный круг заправляют по ра-
диусу шлифуемой сферы. Обрабатываемую деталь закрепляют
в трехкулачковом патроне или в центры (рис. 28). Сферу можно
шлифовать на круглошлифовальном станке при наличии спе-
циального приспособления (рис. 29). В этом случае обрабатыва-
емая деталь 8 совершает два движения: одно относительно про-
дольной оси и второе относительно вертикальной. Первое враще-
ние деталь получает от шпинделя передней бабки 10 с помощью
гибкого вала 9, а второе при вращении каретки 2 относительно
пальца 3, закрепленного на основании 1. Каретка вращается
вручную рукояткой И. Для получения правильной сферической
поверхности необходимо, чтобы центр шлифуемой детали лежал
Рис- 27. Приспособление для шлифова-
ния крупных матриц по шаблону-копиру:
1 деталь; 2 — шлифовальный круг; 3 ко.
пировальный ролик; 4 — копир
2 М. М. Палей
Рис. 28. Схема шлифования сфе-
рической поверхности профили-
рованным кругом
33
Рис. 29. Приспособление для шлифования выпуклой сферической поверхности
на пальце 3. Соответствующая установка производится перемеще-
нием стойки 4. В верхней части стойки имеется призма 6, в которой
хомутиком 7 закреплен корпус 5, несущий шлифуемую деталь.
Точность установки проверяют индикатором по образующей
детали.
Внутренние сферические поверхности обрабатывают на внутри-
шлифовальном станке фасонным шлифовальным кругом, запра-
вленным по радиусу сферы или с помощью специальной наладки
цилиндрическим шлифовальным кругом (рис. 30). Шлифовальный
круг устанавливают так, чтобы оси обрабатываемой детали 1
и шлифовального круга 2 находились под углом 45° и оси враще-
ния сферы и шлифовального круга располагались в одной пло-
скости. Для совмещения сферы детали (после поворота головки
на 45°) с торцом шлифовального круга необходимо головку сме-
стить в поперечном направлении. Для этого шлифовальную
головку устанавливают на поперечные салазки. По опытным дан-
ным, диаметр круга DK — 0,71£>с. Цилиндрическую и наружную
поверхности круга правят алмазом, а наружную кромку при-
тупляют на 0,3—0,5 мм. Головку с установленной деталью пово-
рачивают по часовой стрелке на 44° и смещают ее поперечным
суппортом до совпадения сферы с торцом шлифовального круга.
Радиус сферы можно корректировать углом установки оси детали.
Когда радиус сферы меньше радиуса шаблона, угол уменьшают
на несколько минут. Диаметр сферы доводят поперечной подачей
шлифовального круга.
34
3
Рис. 30. Схема шлифования вогну-
той сферической поверхности
5 6 2
f Г
Рис. 31. Приспособление для шли-
фования внутренних пазов
Шлифование пазов производят на плоскошлифовальном станке
с помощью делительных головок. В зависимости от размеров
обрабатываемой детали и требуемой шероховатости поверхности
применяют оптические и синусные делительные головки, а также
головки с эталонным диском. Шлифование производят профили-
рованным кругом, имеющим форму паза.
Внутренние пазы шлифуют на плоскошлифовальном станке
в делительной головке с помощью специального привода шлифо-
вального круга (рис. 31). На заднем конце шпинделя головки
закреплен делительный диск 3, а на переднем конце планшайба 2.
К планшайбе с помощью струбцин крепят шлифуемые детали 5
и 6. Специальный привод предназначен для передачи вращения
от шпинделя станка шлифовальному кругу малого диаметра.
Кронштейн привода 7 закреплен на цилиндрической части шпин-
дельной головки станка. Шлифовальный круг 8 сидит на одной
оси со шкивом 4. который вращается от шкива /, закрепленного
на шпинделе станка.
Пазы, имеющие форму квадратных окон без скруглений,
можно шлифовать на плоскошлифовальном станке торцом чашеч-
ного круга с помощью привода, показанного на рис. 32. Привод
закрепляют на цилиндрической части шпиндельной головки шли-
фовального станка (или на торце шпиндельной головки). Вращение
шлифовальному кругу передается через шкив 1 приводным рем-
нем 2 от шпинделя станка 3 с надетым на него шкивом 4. Оправку 5
можно поворачивать вокруг оси на 90° и фиксировать в этом поло-
жении относительно трубы 6. Шлифуемую деталь крепят в дели-
тельной головке или на магнитной плите. В последнем случае
наружные базовые поверхности должны быть прошлифованы под
углом 90°. Каждую сторону квадратного окна шлифуют относи-
тельно наружной базовой поверхности.
Шлифование фасонных поверхностей на профилешлифоваль-
ных станках. Для шлифования с высокой точностью (0,005—
0,01 мм) сложных наружных профилей пуансонов, составных
2*	35
A
Рис. 32. Приспособление для шлифования внутренних
прямоугольных поверхностей
матриц, роликов для правки кругов, фасонных резцов и других
деталей применяют специальные профилешлифовальные станки^
Профилешлифовальные станки различаются системами отсчета
и контроля перемещений круга по шлифуемому контуру. Для
профилешлифовальных станков характерна небольшая линия
контакта круга с обрабатываемой деталью. Существует несколько
типов профилешлифовальных станков: а) оптические, работающие
по принципу совмещения обрабатываемого профиля с профилем
чертежа, выполненным в увеличенном масштабе; б) работающие
по принципу копирования контура чертежа или шаблона, выпол-
ненного в увеличенном масштабе; копирование чертежа и его
уменьшение до требуемых размеров на детали осуществляют
с помощью пантографа; в) основанные на принципе геометри-
ческого построения отдельных участков профиля с помощью
координатной системы станка и измерительных инструментов;
г) с программным управлением.
Оптическая система станков с экраном представляет собой
проектор, с помощью которого изображение детали проектируется
на экран в 50-кратном увеличении. На экран накладывают чертеж
детали на прозрачной кальке, выполненной в масштабе 50 : 1.
Таким образом, оператор видит на экране контур детали, контур
увеличенного чертежа и контур шлифовального круга. Перемещая
круг, оператор совмещает контур обрабатываемой поверхности
детали с контуром чертежа.
Работа на станках с экраном менее утомительна по сравнению
с работой на станках с оптическим устройством, микроскопом
и пантографом. При работе на станках с экраном можно контро-
лировать деталь по всему профилю, в то время как при работе
на станках с пантографом лишь по отдельным точкам. Обработка
на профилешлифовальном станке позволяет обеспечить минималь-
36
ный радиус (0,06—0,1 мм) сопряжения смежных участков. На
профилешлифовальных станках можно шлифовать фасонные де-
тали с несквозным профилем.
При шлифовании деталей с профилем, расположенным на
образующей цилиндра, применяют специальное приспособление
для вращения шлифуемой детали: Ось шлифовального шпинделя
устанавливают на одной высоте с осью приспособления. На станке
используют делительные и другие приспособления, расширяющие
технологические возможности станка. Точность обработки без
смены чертежа до 0,01 мм, шероховатость поверхности Ra =
= 0,32-5- 1,25 мкм. На станке можно обрабатывать детали из
закаленных сталей и твердого сплава. При шлифовании деталей
из твердого сплава следует применять алмазные круги.
Шлифование деталей на координатно-шлифовальный станках.
Характерным для координатно-шлифовальных станков является
высокая точность исполнения основных узлов, а также отсчета
настроечных перемещений. Кроме того, наличие шпинделя с высо-
кой частотой вращения до 100 000 об/мин обеспечивает необхо-
димую скорость шлифования при небольшом диаметре шлифоваль-
ного круга. Скорость координатного шлифования рекомендуется
выдерживать в пределах 25—30 м/с. Круговая подача, осуществля-
емая с помощью планетарного вращения шпинделя, должна
находиться в пределах 6 м/мин.
Ввиду невысокой жесткости шпинделя и оправки шлифоваль-
ного круга подача круга не должна превышать 0,003 мм при
шлифовании отверстий диаметром до 4 мм и 0,005 мм при шлифо-
вании отверстий диаметром свыше 4 мм. Скорость возвратно-посту-
пательного движения шпинделя находится в пределах 0,04—
0,1 м/мин. Шлифование деталей из закаленных сталей произво-
дится электрокорундовыми кругами 16 СМ1—СМ2. При шлифо-
вании отверстий малого диаметра и фасонных полостей более
эффективно применение кругов из эльбора, обладающих лучшей
режущей способностью и износостойкостью. При шлифовании
твердосплавных деталей рекомендуется применять круги из алмаза
или карбида кремния.
Для координатного шлифования применяют станки отечествен-
ного производства ЗА282 и ЗБ282 с размером стола 450 X 250 мм,
диаметр обрабатываемого отверстия 1,5—130 мм. Станок ЗБ282
оснащен координатным столом с системой предварительного набора
координат; точность позиционирования 4 мкм, точность формы
отверстия 2 мкм, шероховатость обработанной поверхности Ra =
= 0,16-5- 0,32 мкм. Станок 3283 — особо высокой точности с раз-
мером стола 560 X 320 мм. Диаметр шлифуемого отвер-
стия 3—120 мм. Стол станка 3284С имеет размеры 710 X 400 мм;
диаметр шлифуемого отверстия 3—220 мм. У станка 3289
стол 900 X 630 мм; глубина шлифуемого отверстия до 100 мм;
точность отсчета 0,001 мм; точность установки координат
0,002 мм.
37
Координатно-шлифовальные станки оснащают круглым сто-
лом, предназначенным для установки и шлифования на нем дета-
лей с отверстием, положение которых задано в системе полярных
координат, а также точных пазов, ось которых представляет
собой дугу окружности. Для обработки деталей с разных сторон
с одной установки и отверстий, заданных под углом, применяют
универсальный круглоповоротный стол. Для шлифования фасон-
ных пазов у закаленных и твердосплавных деталей применяют
координатный столик, устанавливаемый на круглом столе. Уста-
новка детали, выверка положения базовой плоскости и базового
отверстия, настройка круглых столов, нахождение начала отсчета
и наладочные расчеты шлифования выполняются так же, как и при
работе на координатно-расточных станках.
Прямолинейные участки профиля обрабатывают путем пере-
мещения стола станка с деталью в продольном или поперечном
направлениях. Если обрабатываемый прямолинейный участок
профиля не параллелен базовой плоскости детали, то деталь
следует обрабатывать на поворотном столе станка. С помощью
поворотного стола деталь можно повернуть вокруг вертикальной
оси, установив обрабатываемую плоскость параллельно одному
из направлений перемещения рабочего стола.
При обработке прямолинейных участков профиля шпиндель
не имеет возвратно-поступательных перемещений и планетарного
вращения. Дуговые элементы профиля детали, при обработке
которых возможен выход шлифовального круга за их пределы,
обрабатывают при планетарном и возвратно-поступательном дви-
жениях шлифовального круга. Кроме того, шпинделю сообщают
периодическую радиальную подачу. Центр обрабатываемого дуго-
вого участка совмещают с осью планетарного вращения шпинделя
с помощью точных перемещений рабочего стола, причем величины
перемещений отсчитывают от базовой поверхности детали, кото-
рую устанавливают относительно оси шпинделя перед закрепле-
нием. Деталь закрепляют на специальном координатном столике,
установленном на поворотном столе. Если деталь имеет базовое
отверстие, то с помощью координатного столика и центроискателя
деталь устанавливают по базовому отверстию и одной из базовых
плоскостей так, чтобы центр этого отверстия совпадал с осью
поворотного стола, а базовая плоскость параллельна одному из
направлений перемещения рабочего стола. Затем перемещением
детали с помощью координатного столика совмещают центр дуги
с осью поворотного стола. Далее поворотный стол с помощью
рабочего стола станка перемещают настолько, чтобы шлифоваль-
ный круг касался своей периферией обрабатываемой поверх-
ности. Обработка дугового элемента ведется посредством воз-
вратно-вращательных перемещений поворотного стола.
Координатно-шлифовальные станки предназначены для шлифо-
вания цилиндрических и конических отверстий, заданных в си-
стеме 'координат. Шлифование осуществляется при планетарном
38
вращении шпинделя. На этих станках можно шлифовать поверх-
ности, состоящие из сопряжения дуговых и прямолинейных уча-
стков. Точность отсчета координатных размеров между осями
отверстий 0,001—0,003 мм, шероховатость поверхности Ra ~
= 0,16	0,63 мкм, минимальный диаметр обрабатываемого от-
верстия 1 мм. Станок оснащен круглыми и универсальными
поворотными столами, на которых можно шлифовать детали
в полярной системе координат и детали с радиусными участками.
На круглом столе с помощью специальной шлифовальной головки
шлифуют также матрицы, имеющие форму зубчатого колеса с вну-
тренним зацеплением.
Радиусные пазы в сочетании с отверстиями, оси которых
заданы в системе координат, шлифуют на координатногл столике,
установленном на круглом поворотном столе. Основным недостат-
ком станка являются ограниченные возможности обработки отвер-
стий сложной формы. Координатное шлифование осуществляется
не только на специальных станках, но и в приспособлениях с двумя
взаимно перпендикулярными суппортами и делительным устрой-
ством или на модернизированных станках.
Шлифование абразивной лентой применяют для полирования
технологических оформляющих поверхностей пресс-форм и штам-
пов на специальных шлифовально-полировальных станках или
специальных приспособлениях. Преимущество безразмерного шли-
фования и полирования абразивными лентами состоит в высокой
производительности и высоком качестве обработанной поверх-
ности. Шлифование гибкой абразивной лентой имеет следующие
основные разновидности: контактное шлифование, шлифование
с опорной плитой, шлифование свободной лентой, бесцентровое
ленточное шлифование, барабанно-ленточное шлифование и лен-
точное шлифование на поворотных полировальных установках.
При шлифовании свободной лентой (рис. 33) деталь 1 при-
жимают к ленте 2, в зоне между ведущим диском 3 и роликом 4.
Ленточное шлифование и полирование свободной абразивной лен-
той применяют при обработке криволинейных поверхностей,
деталей неправильной формы, профильных отверстий. Для от-
делки профильного отверстия в детали /, установленной на столе
(рис. 34), ведущий диск 3 приводит в движение абразивную
ленту 2, которая поддерживается направляющими роликами 4,
расположенными на телескопической стойке. Выдвижной конец
стойки может поворачиваться в своем гнезде для установки под
различными углами в зависимости от положения обрабатываемой
детали (см. поз. /—IV).
При обработке деталей из сталей 45 и У8 лучшие результаты
показали абразивные ленты, изготовленные из шлифовальной
шкурки на тканевой основе с покрытием из нормального электро-
корунда. Зернистость ленты выбирают в зависимости от требуемой
шероховатости поверхности. При работе лентой зернистостью
50—25 шероховатость обработанной поверхности достигает Ra =
39
Рис. 33. Схема станка
для шлифования сво-
бодной лентой
Рис. 34. Схемы шлифования свободной лентой
== 1,25 мкм, зернистостью 16 Ra = 0,63 мкм, зернистостью
5Ra = 0,16 мкм, лентой, покрытой пастами, Ra — 0,02 мкм. Стой-
кость ленты 2—2,5 ч машинного времени. Наивыгоднейшие ре-
жимы шлифования: скорость ленты 22 м/с, давление обрабатыва-
емой детали на ленту 1 кгс/см2.
Абразивно-жидкостная обработка заключается в направлении
на обрабатываемую поверхность детали струи суспензии, состо-
ящей из воды и абразивных материалов. Эта струя обычно по-
дается под воздействием сжатого воздуха, который увеличивает
скорость истечения суспензии. Действие режущих кромок абра-
зивов на обрабатываемую поверхность носит импульсный ударный
характер. Режущие действия абразива повышаются при добавке
активных веществ, адсорбирующихся поверхностями металла.
Скорость струи суспензии сообщает каждой частице абразива
такой запас кинетической энергии, который преобразуется в ра-
боту резания, достаточную для отделения от обрабатываемой
поверхности небольшой стружки. При абразивно-жидкостной
обработке устраняются следы обработки (гребешки), остающиеся
после предыдущих операций.
Абразивно-жидкостная обработка может применяться при изго-
товлении деталей разнообразной формы и из любых металлов
незевисимо от их твердости. Наиболее целесообразно применять
ее при обработке сложных поверхностей. Шероховатость поверх-
ности, подвергнутой абразивной обработке, зависит от зерни-
стости абразива. Производительность процесса зависит от зер-
нистости, характера воздействия абразивного зерна на обрабаты-
ваемую поверхность и режима «процесса. Величина зерна в суспен-
зии должна находиться в определенной зависимости . от
шероховатости поверхности после предыдущей обработки. Ниже
40
приведены данные результатов измерения, показывающие дости-
гаемую шероховатость поверхности при применении абразивов
разной зернистости.
Зернистость абразива	50	25	12	8	5	3	М28
Шероховатость, мкм	3—5	2—4	1,1—1,9 0,7—1,5	0,5—0,9	0,4—0,8	0,3—0,5
В табл. 2 приведены рекомендации по выбору зернистости
абразивов в зависимости от исходной шероховатости обрабаты-
ваемой детали. Снижение шероховатости в больших диапазонах
за один переход нецелесообразно. В таком случае эффективнее
вести обработку в два или три перехода с постепенным уменьше-
нием абразивного зерна (табл. 3).
Абразивно-жидкостная обработка в инструментальном произ-
водстве применяется при изготовлении пресс-форм, штампов
и форм для литья под давлением. У рабочих поверхностей вытяж-
ных, гибочных и других штампов в результате абразивно-жидко-
стной обработки удаляется окалина, образовавшаяся после тер-
мической обработки, получается матовая поверхность, покрытая
густой сетью микроуглублений, обладающей высокой масло-
удерживающей способностью. При необходимости может быть
получена блестящая поверхность.
Абразивно-жидкостная обработка уничтожает направленные
следы обработки, что во многих случаях способствует повышению
стойкости волочильных инструментов. Абразивно-жидкостная
обработка рабочих поверхностей штампов горячей штамповки
удаляет следы фрезерования, что облегчает извлечение штамповок
и уменьшает вероятность поломок вследствие наличия глубоких
рисок. Трудоемкость полирования ручьев штампа снижается
в несколько раз. Стойкость штампов увеличивается на 10—30%,
Таблица 2
Выбор зернистости абразива
в зависимости от исходной
шероховатости
Исход- ная ше- рохова- тость мкм	Размер зерна абра- зива, мкм	Зерни- стость
40—20	600—500	50
20—10	300—250	25
10-7	150—125	12
7—4	105—85	8
4—1,6	63—53	5
1,6—1 .	28—20	М28
Таблица 3
Выбор зернистости при ступенчатой
обработке
Исход-	Переходы					
	1		2		3	
						
ная ше- рохова-	1	gSe	о о		§	
тость,	ь	gs	h	gs	й	8s
мкм	о к ' S3 р.	X „ о &s	О s ЙС а	О о	и S № О*	X . £ “
	<и со	3g	О) со	а?	со	3g
8—9	10	8	60	4	30	1,2
6—7	6	5	30	2,2	—	«мг
4—5	3	1,2	М20	1	—	
2—4	М20	1	М10	0,3		
1,8—2	М14	0,8	М10	0,2	—	
0,7—1	М10	0,3	—	—	—	
0,3—0,4	MIC	0,2	—	—	—	—
41
С увеличением размеров детали и ее сложности эффективность
применения абразивно-жидкостной обработки увеличивается. Це-
лесообразно производить абразивно-жидкостную обработку форм
для литья под давлением. По поверхности формы, подвергнутой
абразивно-жидкостной обработке, металл легче растекается, от-
ливки получаются чистые, серебристо-матового цвета. Эффективно
применять абразивно-жидкостную обработку кокилей в процессе
эксплуатации.
Гидроабразивная обработка улучшает качество сложных фа-
сонных поверхностей пресс-форм для вулканизации. Значитель-
ный эффект получается при очистке пресс-форм от пригара и дру-
гих загрязнений при эксплуатации пресс-формы для резино-
технических изделий.
Электролитическая — гидроабразивная обработка предста-
вляет собой сочетание гидроабразивной обработки с анодным
растворением металла детали. При данном способе обработки
в несколько раз повышается интенсивность съема металла.
Рассмотрим способ изготовления пресс-форм с использованием
комбинированного способа обработки 135]. После образования
42
профиля рабочей поверхности пресс-
формы последнюю подвергают черно-
вой гидроабразивной обработке на
специальной установке (рис. 35).
Абразивная суспензия на основе
зеленого карбида кремния зерни-
стостью 100 мкм подается под дав-
лением 6—8 кгс/см2 многоструйным
устройством с щелевыми насадками,
охватывающими всю рабочую поверх-
ность пресс-формы. При этом с по-
верхности пресс-формы, вращающей-
ся с частотой 4 об/мин, снимает-
ся окалина и остатки формовочной
смеси.
На следующем этапе осущест-
вляется анодно-гидравлическая об-
работка (рис. 36). При этом анодом
является установленная на поворот-
ную планшайбу пресс-форма, а ка-
тодом свинцово-оловянистая копия
рисунка протектора покрышки, при- рис. 36. Установка для анодно-
соединенная к резиновому блоку-кон- гидравлической обработки
дуктору путем вулканизации и уста-
новленная на расстоянии 1—2,5 мм от анода. Через зазор между
пресс-формой и катодом со скоростью 5 м/с прокачивается элек-
тролит (12—15%-ный водный раствор поваренной соли с анти-
коррозионными добавками) при напряжении на электродах 6—
12 В, плотности тока 25—35 А/см2 и давлении электролита
5 кгс/см2. Чистовая доводка рабочей поверхности производится
гидроабразивной обработкой с применением зернистости абразива
50 мкм. Затем производится никелирование в специальных ваннах
в водном растворе при 88—92° С следующего состава: 20 г/л
хлористого никеля, 12 г/л гипофосфита, 10 г/л уксусного натрия,
3 мл/л тиомочевины (раствор 10 г в литре воды).
После никелирования производят термоупрочнение покрытия.
Для этого пресс-форму 1 ч выдерживают при температуре 350—
380° С. При этом происходит кристаллизация покрытия и диф-
фузия его в основной материал формы, что приводит к увеличению
твердости рабочих поверхностей пресс-формы и ее стойкости.
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ
С АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНОЙ ИНСТРУМЕНТА
Станки с ЧПУ сочетают производительность автоматов с гиб-
костью универсального оборудования. При рациональном исполь-
зовании станков с ЧПУ экономия на трудозатратах достигает
25—80%, увеличивается доля машинного времени и повышается
43
Рис. 37. Блок-схема числовой им-
пульсной шаговой системы
ми головками или магазинами,
производительность труда на
50%. Один станок с ЧПУ заме-
няет 3—8 обычных станков.
Особенно эффективно при об-
работке сложных деталей (кор-
пусов приспособлений, слож-
ных пресс-форм и штампов)
применять многооперационные
станки (обрабатывающие цент-
ры). Это станки с ЧПУ и авто-
матической сменой инструмента,
оснащенные инструментал ьны-
в которых размещается от 6
до 150 инструментов. Станки предназначены для выполнения
большого числа технологических операций: сверления, зенкеро-
вания, растачивания, нарезания резьб, фрезерования плоских и
сложных контуров.
Система числового программного управления металлорежу-
щими станками обеспечивает перемещение рабочих органов станка
по программе, записанной в числовом коде на перфоленте или
другом программоносителе. Программоносители вводятся в спе-
циальные считывающие устройства, преобразующие информацию
в электрические сигналы, которые передаются приводам рабочих
органов станка. В качестве примера на рис. 37 приведена блок-
схема числовой импульсной шаговой системы. Исполнительные
органы 2 и 3 имеют электрогидравлические шаговые приводы 1 и 4.
На перфоленте 5 записана программа перемещения исполнитель-
ных органов. Фотоэлектрическое считывающее устройство 6 через
блок усиления и дешифрации 7 передает информацию в интер-
полятор 8. Интерполятор 8 через блок управления шаговыми
приводами 9 выдает управляющие импульсы на электрогидравли-
ческие шаговые приводы 1 и 4. Результатом функционально свя-
занных перемещений исполнительных органов 2 и 3 является
перемещение обрабатываемой детали относительно режущего ин-
струмента по заданной траектории.
Технологическая подготовка работ на станках с ЧПУ осуще-
ствляется в следующей последовательности: анализ детали, выбор
оборудования; назначение технологических баз, разработка спо-
собов установки и выверки детали; разработка попереходного
технологического процесса; графическое построение и расчет
траектории инструмента; кодирование программы обработки, за-
пись на программоноситель для ввода в интерполятор (при за-
писи на магнитную ленту); преобразование информации и выдача
управляющей программы; контроль программы с помощью спе-
циальных средств (например, устройства УКП-1М); проверка
программы и ее отработка на станке; контрольная обработка
детали. При этом используется следующая документация: чертеж
детали, подготовленный к программированию, с бланком исходных
44
данных; операционная карта (ГОСТ 3,1404—74); операционная
расчетно-технологическая карта (ГОСТ 3.1418—74) с картой
эскизов (ГОСТ 3.1105—74); карта программирования иди бук-
венно-цифровая запись программы в соответствии с инструкцией,
прилагаемой к станку; перфолента.
Выбор баз должен удовлетворять задачи совмещения напра-
вления координатных осей детали с осями координатной системы
станка и расположения нуля детали в точке, заданной координа-
тами в этой системе отсчета. Координаты нуля станка и детали
заносят в операционную карту.
В настоящее время в СССР используются два кода для записи
программ на перфолентах: БЦК-5 (нормаль Э68-1) для записи
программ на пятидорожечной перфоленте шириной 17,5 мм и ИСО
(ГОСТ 13052—74) для записи на восьмидорожечной перфоленте.
Запись информации на перфоленте представляет собой комбинации
отверстий, обозначающих числа, буквы или другие символы.
Наиболее распространена запись в десятично-двоичном коде.
Запись производится кадрами. Информация каждого кадра
четко делится на два вида: буква (адрес), обозначающий тот
рабочий орган станка, которому направлена команда; число,
следующее за адресом и обозначающее величину перемещения
рабочего органа, кодовую запись скорости подачи и т. д. Правила
кодирования для данного станка с конкретным пультом ЧПУ
определяются следующими документами: используемым кодом
(общие правила), руководством по программированию к системе
ЧПУ (подробные правила построения кадров), руководством
к станку (кодирование отдельных команд на данном станке).
Кодирование осуществляется либо заполнением карты про-
граммирования, либо записью кадров строчками на листе бумаги.
Для записи программы на управляющую ленту применяются
различные устройства подготовки данных на перфоленте (УПДЛ).
При ручной записи перфорация управляющей ленты осущест-
вляется автоматически в процессе печатания текста программы
на пишущей машинке, входящей в комплект УПДЛ. При автома-
тическом программировании перфорация управляющей ленты
производится в автоматическом режиме от ЭВМ в результате обра-
ботки исходных данных.
При обработке фасонных поверхностей инструмент движется
относительно детали по криволинейной траектории. Последняя
является результатом сложения движения по двум или трем
прямолинейным координатам. При сложении по двум координатам
получают плоскую криволинейную траекторию, при сложении
по трем координатам — пространственную криволинейную траек-
торию.
Координаты всех опорных точек обрабатываемого контура
и эквидистанты задаются от начала декартовой системы координат
детали. На схеме траектории инструментов нумеруются. Исполь-
зуя математические методы аналитической геометрии, определяют
45
координаты точек с любой степенью точности. В современных
станках с ЧПУ, работающих от перфоленты, имеется интерполятор,
который обеспечивает определенный закон движения инструмента.
Интерполятор представляет собой вычислительное устройство,
преобразующее кодовую запись на перфоленте величины и на-
правления перемещения инструмента по осям координат в команд-
ные импульсы для электродвигателя подач. На перфоленте обра-
батываемый контур может быть задан только дискретно, т. е.
координатами отдельных его точек. Траектория движения ин-
струмента между соседними опорными точками определяется
видом интерполяции, которую выполняет интерполятор. Суще-
ствуют интерполяторы линейные, линейно-круговые и линейно-
параболические. Число опорных точек при наличии криволиней-
ного участка зависит от допустимой величины 6 (погрешности
аппроксимации — замены кривой линейными отрезками). При
линейной функции интерполирования
6= 2R sin2
где R — радиус аппроксимируемой окружности; Дф — угол ап-
проксимации.
При установленной допустимой погрешности 6 и известном/?
угол Дф и длина хорды определяются из выражения
= 2 arccos 1 —
Число отрезков ломаной
Дф 9
где ф —- центральный угол дуги участка профиля.
Допустимая величина погрешности 6 аппроксимации, кроме
ее зависимости от допустимого отклонения контура, связана
с требованиями к шероховатости поверхности. Кроме геометри-
ческих опорных точек определяют технологические опорные точки
из условия обеспечения рациональных режимов фрезерования
криволинейного контура. По возможности стремятся к совме-
щению технологических опорных точек с ближайшими геометри-
ческими.
Результаты расчетов координат геометрических опорных точек
заносятся в табличную часть расчетно-технологической карты
(ГОСТ 3.1418—74). Траектория относительного движения центра
фрезы изображается со всеми пояснениями. Деталь вычерчивается
в прямоугольной системе координат и ориентируется относительно
осей X и Y, являющихся одновременно и осями координат станка.
В карту заносят режимы обработки и отдельные технологические
команды.
46
; А - 1 = ? /2-^ - б2.
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ
Большая трудоемкость и относительная сложность расчетов
координат опорных точек, возрастающая с увеличением слож-
ности криволинейных образующих обрабатываемых поверхностей
(особенно при обработке пространственно сложных поверхностей),
вызвали создание систем автоматического программирования с по-
мощью ЭВМ. Современные системы автоматического программи-
рования (САП) не только производят геометрические расчеты, но
позволяют строить оптимальные технологические процессы.
САП определяет состав, форму, способ и порядок отражения
исходной информации, устанавливает структуру ее трансляции
на язык ЭВМ, организует математическое обеспечение вычисли-
тельного процесса и процесса согласования преобразованной
информации с технологическими возможностями конкретного
станка и обеспечивает подготовку программы обработки на про-
граммоносителе. САП, как правило состоит из следующих основ-
ных частей (групп программ): блока ввода исходных данных,
преобразующих информацию с вводного языка на машинный
(транслятор); процессора, выполняющего основные вычисления
по подготовке информации для управляющей программы, но без
связи с конкретным станком и системой ЧПУ; постпроцессора,
преобразующего входные данные процессора в форму кадров
перфоленты для данного станка с конкретным пультом ЧПУ;
комплекса программ диагностики для выявления ошибок.
Каждая современная САП предназначена для конкретного
типа станков, систем ЧПУ и определенного числа программиру-
емых координат. В СССР для токарной обработки созданы си-
стемы СПС-1 и СПС-ТАУ, для двухкоординатной обработки
САП-2 и САПП-М22/24, для трехкоординатной объемной обра-
ботки САП-ЗМ, СОАП-2 и др. Зарубежные фирмы используют
системы: для фрезерных станков — APT (США), ЕХАРТ-3 (ФРГ),
ЕХАРТ-1, для сверлильных станков— ЕХАРТ-2, для токарных
станков и др. САП позволяет снизить трудоемкость подготовки
программ для станков с ЧПУ в 10—20 раз, а стоимость в 5—15 раз.
Эффективность использования САП возрастает с усложнением
обрабатываемых деталей. В среднем время распределяется сле-
дующим образом: подготовка исходной информации 0,5—2 ч,
машинное время ЭВМ 0,5—10 мин, освоение языка технологом
1—5 дней.
При автоматическом программировании содержание работ по
технологической подготовке изменяется по сравнению с ручным
программированием. За графическим построением траектории
инструмента следует ее описание на языке системы автомати-
ческого программирования с необходимыми дополнительными
данными, запись на перфоленту и ввод в ЭВМ. ЭВМ не только
выдает результаты расчета координат^но и перекодирует информа-
47
цию . программ в код соответствующего интерполятора станка
и записывает ее путем перфорации.
Более подробно описание станков с ЧПУ, технологии изгото-
вления деталей на этих станках, математическое обеспечение
и программирование описано в специальной литературе (13, 18,
20, 21, 29, 40, 461. Наряду .со станками с ЧПУ значительный инте-
рес представляет также автоматическое копирование на копиро-
вально-фрезерном полуавтомате с фотоэлектромеханической си-
стемой управления, при которой в качестве задающих устройств
используются чертежи.
В настоящее время в СССР выпускается значительное число
станков с ЧПУ.
Токарный патронно-центровой станок 16К20ФЗ с высотой
центров 200 мм предназначен для токарной обработки наружных
и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступен-
чатым и криволинейным профилем. Обработка производится за
один или несколько проходов в замкнутом автоматическом цикле.
Система ЧПУ обеспечивает перемещение суппорта по двум коор-
динатам, автоматическое изменение .девяти скоростей шпинделя,
индексацию шестипозиционного резцедержателя с автоматическим
поиском требуемой позиции. Цена импульса продольного пере-
мещения равна 0,01 мм, поперечного 0,005 мм.
Координатно-расточный одностоечный станок 2Д450Ф2 с раз-
мером стола 630 X 112 мм предназначен для обработки отверстий
в деталях с точными межцентровыми расстояниями по заданной
программе в прямоугольной системе координат. На станке можно
работать в автоматическом и полуавтоматическом режимах,
а также в режиме ввода информации вручную. Программоноси-
тель — восьмидорожечная перфолента. Точность обработки по
осям координат 0,012 мм.
, Координатно-расточный станок с ЧПУ и автоматической сменой
инструмента 2Д450АМФ2 особо высокой точности класса А с раз-
мером рабочей поверхности стола 630 X 1120 мм предназначен
для обработки отверстий в деталях с точными межцентровыми
расстояниями по заданной программе в прямоугольной системе
координат (дискретность отсчета координат по осям X и Y 0,001 мм
по оси Z 0,01 мм). Станок оснащен двумя инструментальными
магазинами с 30-ю инструментами. На станке можно выполнять
сверление, зенкерование, растачивание, нарезание резьбы и чисто-
вое фрезерование плоскостей, параллельных осям координат.
Программоноситель — восьмидорожечная перфолента.
Координатно-расточный станок с горизонтальным шпинделем
особо высокой точности 2459Ф2 имеет встроенный круглый пово-
ротный стол. Портально-сверлильно-фрезерный станок повышен-
ной точности 2348ПМФ2 предназначен для сверления, нарезания
резьбы, получистового растачивания и чистового фрезерования
по заданной программе. Станок оснащен двумя горизонтальными
и одной вертикальной инструментальной головками, магазином
48
на 40 инструментов; размер стола 1000 X 1600 мм; число упра-
вляемых координат: всего 7, одновременно 2; дискретность от-
счета 0,01 мм; программоноситель — перфолента.
Горизонтально-расточные станки с ЧПУ предназначены для
сверления, зенкерования, растачивания и нарезания резьб. Один
из них — станок 2611Ф2 — оборудован продольно-подвижной
стойкой, поперечно-подвижным поворотным столом и усиленным
шпинделем; размер стола 800 X 900 мм; дискретность отсчета по
осям координат 0,01 мм; погрешность установки координат
0,045 мм. Число управляемых координат: всего 5, одновременно 2.
Станки 2А622Ф2 с размером стола 1120 X 1250 и 2Б36ГФ2 имеют
неподвижную переднюю стойку с крестовым столом и встроенным
круглым столом. Программоноситель — восьмидорожечная перфо-
лента; число управляемых программ: всего 4, одновременно 2.
На станке можно производить следующие операции: установку
на заданную координату по осям X и У; фрезерование строчками
торцовых поверхностей; выполнение фиксированных автомати-
ческих циклов обработки, заданных в одном кадре программы.
Горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ 6Б444ФЗ предназна-
чен для обработки деталей пространственно-сложной формы
(штампов, пресс-форм, кокилей) без применения копиров. Привод
подач от малоинерционных электродвигателей с тиристорным
управлением. Станок имеет специальные датчики нуля, предназна-
ченные для фиксации подвижных узлов в начальных нулевых
положениях и последующей точной установки узлов в этом поло-
жении. Устройство ЧПУ — Н-55-2; вид интерполяции — линейно-
круговая пространственная (встроенная); число одновременно
управляемых координат 3; дискретность систем 0,01 мм. В уст-
ройстве предусмотрена возможность корректировки программы
что позволяет использовать фрезы диаметрами, отличающимися
от запрограммированных, изменять припуск на последующую
обработку. Точность обработки изделия ±0,06 мм; шероховатость
поверхности Rz = 10 -н 20 мкм; рабочая поверхность стола
1000 X 2000 мм; наибольшая масса обрабатываемой детали
5000 кг. Станок 6Б443ГФЗ имеет стол с рабочей поверхностью
630 X 1250; 6Б445ФЗ — 1600 X 3150; 6Б446ФЗ — 2500 X 5000
и 6Б447ФЗ — 4000 X 8000 мм (по заказу).
На вертикально-фрезерном станке 6Р13ФЗ со столом 400 X
X 1600 мм криволинейные и сложные поверхности обрабатывают
при сочетании движения стола станка с обрабатываемой деталью
в горизонтальной плоскости по двум координатам и вертикального
перемещения пиноли с режущим инструментом. Обработка ве-
дется концевыми, торцовыми, угловыми, сферическими и фасон-
ными фрезами. В автоматическом режиме управления возможна
одновременная обработка детали по трем любым координатам.
Станок 6Р13РФЗ оснащен пятипозиционной револьверной го-
ловкой, один шпиндель которой усилен и предназначен в основном
для фрезерных работ. Станок предназначен для фрезерования
49
деталей пресс-форм и штампов и других сложных деталей, а также
для сверления и зенкерования деталей в условиях мелкосерийного
и единичного производства.
Плоскошлифовальный станок-полуавтомат ЗЕ721ВФЗ-1 вы-
сокой точности имеет крестовый стол размером 320x630 мм, го-
ризонтальный шпиндель и предназначен главным образом для про-
фильного шлифования. На станке программируются поперечное
перемещение стола, вертикальное перемещение шлифовальной
бабки, вращение детали и поворот алмаза при правке круга по
радиусу. На станке можно с помощью устройства ЧПУ править
круг по профилю для шлифования методом врезания; при зап-
равленном круге по радиусу можно шлифовать профиль детали
обходом его профиля. При установке обрабатываемой детали в
центрах можно шлифовать профиль кулачков или пуансонов.
При обходе контура радиусным кругом отклонение от прямоли-
нейности образующей составляет 0,61 мм на 100 мм длины; ради-
альное биение дуги окружности до 0,005 мм; шероховатость
обработанной поверхности Ra — 0,5 мкм.
На профилешлифовальном станке ЗГ95ФЗ с ЧПУ можно об-
рабатывать профили, состоящие из прямых и дуг окружностей.
Другие кривые аппроксимируются дугами окружностей. На станке
программируется формообразование в горизонтальной плоскости
(координаты X—У), ориентация шлифовального круга относи-
тельно профиля (координата Z), правка круга, пуск и остановка
шлифовального круга и каретки. Станок обеспечивает точность
обработки линейных размеров 10 мкм: перпендикулярность 8 мкм,
шероховатость Ra = 0,32 4-0,25 мкм. Оптическая система станка
обеспечивает наблюдение за процессом шлифования и облегчает
установку детали. Зона слежения неподвижная. В этом случае
экран может быть минимальной величины, а длина обработки не-
ограниченной. Последнее исключает необходимость в перестанов-
ках. Чертеж в масштабе 1:1 движется вместе с деталью, а зоны
обработки на нем и на заготовке совмещаются на экране.
Оптический профилешлифовальный станок SWPO-80NC с ЧПУ
завода Mikromot (ГДР) предназначен для шлифования плоских
профилей любой конфигурации из разных материалов, в том
числе из твердых сплавов. Станок особенно эффективен при шлифо-
вании сложных профилей штампов, пуансонов, фасонных резцов,
калибров и шаблонов, он оснащен устройством для шлифования
тел вращения с фасонными образующими и может работать как
в автоматическом режиме, так и с ручным управлением. Стол
изделия, установленный на крестовых салазках, перемещается
по координатам х и у. В процессе наладки подачу и правку, а также
поворот шлифовального круга для шлифования производят
вручную. За процессом шлифования можно наблюдать на экране
проектора с 25-кратным увеличением. Разрешающая способность
системы 0,001 мм, точность позиционирования ±0,004 мм, стабиль-
ность ±,0002 мм. На оптимальных режимах станок обеспечивает
60
точность размеров 0,005 мм при шероховатости поверхности до
Ra = 0,32 мкм.
Программа вводится в управляющее устройство с помощью
восьмидорожечной перфоленты. Способ задания программы ад-
ресный; код 8С, содержащий десять цифр и шесть адресов. Под-
готовка программы сводится к определению координат опорных
точек траектории движения центра закругления шлифовального
круга (эквидистанты) и нанесению управляющей информации
на перфоленту. Координаты опорных точек деталей с прямолиней-
ными участками профиля можно рассчитывать вручную. Однако
для аппроксимации сложных профилей это очень трудоемко.
Укроргстанкопромом разработан постпроцессор для автомати-
ческого программирования на основе системы СППС (ЭНИМС)
с помощью ЭВМ «Минск-32» и доработано устройство вывода
УВЛ-23 применительно к ЭВМ «Минск-32», в результате чего уп-
равляющая программа выводится на перфоленту ПЛ-80 в нужном
коде. Рекомендуется применять шлифовальные круги с радиусом
скругления 2—4 мм при подачах 1,2—1,5 мм/мин. Оптический
профилешлифовальный станок PFS4 фирмы Pe-te-We (ФРГ)снабжен
электронной системой управления, осуществляющей автомати-
ческое шлифование заданного размера прямых линий обрабаты-
ваемого контура, расположенных под любым углом. Точность
обработки профиля 0,01 мм.
Профилешлифовальный станок с пантографом RSM150 фирмы
Studer (Швейцария) оснащен электронным управлением, осуще-
ствляющим автоматический обход щупом профиля шаблона, а так
же автоматический (по программе) разворот щупа по нормали
к профилю шаблона. В станке использованы шаговые электро-
двигатели, применение которых в сочетании с электронными
системами управления позволяет осуществлять гибкую настройку
и автоматическое управление циклами шлифования.
На профилешлифовальном станке NFG5 (Япония), с по-
мощью ЧПУ осуществляется контурная обработка деталей
путем взаимосвязанных перемещений шлифовальной бабки по
вертикальным направляющим и поперечного перемещения кре-
стового суппорта со столом по горизонтальным направляющим.
В этом станке система ЧПУ позволяет также профилировать
шлифовальный круг по заданному профилю.
Электроэрозионный вырезной станок 4532ФЗ с ЧПУ предназ-
начен для изготовления рабочих элементов вырубных штампов,
некоторых видов гибочных штампов и др. Наибольшие размеры
обрабатываемой детали 250X160X80 мм, диаметр электрода-
проволоки 0,1—0,3 мм, точность контура детали на чистовых ре-
жимах 0,025 мм. В качестве источника тока используют генератор
ГКИ-250. Рабочей жидкостью служит водопроводная вода с анти-
коррозионными присадками или керосин. Пульт ЧПУ типа «Кон-
тур 2П-67» позволяет производить двухкоординатную обработку
по программе, задаваемой на перфоленте. Система ЧПУ импульо-
61
пая, шаговая с линейной интерполяцией по контуру. Линейное
перемещение на один импульс равно 0,002 мм. Шероховатость
обработанной поверхности Ra — 1,25-5-2,5 мм.
Комбинированный алмазно-электрохимический станок 4462ФЗ
предназначен для окончательной доводки сложноконтурных пазов
и отверстий в матрицах вырубных штампов, матрицах для экстру-
дйрования фасонных профилей, шаблонов и других деталей, а также
для вырезки сложноконтурных деталей из хрупких материалов.
Обработка на станке ведется вращающимся вокруг своей оси
натянутым инструментом — проволокой диаметром 0,2—0,5 мм,
армированной алмазным порошком, или концевым алмазным
инструментом диаметром 1—5 мм. В качестве привода враще-
ния инструмента-проволоки использованы два пневмошпинделй,
установленные соосно. Частота вращения инструмента-проволоки
2000—100 000 об/мин и вертикальных двойных ходов в минуту
60—130.
Доводку сложноконтурных отверстий в деталях из токопро-
водящих материалов ведут с применение электрохимического
процесса. Станок оснащен устройством ЧПУ, обеспечивающим
двухкоординатную обработку по программе, задаваемой на пер-
фоленте. Система управления импульсная, шаговая. Величина
Линейного перемещения на один импульс 0,002 мм. Отсчет коорди-
натных перемещений с точностью до 0,01 мм осуществляется с по-
мощью системы цифровой индикации. Наибольший размер обра-
батываемой заготовки 250X160X10 мм; обрабатываемый контур
200 X 125 мм.
Станки с ЧПУ и автоматической сменой инструмента. Верти-
кальный сверлильно-фрезерно-расточный станок 243ВФ4 пред-
назначен для получистового и чистового фрезерования поверх-
ности, сверления, зенкерования, растачивания, развертывания
и нарезания резьбы метчиками. На станке программируются коор-
динатные перемещения стола, шпиндельной головки и гильзы.
Размер рабочей поверхности стола 560x320 мм. Станок может
быть оснащен поворотным столом с горизонтальной осью пово-
рота. Станок с позиционной системой числового управления снаб-
жен магазином поворотного типа емкостью 30 инструментов.
Число управляемых координат равно 3. Программоноситель —
дсрожечная перфолента, код записи ИСО. Станок обладает вы-
сокой точностью: установки координат 0,012 мм, расстояния между
осями обработанных отверстий 0,016 мм, диаметра отверстия
0,01 мм, некруглость 0,003 мм, неплоскостность поверхности и
ее непараллельность 0,008 мм.
При обработке наиболее сложных корпусных деталей с боль-
шим числом плоскостей, отверстий и выемок, расположенных
с разных сторон и под разными углами, наиболее целесообразно
применять станки с горизонтальным шпинделем или с горизон-
тальным и вертикальным шпинделями. К таким станкам относятся
6906В Ф4, 6305Ф4, 2Б622МФ2 и др.
52
Станок с горизонтальным шпинделем 6906ВМФ4 с размером
стола 630x800 мм предназначен для обработки корпусных дета-
лей фрезерованием концевыми, торцовыми и дисковыми фрезами,
растачиванием, сверлением, зенкерованием, развертыванием и
нарезанием резьбы метчиками по заданной программе. Станок ос-
нащен инструментальным магазином на 30 инструментов. Общее
число управляющих координат — 4 при двух координатах с од-
новременным перемещением.
На станке обеспечивается взаимная перпендикулярность пло-
скостей и их плоскостность в пределах 0,008 мм на 300 мм длины,
некруглость и конусность отверстия в пределах 0,008 мм на
длине 100 мм, погрешность межосевых расстояний 0,025 мм на
длине 200 мм. Шероховатость поверхности Ra—2-1-1 мкм.
Станок 2Б622ПМФ2 оснащен магазином цепного типа на 100
инструментов, который позволяет фрезеровать корпусные детали
широкой номенклатуры с четырех сторон, сверлить и растачивать
отверстия и нарезать резьбу. Станок имеет неподвижную переднюю
стойку и встроенный поворотный стол с продольным и попереч-
ным перемещениями относительно оси шпинделя. Размер стола
1120 X 1250 мм, дискретность отсчета по осям координат 0,01 мм,
точность установки координат 0,04 мм.
На вертикально-фрезерных станках с ЧПУ и автоматической
сменой инструмента можно обрабатывать вырубные штампы слож-
ного профиля. Точность обработки контура 0,05 мм, шерохова-
тость обработанной поверхности Ra = 1,25 мкм. Станок
МА655МФЗ оснащен системой управления АЗЗ-2М с встроенным
линейно-круговым интерполятором, работающим по методу оце-
ночной функции, обеспечивающей автоматический расчет экви-
дистанты в любой координатной плоскости с точностью 0,01 мм.
В качестве программоносителя применяют восьмидорожковую
перфоленту. Программа задается в коде ISO, дискретность си-
стемы 0,01 мм. Система управления обеспечивает обработку по
одной программе зеркально изображенных деталей и корректи-
рование длины радиуса инструмента. Размер рабочей поверхности
стола 500X1200 мм. Станок быстро переналаживается и может
быть использован как в серийном, так и в мелкосерийном и еди-
ничном производстве. Эффективна последующая обработка за-
каленных деталей вырубных штампов сложной конфигурации
на контурно-шлифовальных станках с ЧПУ. При этом могут быть
использованы одни и те же программоносители либо подготавли-
ваться программоноситель на контурно-шлифовальный станок
по ранее подготовленному программоносителю для фрезерной
обработки.
Для сокращения припусков на шлифование необходимо пре-
дусмотреть единую базу отсчета при настройке фрезерного и шли-
фовальных станков. В качестве базы могут быть использова-
ны обработанные технологические отверстия или торцовые
плоскости.
53
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ—ИЗГОТОВЛЕНИЕ»
При обработке фасонных сложных поверхностей применяют
приемы, с помощью которых облегчается подготовка программо-
носителей к станкам с ЧПУ. Для этой цели находят применение
координатно-измерительные машины и ЭВМ.
Итальянской фирмой Olivetti разработан метод конструиро-
вания и изготовления штампов для деталей автомобильных кузо-
вов (метод Autosurf), осуществляемый с помощью вычислительных
машин IBM 7090 и 360/50. Система Autosurf выполняет следую-
щие функции: проектирование конфигурации деталей кузова,
создание на ее основе пространственных моделей в любом мас-
штабе, изготовление программоносителей для механической об-
работки штампов, конструирование и изготовление прочей ос-
настки, необходимой для производства деталей кузова.
Информация о форме поверхности детали получается фикса-
цией на трехкоординатной измерительной машине фирмы DEA
размеров деревянной модели, построенной в натуральную вели-
чину. Информация о результатах измерения модели передается
на машину, изготовляющую перфокарту. Перфокарты вводят
в вычислительную машину, которая выдает ленту—программо-
носитель для обработки штампа на станке с ЧПУ и одновременно
информацию, необходимую для получения чертежа изготовляемой
детали.
Японская фирма Mitsubishi изготовляет штампы для деталей
автомобиля на станке с ЧПУ с использование системы автомати-
ческого программирования. По плазовому чертежу с помощью
координатографа системы DimNuG данные преобразуются в циф-
ровую информацию. При этом число точек, вводимых по данным
плазового чертежа, в среднем равно 4500. Время съема точки
с помощью координатографа 0,5 мин. По полученным данным рас-
считывается программа и моделируется математическая модель.
По рассчитанной на ЭВМ рабочей программе изготовляется объ-
емная модель штампа. Модель проверяется на трехмерной коорди-
натно-измерительной машине, и при необходимости вводится кор-
ректировка программы. Затем поверхность штампа преобразуется
в положение, оптимальное с точки зрения штамповки, и повторно
вводится скорректированная программа в ЭВМ. Вновь получен-
ная рабочая программа передается на станок с ЧПУ.
Система автоматического программирования DimNuG осно-
вана на подпрограмме FiMiLL для плазово-шаблонных работ
APT и уравнения Coons. Обработка штампов для деталей автомо-
биля производится на станке Dilamil. Размер обрабатываемой де-
тали 350X220X600 мм, максимальная подача 2400 мм/мин, разре-
шающая способность 0,01 мм, точность повторяемости 0,03 мм.
Автомобильная фирма Ford Motor Со использует объемный
координатомер модели ALPA—3d (Италия). Координатограф
54
G двумя вертикальными головками предназначен для автомати-
зации подготовки программ для обработки штампов на станках
с ЧПУ. С помощью координатографа можно записать всю наруж-
ную геометрическую поверхность кузова автомобиля в течение
суток. Одновременно с записью система позволяет обрабатывать
деревянную модель, которая используется для проверки правиль-
ности записи программы.
Институтом технической кибернетики АН БССР (ИТК) соз-
дана система автоматизированного проектирования вырезных штам-
пов (АПШ) производительностью 1200 штампов в год. Ведутся
работы по автоматизированному проектированию приспособле-
ний. НИПУавтопром (г. Горький) разработал на базе ЭВМ
«Урал-4» систему автоматизированного проектирования выруб-
ных штампов с нижним расположением матриц. Разрабатывается
также система автоматизированного проектирования вытяжных
штампов.
Наиболее перспективным направлением в автоматизации тех-
нологической подготовки производства следует считать создание
на базе ЭВМ и станков с ЧПУ комплексных систем «Проектиро-
вание — изготовление». На входе ЭВМ подается описание опреде-
ленным образом чертежа детали. ЭВМ выдает технологию изго-
товления детали, расчет и конструкцию оснастки, техпроцесс
изготовления детали оснастки и программоноситель.
Примером в области автоматизированного проектирования
и изготовления вырезных штампов является система Auto-die,
разработанная итальянской фирмой Olivetti и система «Авто-
штамп Ш».
Комплескная система автоматизированного проектирования и
изготовления разделительных штампов для приборостроения
«Автоштамп Ш» разработана ВНИТИприбором совместно с ИТК
АН БССР, Центральным проектно-конструкторским бюро меха-
низации и автоматизации (Рига) и Институтом автоматики
АН УССР.
Основные задачи, решаемые системой: проектирование тех-
нологических процессов изготовления деталей, штампуемых из
листа; специальных штампов с выполнением чертежей их деталей
на чертежном автомате; технологических процессов изготовления
специальных штампов; подготовка данных для изготовления дета-
лей штампа на станках с ЧПУ. Решение этих задач базируется на
максимальной стандартизации и унификации технологических
процессов и оснастки, на использовании прогрессивных методов
группового производства и на формализации процесса проекти-
рования с применением ЭВМ.
Сущность технологического проектирования с применением
ЭВМ состоит в реализации определенных правил (алгоритмов)
определения и вычисления необходимых конструкторских или
технологических параметров и выбора компонентов конструкции
или технологии из числа предварительно введенных в память
55
ЭВМ. В памяти машины имеется закодированная условно-посто-
янная информация (на магнитной ленте, перфоленте, перфокарте)
о типовых решениях, справочно-нормативных данных, типовых
конструкциях штампов, типовых технологических процессах и др.
Необходимая информация при решении задач из памяти машины
вызывается с помощью стандартных программ и команд.
Исходные данные — информация о детали или другие сведе-
ния — вводятся в цифровом или буквенном выражении. Выход-
ная информация выдается с помощью алфавитно-цифрового пе-
чатного устройства (АЦПУ) в виде текста или таблиц, с помощью
графопостроителя в виде графиков или чертежей и на перфоленту,
которая затем вводится в устройство ввода станка с ЧПУ. Функ-
ционирование системы в целом, а также отдельных подсистем
обеспечивается наличием следующих основных технических
средств: электронно-цифровой вычислительной машины (ЭЦВМ);
автокодировщика для преобразования исходной информации,
заданной в текстовой или графической форме, в буквенно-цифро-
вые коды для ввода в ЭЦВМ; печатающего устройства типа АЦПУ
для ввода информации в форме текстов и таблиц; чертежного ав-
томата-графопостроителя; дисплея — устройства отображения на
экране графической, текстовой или цифровой информации, пред-
назначенной для визуального наблюдения за процессом проекти-
рования на промежуточных этапах, и других устройств.
Основным средством, осуществляющим работу системы, явля-
ется ЭЦВМ, которая имеет запоминающее устройство (оператив-
ное й внешнее) для хранения поступающей в машину информации:
арифметическое для переработки информации путем выполнения
арифметических и логических действий; управления, обеспечи-
вающее автоматическое выполнение заданной программы;
ввода для задания машине информации в виде исходных дан-
ных и программ выполнения задачи; вывода для выдачи машиной
результатов решения задачи. Проектированию технологии из-
готовления штампуемой детали, конструкции штампа и техноло-
гии изготовления штампа на ЭЦВМ предшествует четкая и ясная
постановка задачи. Необходимо представить математическую мо-
дель проектируемого процесса или оснастки в виде аналити-
ческих или экспериментальных зависимостей, таблиц и др.
Решение задачи производится поэтапно в различных подсисте-
мах. В системе разработаны алгоритмы технологического проек-
тирования и составлены программы работы ЭЦВМ. Алгоритм —
это система операций, выполняемых в строго определенном по-
рядке для решения поставленной задачи. Программа — это опи-
сание алюритма на определенном языке (математических выра-
жений, формальном, машинном).
Информация об исходных данных (об обрабатываемой детали,
оборудования, оснастке и т. д.), ограничивающих условия решения
задачи, кодируется. Сущность кодирования заключается в том,
что разнообразную информацию представляют в виде располо-
66
женных в определенном порядке групп цифр. Качественная ин-
формация преобразуется в цифровую форму при помощи таблиц
кодировочных сведений. Применяется буквенно-цифровой код
различных систем. Буквы и цифры записываются в десятичной
системе. Закодированная информация с ксдировочного бланка
переносится с помощью автокодировщика на перфоленту или пер-
фокарту в машинном коде и вводится в ЭЦВМ.
Считывающий блок преобразует записанную информацию
в электрические сигналы (импульсы), поступающие в блок управ-
ления, откуда по адресам (вызова из памяти определенных сведе-
ний, арифметическо-логического устройства и др.) после проведе-
ния счетно-логических действий выдается выходная информация
в закодированном виде. Функциональная схема системы имеет
многоуровневую структуру поэтапного решения задачи, где на
каждом уровне (этапе) решаются задачи, органически связанные
между собой.
Схема поэтапной обработки данных в системе «Автоштамп Ш»,
отображающая основные функции подсистемы («Технолог-1»,
«Вход», «Конструктор», «Чертеж», «Технолог-2» и «Изготовление»),
состав и используемое оборудование, представлена на рис. 38.
Подсистема «Технолог-1» предназначена для решения таких
вадач, как выбор рационального варианта процесса обработки
штамповки, определение вида и размера заготовки, определение
рационального раскроя материала и подготовки данных для про-
ектирования штампов. Исходными данными для подсистемы «Тех-
нолог 1» являются сведения о чертеже штампуемой детали, которые
технологом кодируются в соответствии со специальной инструк-
цией, перфорируются и вводятся в ЭЦВМ. В подсистеме заложены
унифицированные технологические операции и формализованные
условия их назначения.
В основе алгоритма лежит разработка первичных схем техно-
логических маршрутов и системы логических условий и соотно-
шений, определяющих структуру технологического процесса в за-
висимости от конструкции детали и программы выпуска.
Проектирование штампов осуществляется в трех подсистемах
«Вход», «Конструктор», «Чертеж» по следующему принципу:
по цифровому описанию чертежа штампуемой детали и схемы рас-
кроя программным путем получают цифровые описания конструк-
ции штампа, его деталей и узлов в виде информационных массивов,
а затем также программным путем преобразуют содержимое этих
массивов в информацию, необходимую для получения чертежей.
В информационном обеспечении (в памяти машины) находятся
данные о типовых и стандартных конструкциях штампов и их
деталей, таблицы справочных данных, сведения о положении на
бланке чертежа изображений деталей штампов и другие сведения.
Подсистема «Вход» производит анализ, корректировку и ввод
в ЭЦВМ подготовленных подсистемой «Технолог-1» технологи-
ческих исходных данных для проектирования штампов, программ-
57
Входная
документация
Выходная
документация
Специальное техни^	Программная
•ясное обеспечение	обеспечение
f Инструкция ~7 Падание I \карта раскроя
\ по кодированию \ наАПТП ,-----------—
**-----------1 ----------* | карта Г л
!'Чертеж штам-
пуемой детали
\бланк зад амур
1 на, А/7ТП
Задание на конст-
руиродание спеца-
(шного штампа
| р звм „минск-яг*
\ Перфоратор |—|- ------
\ перфоратор |—j--------г----------------
____________________|_|	|1
ввод данных о чертеже । 1---------1	I
"“Г	| ^детали ; I	I i
Бланки кодиро-\
вечных таблиц
^Спецификация штампа^.—|~”j
-H —J I Табуляграмма срезультс ‘
JJb ] тами кЬнстриирования
деталей штампа,
[штрукцбяпо^ \^^дц^_ру^_
[кодированию	j— ------------
Инструкция one-
, раторуитекаидд^
[бланк-чертежи^*"
Чертежи	i (
деталей	J-4
штампа |Р Ц
Оператор
МСГИ
„Ите-
"бета
ятекан-2м*
-* Нет
ошибок
| ^„конструктор11^
'конст- I
руктор i------
Вазовое
информаци-
онное
обеспечение
чертеж'
Архив ТМТП
комплект
ТМТП
Список гмпл I*
fipXUO /К/ it STTOtMtiiM?
изготрдлсния/е^к технолог
\Упродляющие программь/УУ'
* / 1 для станков^ ЧПУ __ Г\пперптор
талей штампов
[ инетрукцай~лй~1./
. / корректированию^
f бланкёГГ^
| коррективов jP
| Перфоратор [**-
неправильна
Ibj „ТехНОЛОг-Я*
иипн/фУЛД
Правши,- перфолент
НО ----------------~
Мготоблениё'^
Устройство
контроля
e?


%
станки
Рис. 38. Схема поэтапной обработки данных в системе «Автоштамп» Ш»:
АПТП автоматическое проектирование технологических процессов; «Ите-
кан-2м» — модель чертежного автомата; ТМ ТП — типовые маршрутные техно-
логические процессы; ТП — технологический процесс; ЧГА — чертежный гра-
фический автомат; ПАСГИ — координатомер; «Итекан-Бета» — устройство
полуавтоматического считывания геометрической информации на экране
ную обработку данных о чертеже детали и формирование изобра-
жения детали на экране для проверки и корректировки.
Подсистема «Конструктор» производит автоматическое конст-
руирование типовых разделительных штампов и выдает специфи-
кацию штампа, табуляграмму с результатами расчета на ЭЦВМ
деталей штампа, список деталей штампа, вычерчиваемых на чер-
тежно-графическом автомате (графопостроителе).
Подсистема «Чертеж» осуществляет построение параметриче-
ского описания размерной сетки чертежа штампуемой детали для
простановки размеров на фасонных элементах деталей штампа,
компоновку чертежей из отдельных изображений, построение
чертежа по данной компоновке, т. е. формирование цифрового
описания включенных в список изображения чертежей. Языковое
описание чертежей перерабатывается комплексом программ в про-
грамму управления чертежно-графическим автоматом.
Подсистема «Технолог-2» обеспечивает поиск типовых марш-
рутов технологических процессов изготовления деталей штампа,
58
спроектированных в подсистеме «Конструктор». Исходной инфор-
мацией являются сведения о геометрии рабочих контуров детали
штампов, которые поступают в виде массива таблиц и кодировоч-
ных сведений в десятичной системе. Каждой группе элементов
детали штампа присваивается соответствующий код в зависимости
от геометрической характеристики и методов обработки элементов.
С учетом общих сведений о детали образуется общий код. В под-
системе «Технолог-2» предусмотрено проектирование технологи-
ческих процессов на детали с оригинальными обрабатываемыми
поверхностями (матрицы, пуансоны, пуансон-матрицы, съемники,
пуансонодержатели, выталкиватели и т. п.). Проектирование про-
цесса изготовления деталей штампов в подсистеме «Технолог-2»
производится на основе типовых технологических решений по
отдельным операциям. При этом предусмотрено максимальное
использование станков с ЧПУ: фрезерно-сверлильно-расточных
(обрабатывающих центров) 243МФ2 и 243БМФ4, электроэрозион-
ных вырезных станков с ЧПУ 4532ФЗ, вертикально-фрезерного
станка с револьверной головкой 6Р13ФЗ. В технологических
процессах изготовления деталей штампов предусматривается также
применение профильного шлифования профилированным и не-
профилированным кругом, шлифование фасонных замкнутых
контуров на координатно-шлифовальных станках. При изготов-
лении съемников и пуансонодержателей предусматривается ис-
пользование быстротвердеющих пластмасс. Все принятые типовые
технологические решения составляют базовую информацию под-
системы. Эта информация хранится во внешней памяти ЭЦВМ.
После образования кода поискового образца детали алгоритма-
ми следующего блока производится поиск в памяти ЭЦВМ типовых
решений и формирование маршрута обработки детали штампа.
Следующий блок обеспечивает печать на АЦПУ маршрутных карт
и сведений об операциях, выполняемых на станках с ЧПУ.
Подсистема «Изготовление» проектирует операционные техно-
логические процессы обработки штампов на станках с ЧПУ.
Исходной информацией являются сведения, поступающие из
подсистем «Технолог-2» и «Вход». В памяти машины хранятся ти-
повые схемы обработки, режимы резания, таблицы применяемости
инструмента и другие нормативные сведения.
Соответствующие блоки по программе производят расчет тра-
ектории перемещения инструмента для поверхностей, при обра-
ботке которых требуется позиционирование стола станка (свер-
лильно-расточные работы) и расчет перемещений для обработки
поверхности в режиме контурной обработки (контурные фрезе-
рование, эрозионная обработка непрофилированным электродом);
выбирают режущий инструмент; рассчитывают режимы резания;
подготовляют и выдают на АЦПУ программный лист с указанием
координат опорных точек, величин подач, частоту вращения шпин-
деля и инструмента; формируют и выдают перфоленты с управля-
ющими программами для станков с ЧПУ.
59
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Точность обработки деталей при всех прочих равных условиях
зависит от точности исполнения приспособления и его жесткости.
Так, погрешности изготовления базовых поверхностей прис-
пособления приводят к неправильному положению заготовки на
станке, в результате чего возникает погрешность взаимного поло-
жения обрабатываемой и базовой поверхности заготовки. Погреш-
ности поворотных механизмов приспособлений приводят к пог-
решности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей
и их углового расположения; погрешности изготовления кондук-
торов — к погрешностям межосевых расстояний отверстий, их
положения от установочной базы и положения осей отверстий.
^Все размеры приспособлений в зависимости от их влияния на
точность работы можно разделить на три группы. К первой группе
относятся размеры сопряжений, от которых непосредственно за-
висит точность обработки, например расстояние установочной
поверхности приспособления до оси отверстия кондукторной вту-
лки, расстояние между кондукторными втулками и др. Для этой
группы размеров допуски на их исполнение устанавливаются в за-
висимости от допустимой погрешности обработки. В общем случае
6 6р бст	SycT —• 6упр,
где 6р — допустимая погрешность расположения обрабатывае-
мой поверхности; бст — геометрическая погрешность станка (не-
перпендикулярность поверхности стола оси шпинделя и др.);
буст — погрешность установки приспособления на станке; бупр —
погрешность положения заготовки в результате деформации де-
талей приспособления под влиянием сил резания и зажима.
Допуски 6 на размеры этой группы берут обычно в 2—3 раза
меньше допусков на соответствующие размеры обрабатываемой
детали, а допуски на погрешность взаимного положения поверх-
ностей не должны превышать половины соответствующих допус-
ков на расположение сопрягаемых с ним базовых поверхностей
детали.
Ко второй группе относятся размеры тех, сопряжений, от пог-
решности которых точность обработки не зависит (размеры дета-
лей зажимных механизмов, выталкивателей и др.). Допуски на
60
размеры второй группы устанавливают в зависимости от функцио-
нального назначения механизма приспособления. Обычно допуск
на размеры второй группы принимают по 2-му или 3-му классу
точности (7—8 квалитету). К третьей группе относятся свободные
размеры, выполняемые по 7-му классу точности (14 квалитету)
для обработанных поверхностей и по 7—9-му классам точности
(14—15 квалитету) для необработанных поверхностей.
При сборке приспособлений применяют два метода достижения
окончательных размеров и положения деталей относительно базо-
вых поверхностей. Первый метод (наиболее прогрессивный) —
точная сборка окончательно обработанных деталей и второй ме-
тод —г сборка предварительно обработанных деталей (или части
окончательно обработанных деталей) с последующей окончатель-
ной обработкой точных поверхностей.
Выбор метода обработки и сборки зависит от требуемой точ-
ности размеров, положения деталей от базовых поверхностей или
возможностей соблюдения требуемых допусков при изготовлении
деталей. Согласно основному уравнению размерной цепи допуск
на замыкающее звено равен сумме допусков отдельных звеньев
й = б14-ба-|-б3. Погрешность замыкающего звена равна сумме
m—1
погрешностей отдельных звеньев <о = У со/. Средний допуск
I—Л
на звенья, входящие в размерную цепь,
я _ бзам
°ср — т _ J >
где бЭам — допуск на замыкающее звено; т — число звеньев цепи.
Если экономически оправдывается изготовление деталей в пре-
делах допусков 6ср, то сборку следует вести из окончательно из-
готовленных деталей. Когда задан жесткий допуск на базовые
размеры приспособления, целесообразно его достижение при наи-
меньшем числе звеньев, т. е. при частичной или полной сборке
приспособления. При этом исключается суммирование' погрешно-
стей деталей, входящих своими звеньями в размерную цепь, и
в этом случае точность замыкающего звена
будет зависеть только от точности обра-
ботки на данной операции в собранном
виде. Например, погрешность размера А
(рис. 39) складывается из погрешностей,
возникающих при шлифовании на разме-
ры Б, В, Г и растачивании на размер Д:
«М = <*>б +	+ <°д-
При растачивании на размер А после
предварительной сборки влияние погреш-
ностей звеньев Б, В и Г исключается. Этот
прием тем эффективнее, чем больше число
Рис. 39. Размерная цепь
при обработке отверстий
в собранном узле
61
промежуточных деталей. В результате обработки в сборанном
виде исключается влияние погрешностей промежуточных деталей
на точность взаимного расположения установочных и других
элементов.
Применяют также обработку рабочих поверхностей установоч-
ных элементов после закрепления приспособления на станке,
например шлифование кулачков патронов на рабочем месте. Та-
ким приемом снижают не только погрешность размеров промежу-
точных деталей, но и неточности самого установочного места и не-
точности, возникающие в процессе установки приспособления.
Иногда применяют выверку положения приспособления на
станке при его установке. Выверка бывает возможна непосредст-
венно по рабочим поверхностям установочных элементов. В неко-
торых случаях для этой цели у корпуса приспособления специа-
ально предусматривают точно обработанные поверхности. Поло-
жение этих поверхностей относительно установочных элементов
при изготовлении приспособления выдерживается с особой точ-
ностью.
Достижение необходимой точности замыкающего звена при
высоких требованиях по точности обеспечивается также методом
пригонки. Пригонка складывается из двух операций: оперделе-
ния величины ошибки размера, получающейся в размерной цепи,
и окончательной обработки компенсирующего звена.
ЗАГОТОВКИ
Получение заготовок. Для изготовления деталей приспособ-
лений применяют круглый прокат (прутки, поковки из конструк-
ционных и инструментальных сталей, отливки из чугуна и цвет-
ных сплавов, твердые сплавы и пластмассы). Заготовки из листового
проката используют для изготовления плоских деталей и эле-
ментов сварных конструкций. Листы разрезают на заготовки тре-
буемых размеров на различных ножницах, а также с помощью
газовой резки. Фигурная резка производится с применением копи-
ровальных устройств по шаблону, копиру или по чертежу на стан-
ках ОФ4. Обычная точность резки 1 мм. При резке на машинах
точность может быть повышена до =±=0,5 мм. Из прутков изготов-
ляют гладкие и ступенчатые валы (при разнице диаметров dmax —
— 4m Ю — 20 мм), оси, винты, шпильки, болты и т. д. Для
валов с буртами большого диаметра в качестве заготовки берут
пруток, а отдельно выточенные бурты напрессовывают или при-
варивают. Ступенчатые валы со значительной разницей диамет-
ров получают из кованых заготовок. Прутки разрезают с помо-
щью ножовок, дисковых пил, резцов и др.
Отливки используют в качестве заготовок для корпусов, крон-
штейнов, рычагов и подобных им деталей. Применение литых
корпусов сокращает объем последующей механической обработки,
но при этом увеличиваются затраты, связанные с изготовлением
62
модельной оснастки, и цикл изготовления приспособления. При-
менение нормализованных корпусов особо эффективно в цехах,
изготовляющих оснастку для заводов с массовым производством,
и в условиях организации централизованного снабжения оснаст-
кой.
Корпусы и крупные детали приспособлений, полученные ли-
тьем, с целью снятия остаточных напряжений, а тем самым исклю-
чения их коробления, подвергают старению. Термическую обра-
ботку чугунных отливок можно осуществить низкотемпературным
отжигом и естественным старением на открытом воздухе, вибра-
ционным старением методом статической перегрузки, созданием
временных температурных напряжений (термоударов). Для кор-
пусов нормальной точности достаточно применение низкотемпера-
турного отжига, который снижает напряжения до 60—80% в ре-
зультате быстрой релаксации их в условиях весьма существенного
повышения пластических свойств материала отливки при нагреве
ее до 500—600° С. В результате механической обработки после
напряжения в отливке изменяется, вновь вызывая коробление
детали.
Старение наиболее эффективно после предварительной меха-
нической обработки при оставлении минимальных припусков на
дальнейшую обработку. На обрабатываемых поверхностях ре-
комендуется оставлять припуск на дальнейшую обработку 1—
3 мм, а для особо крупных деталей 3—5 мм. Предварительной ме-
ханической обработке подвергают рабочие поверхности, пазы и
отверстия диаметром более 16 мм и др. Сроки естественного ста-
рения должны быть следующими: для жестких коробчатых дета-
лей с малым объемом механической обработки 3 месяцев и более,
а для маложестких деталей с большим объемом механической
обработки не менее 6 месяцев. Естественное старение можно
применять для отливок корпусов любой сложности. В зависи-
мости от конфигурации корпуса, его обработки и требуемой точ-
ности изготовления продолжительность естественного старения
составляет 6—18 месяцев. После предварительной механической
обработки для корпусов нормальной точности срок естественного
старения 6—9 месяцев. Для корпусов прецизионных приспособ-
лений применяют двукратное естественное старение. Срок старе-
ния после предварительной механической обработки 9—12 ме-
сяцев и после получистовой обработки (с оставлением припуска
менее 1 мм) 3—6 месяцев.
Сварные корпусы изготовляют из листового проката. После
предварительной механической обработки сопрягаемых поверх-
ностей элементов заготовки последние собирают, используя для
этой цели струбцины, прихватывают электросваркой, а затем
сваривают. После сварки корпусы отжигают при температуре
880° С, а затем очищают дробью.
Заготовки из пластмасс. Из пластмасс изготовляют (монолит-
ными или армированными) опоры сложной формы, кондукторные
63
плиты, корпусы приспособлений, копиры и др. [4]. Наибольшее
распространение получили пластмассы холодного (при комнатной
температуре) отверждения на основе эпоксидных смол (ЭД-5
и ЭД-6), полиэфирных смол (ПН1) и акриловых смол (АСТ-Т).
Пластмассы ЭД-5, ЭД-6 и ПН1 применяют для крупногабаритных
деталей, а АСТ-Т для мелких и средних деталей. В некоторых слу-
чаях крупногабаритные детали изготовляют из эпоксидной смолы,
а их рабочий слой делают из пластмассы АСТ-Т, обладающей
большей износостойкостью. Перечисленные материалы имеют
высокие литейные качества. Механическая прочность их увели-
чивается с применением порошкообразных или волокнистых на-
полнителей, а также путем армирования. Применяется также поли-
эфирная смола МТФ-9, рекомендуемая для изготовления крупно-
габаритной оснастки, и компаунды МБК.
Детали из пластмасс изготовляют методом термоконтактного
формования. Пластмассы на основе полиамидной смолы (П-6
и капрона), обладающие высокими механическими свойствами,
применяют без наполнителей и армирования. При изготовлении
деталей из пластмасс необходимо подготовить форму. Форма обыч-
но состоит из опоки и формообразующего элемента. В качестве
формообразующего элемента используют эталонную деталь или
модель, оправки и т. д. Опоки могут быть универсально-сборно-
разборными или разовыми из гипса и пластмасс. Для формовки
применяют также электромагнитные плиты и блоки магнитных
фиксаторов. Для корпусов фрезерных и сверлильных приспособ-
лений применяют сварные каркасы, которые выполняют функции
опок. Формы должны представлять собой закрытую полость над
формообразующей поверхностью с герметизацией всех щелей
опоки. Детали приспособлений в зависимости от их конфигурации
и свойств пластмасс изготовляют свободным литьем, термоконтакт-
ным формованием без давления, с малым давлением и литьем в ат-
мосфере азота.
Способом свободного литья получают установочные элементы
приспособления сложной формы, корпусы кондукторов малых
и средних размеров и копиры сложной конфигурации. При изго-
товлении установочных элементов приспособлений способом сво-
бодного литья предусматривается или усиление отливок арми-
рующими материалами, или формообразование рабочих элемен-
тов конструкций с применением несущих металлических кар-
касов. Изготовление деталей способом свободного литья произ-
водится следующим образом. На эталонной детали размечают
поверочную базу, устанавливают эталонную деталь (или другой
формообразующий элемент) на жестких или регулируемых опорах
на плите и выверяют ее по риске так, чтобы последняя была парал-
лельна плите. На копируемую поверхность, обработанную раз-
делительным составом, устанавливают опоку или облицовывае-
мый корпус оснастки и все щели тщательно герметизируют гипсом,
пластилином или липкой лентой. После этого заливают пласт-
64
массу непосредственно на копируемую поверхность через литники
и выдерживают при комнатной температуре. Время выдержки
зависит от применяемой пластмассы: для АСТ-Т 3 ч, для эпок-
сипласта и стиракрила 12 ч.
Механическая прочность деталей из пластмасс может быть
увеличена применением при затвердевании пластмассы малых
давлений. Изготовление деталей этим способом осуществляется
в следующей последовательности. Непосредственно на копируе-
мую поверхность заливают или накладывают пластмассу и на нее
устанавливают прижимную плиту. В таком виде все помещают
под ручной винтовой пресс или на плиту накладывают груз.
Затем выдерживают под давлением 10—40 кгс/сма при нормальной
температуре с различной выдержкой.
Способ термоконтактного формования состоит в следующем.
В форму, представляющую собой негативный профиль детали
приспособления, загружают термопластичный материал, компа-
унды МБК-1, МБК-2, МБК-3, полиэфирные смолы МГФ-9 и кап-
рон, закрывают ее крышкой с отверстием для выхода газа и по-
мещают в термошкаф для полного плавления термопластичнбго
материала. После выдержки в течение 1,5—2 ч форму охлаждают
0,5 ч.
Способ литья в атмосфере азота представляет собой заполнение
металлической или гипсовой формы, заключенной в каркасе,
пластмассами на основе полиамидных смол (капрон), предвари-
тельно расплавленных в автоклаве при температуре 250—270° С
в атмосфере азота. Отливки, полученные указанным способом,
не армируют.
Для увеличения прочностных характеристик конструкции
технологической оснастки применяют ориентировочные армиру-
рующие материалы и металлические усилители. К ориентиро-
ванным армирующим материалам относятся стеклянное некру-
ченое волокно, стеклянная ткань и маты из рубленых первичных
нитей. Армированные конструкции заливают с последователь-
ным укладыванием армирующих материалов.
СБОРКА И КОНТРОЛЬ
Особенностью сборки приспособлений является согласование
рабочих элементов приспособлений относительно трех взаимно
перпендикулярных плоскостей. Сборка элементов на корпусе
сочетается с проверкой их положения относительно измерительных
баз. В качестве измерительной базы при сборке обычно исполь-
зуют контрольную плиту. Сборка приспособления начинается
с установки корпуса на контрольной плите в положение, обеспе-
чивающее параллельность проверяемой поверхности измеритель-
ной базы. Это достигается взаимной ориентацией опорной поверх-
ности корпуса и измерительной базы (контрольной плиты). Про-
веряемые поверхности, полученные после сборки, должны быть
3 М. М. Палей
Рис. 40. Приемы установки корпуса приспособления относи-
тельно измерительной базы
параллельны измерительной базе. Способ установки корпуса
или других базовых деталей относительно контрольной плиты
зависит от формы установочной поверхности и размеров детали.
Детали с плоской установочной поверхностью устанавливают
основанием на плоскость контрольной плиты или на мерные про-
кладки (рис. 40, а). Для установки и проверки деталей в другой
проекции, когда базовая поверхность перпендикулярна конт-
рольной плите, корпус базовой поверхностью крепят к массивным
угольникам. Корпус в этом случае можно устанавливать также
на клиньях или домкратах. Базовую поверхность выверяют по
контрольному цилиндру или угольнику (рис. 40, б). Детали не-
больших размеров закрепляют на прямоугольной поворотной
призме. Когда установочная база расположена под одним углом
к обрабатываемой поверхности, устанавливают ее параллельно
измерительной базе с помощью поворотных приспособлений и
синусных линеек. Когда установочная база видима в двух проек-
циях чертежа, используют синусные двухповоротные плиты и
синусные поворотные тиски. Детали с установочными поверх-
ностями, имеющими форму тела вращения (с хвостовиком), за-
крепляют в V-образные призмы (рис. 40, в), а имеющие центро-
вые отверстия — в центровых бабках (рис. 40, г). Рекоменду-
ется использовать магнитные угольники, призмы, синусные
устройства и универсальные поворотные столы координатно-
расточных станков.
В зависимости от конструкции собираемых деталей применяют
следующие способы сборки: с помощью предварительно созданно-
66
го направления, с помощью макетов детали и путем установки
с использованием различных способов измерения расстояния
устанавливаемой поверхности от базовой. В качестве направления
для сборки применяют цилиндрические отверстия, шпоночные
пазы, плоские и фигурные поверхности. Цилиндрические отвер-
стия применяют для установки кондукторных втулок, базирующих
пальцев и других деталей, имеющих форму тела вращения. Эти
отверстия используют также в качестве технологических баз.
В некоторых приспособлениях детали устанавливают без направ-
ления и после сборки фиксируют на контрольных пальцах. Уста-
новка в этом случае производится на контрольной плите с помо-
щью концевых мер и индикатора, прикрепленного к штангенрейс-
мусу.
Прй сборке крупногабаритных приспособлений создается вспо-
могательная база на координатно-расточном станке ц.утем раста-
чивания в корпусе приспособления технологических отверстий,
образующие которых должны быть касательными к рабочим по-
верхностям устанавливаемой детали. В расточенные технологи-
ческие отверстия плотно вставляют цилиндрические пальцы,
к образующим которых прижимают деталь. Для контроля пра-
вильности сборки технологические отверстия лучше располагать
так, чтобы между их образующими и плоскостью детали был за-
зор. В этом случае деталь устанавливают с помощью блока мерных
плиток. После выверки и соединения детали с корпусом винтами
или болтами через соединяемые детали сверлят и развертывают
контрольные отверстия. Точное фиксирование деталей произво-
дится цилиндрическими или коническими штифтами. Когда со-
бирают детали из материала высокой твердости, для их фиксации
используют различные приемы. Например, детали изготовляют
из цементированной стали и в местах сверления оставляют при-
пуск, который удаляют после цементации. В некоторых случаях
до термической обработки растачивают отверстия и после закалки
в них запрессовывают незакаленные пробки. После сборки от-
верстия под пальцы сверлят и развертывают в запрессованных
пробках.
При сборке небольших приспособлений для выверки правиль-
ного линейного и углового расположения свободно устанавли-
вающихся деталей рекомендуется в качестве базы для установки
деталей использовать вспомогательные планки. Планки вместо
детали устанавливают и крепят к торцу, например, струбцинами
или другим способом. Планка должна быть установлена так, чтобы
между ее поверхностью и заданным положением рабочей поверх-
ности детали был некоторый зазор. После выверки положения
с помощью индикатора, угловых плиток или синусной линейки
(рис. 41, а, б) между вспомогательной планкой и базовой поверх-
ностью детали устанавливают блок мерных плиток, после чего
деталь крепят к корпусу и фиксируют на цилиндрических пальцах.
Для определения размера мерных плиток измеряют линейное
3*	67
Рис. 41» Схемы установки деталей при сборке с помощью технологи-
ческого отверстия и одной (а, б) или двух (в, г) вспомогательных пла-
нок
положение плоскости планки относительно центра технологи-
ческого отверстия (размер Ь). Зная размер а от центра технологи-
ческого отверстия до базовой поверхности детали, легко опреде-
лить размер мерных плиток а—b (рис. 41, а) или a-j-fe (рис. 41, б).
Если необходимо установить деталь в двух координатах, то при-
меняют две вспомогательные планки (рис. 41, в, г).
При сборке деталей и узлов приспособлений, расположенных
под разными углами, и в тех случаях, когда размеры заданы от
вершины углов, рекомендуют для взаимного согласования и из-
мерения их положения использовать в качестве базы технологи-
ческое отверстие. В этих случаях в технологическое отверстие
запрессовывают палец и измеряют положение деталей с помощью
синусного устройства, концевых мер и индикатора, закрепленного
на рейсмасе. Для использования такого способа проверки прежде
всего следует подготовить рабочий эскиз и на нем указать располо-
жение отдельных узлов и проставить размер по нормали от оси
пальца до поверхности, принятой за базу детали или узла, как при
ее изготовлении, так и при измерении в процессе монтажа узлов
на корпусе (рис. 42,).' Например, на эскизе указывают размер h
от стороны а узла 1 до оси пальца 8. Проверку производят на кон-
трольной плите 9. Контролируемое приспособление 4 устанавли-
вают на универсальном поворотном столе или на синусной ли-
нейке 10, которую поворачивают под таким углом, чтобы базовая
сторона а узла 1 приняла положение, параллельное плоскости
68
плиты. Зная размер Нг от пло-
скости контрольной, плиты до
оси пальца, прибавляем к нему
размер h и таким образом по-
лучаем расстояние Н от пло-
скости контрольной плиты до
базовой поверхности а узла /.
Методом сравнения с концевыми
мерами с помощью индикатора,
закрепленного на штангенрейс-
мусе, производят проверку по-
ложения деталей. После этого
поворачивают синусную линей-
ку так, чтобы сторона b узла 1
заняла параллельное плоскости
плиты положение. Подобным об-
разом располагают и выверяют
остальные узлы 2—8,
При установке детали, раз-
меры которой заданы от вер-
шины узлов (рис. 43, а), тех-
нологическое отверстие раста-
чивают в детали, подлежащей
Рис. 42. Схема измерения положения
деталей, расположенных на корпусе
под различными углами
установке, и перерасчитывают
размеры А и 5, заданные от вершины угла на расстояниях х и у
(рис. 43, б) от оси технологического отверстия. Затем в техноло-
гическое отверстие запрессовывают палец и на контрольной плите
с помощью индикатора, закрепленного на штангенрейсмасе, и
концевых мер в двух направлениях проверяют координатные
размеры А и Б.
При изготовлении деталей и сборке приспособлений в ряде
случаев применяют эталоны. Эталоном принято называть деталь
или приспособление, с помощью которого на данную деталь или
узел копируется необходимая точность взаимных положений по-
верхностей и осей отверстий, образующих ее основные, вспомо-
гательные и исполнительные поверхности. Примером эталона
могут служить шабровочные плиты различной конфигурации»
Рис. 43. Схемы установки детали, размеры которых
заданы от вершины
69
контрольные валики, эталонные детали и шаблоны? Эталоны ис-
пользуют в ряде случаев для обеспечения размеров при сборке
с помощью универсально-измерительных инструментов. J
Шаблоны или макеты при сборке и контроле используют
также для взаимного согласования деталей или узлов, размеры
которых заданы в пространстве, например для установки приспо-
собления и многошпиндельной головки, наклоненной под углом
к базовой плоскости, при сборке крупногабаритного приспособ-
ления, у которого оси отверстий кронштейнов для расточных оп-
равок расположены в нескольких плоскостях под углом, при сборке
сварочных и сборочных приспособлений больших размеров. В этом
случае в отверстия макетов вставляют валики на шпиндели-
индикаторы. Путем обкатки индикаторами и перемещения их
по образующим валиков определяют погрешности и смещением
узлов приспособления добиваются соосности шпинделей и направ-
ляющих втулок в приспособлении.
Проверка приспособлений предусматривает внешний осмотр,
контроль комплектности, контроль правильности изготовления по
основным его элементам, контроль сопряжений на плавность и
легкость перемещения, опробование приспособления в работе
с регулировкой установочных и зажимных механизмов, поворот-
ных устройств, фиксаторов, выталкивателей и контроль на точ-
ность выполняемой работы. ^Точность приспособлений контроли-
руют тремя способами: непосредственным измерением тех размеров
приспособления, от которых зависит точность обрабатываемой
детали, пробной обработкой нескольких деталей и последующей
их проверкой с помощью эталонной детали. Проверка по эталон-
ной детали заключается в установке ее на опорные поверхности
приспособления с последующей проверкой положения обработан-
ных поверхностей относительно направляющих элементов при-
способления. Проверку производят универсально-измерительными
инструментами или с помощью контрольных оправок, калибров,
щупов и др.
Точность элементов приспособлений следует проверять в оп-
ределенной последовательности, чтобы путем исключения ошибок
проводить измерение с наибольшей точностью тот элемент,
который необходимо проверить. Прежде всего нужно проверить
правильность форм поверхностей, затем их геометрические пара-
метры и после этого их положение.
При определении фактического расстояния между параллель-
ными плоскостями процесс измерения состоит из трех переходов:
определения отклонения от геометрической формы плоскостей,
определения параллельности, между ними, измерения расстояния
между плоскостями. Геометрическую форму проверяют на краску
по контрольной плите или бруску, взаимную параллельность
плоскостей — индикатором. Расстояние между плоскостями про-
веряют сравнением положения плоскостей с блоками концевых
мер, взаимное расположение непараллельных плоскостей — от
70
технологического отверстия или от точки, находящейся на другой
плоскости.
Расстояние между отверстиями и параллельность между ними
контролируют в три перехода: определяют отклонения от разме-
ров и геометрической формы 'каждого из отверстий, проверяют
параллельность всех осей, измеряют расстояния между отверсти-
ями. Геометрическую форму отверстия проверяют индикаторным
нутромером, параллельность осей и расстояние между ними —
контрольными валиками, пригнанными к отверстиям, параллель-
ность между осями — на контрольной плите с помощью индика-
тора на стойке. Расстояние между осями можно проверить в зави-
симости от допуска штангенциркулем, микрометром, концевыми
мерами с помощью индикатора со стойкой на контрольной плите.
Соосность отверстий проверяют несколькими способами, например
прохождением контрольного валика через оба отверстия или об-
каткой индикатором. В последнем случае один валик подгоняют
к отверстию с плотной посадкой, а второй — с посадкой сколь-
жения и на нем закрепляют индикатор. Соосность можно прове-
рить индикатором на контрольной плите путем проверки парал-
лельности и расстояния образующих от контрольной плиты в двух
взаимно перпендикулярных плоскостях. Перпендикулярность от-
верстия торцу можно определить через параллельность контроль-
ного валика, пригнанного к отверстию, при установке основания
под прямым углом к контрольной плите.
Значительное увеличение точности и-скорости измерения мо-
жет быть достигнуто при использовании современных приборов.
Ряд фирм выпускает вертикальные микрометры для точного из-
мерения высоты и для сравнительных измерений. Пределы из-
мерения в зависимости от модели 300, 600 и 1000 мм (рис. 44, а).
Микрометры значительно увеличивают точность и ускоряют из-
мерения. В микрометр вмонтированы концевые меры, перемещае-
мые на необходимую высоту вращением ручки микрометрической
головки. На шкале микрометрической головки цена деления
0,001 мм. Погрешность шага микрометрической головки 0,002 мм.
Микрометр имеет подвижную шкалу и базисное кольцо, способное
устанавливать нулевую точку в любом положении. Микрометры
могут быть с электронной цифровой индикацией (рис. 44, б).
В этом случае в микрометр для измерения высоты встроен цифровой
датчик, который производит цифровую индикацию. Присоедине-
ние самопишущего прибора к данному устройству дает возможность
регистрировать результаты измерения. На базе вертикального
микрометра выпускается универсальный измерительный прибор,
совмещающий возможности вертикального микрометра и прибо-
ров для измерения прямолинйности в пределах 5 мкм и прямо-
угольное™ в пределах 8 мкм. На рис. 44, в показан электриче-
ский микрометр.
Для контроля приспособлений могут быть использованы коор-
динатно-расточные станки и координатно-измерительные машины.
71
Рис. 44. Вертикальные микрометры:
а»— с двумя рядами концевых мер; б с электронной индикацией; в
электрический
Трехкоординатная измерительная машина, в которой продольная
ось X, поперечная ось У и вертикальная ось Z расположены друг
к другу под прямым углом, позволяет производить отсчет прямо-
угольных координат с помощью шкал, встроенных в каждую
ось. В машинах применяется цифровое отсчетное устройство
с оптической линейной системой кодирования. Машина может
присоединяться к печатающему устройству, производящему реги-
страцию измеренных значений, к вычислительной машине, авто-
матически выполняющей различную обработку данных, к двух-
координатному графопостроителю, осуществляющему построение
графика конфигурации сечения измеряемой детали, и др. При-
меняют различные программы, облегчающие и ускоряющие про-
цесс измерения деталей (вычисления расстояния между осями
отверстий, преобразования системы координат в полярную,
вычисления радиуса дуги, измерения контуров и др.). Машины
комплектуются центрирующим микроскопом, центрирующим про-
ектором, поворотным столом, универсальным поворотным столом,
печатающим устройством, малогабаритной электронной вычисли-
тельной машиной, двухкоординатным графопостроителем и на-
72
бором щупов и приспособлений. Фирма Mitutoyo (Япония) пос-
тавляют машины Микрокорд с наименьшим отсчетом 0,001 или
0,005 мм с пределами измерения от 300x300x200'мм (серия
All) до 1500Х 1000x800 мм (серия А32). В табл. 4 приведены при-
меры измерения деталей на. трехкоординатной измерительной
машине Микрокорд.
Проверка непрямолинейности и неплоскостности деталей сред-
них и больших размеров в зависимости от допустимой погрешности
измерения производится различными методами — механическим,
гидростатическим и оптическим. Проверочными линейками и
проверочными плитами проверяют детали на краску по пятнам
на площади 25x25 мм. Проверочными линейками проверяют
также детали на прямолинейность с помощью концевых мер и ин*
дикаторного приспособления, а также концевых мер и щупа.
Проверка деталей по проверочной линейке, установленной на
концевых мерах, осуществляется с помощью щупа, который
вводится под нижнюю плоскость линейки в нескольких местах
через-каждые 100—150, мм,_
Гидростатический метод контроля деталей основан на исполь-
зовании свободной поверхности жидкости в качестве эталонной
горизонтальной плоскости. Уровень последовательно накладывают
на смежные участки контролируемой поверхности и определяют
угловое отклонение каждого из них относительно горизонтали.
По полученным данным строится график отклонений. Завод
«Калибр» выпускает индуктивный уровень, точностные данные
которого характеризуются следующими цифрами: погрешность
установки базовой плоскости 2", порог чувствительности 0,5*.
Отсчет производится по показаниям стрелки.
Автоколлиматоры предназначены для измерения непрямоли-
нейности как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.
Цена деления отсчетного устройства А КМ-250 1 с, АКМ-500
0,5 с, МГА 0,5 с и АКМ-1000 0,25 с. Автоколлиматором последо-
вательно определяют угловые отклонения проверяемой поверх-
ности и строят графики.
Для механизации шлифования плоскостей при сборке приспо-
соблений рекомендуются настольные шлифовальные станки
LK-03 (ВНР) на пневматической подушке. Станок основанием
устанавливают на контрольную плиту, на которой проверяют
и подгоняют приспособление. Станок перемещают на поверхности
шаброванного или шлифовального стола. В плите станка имеется
воздушная камера, в которую подводят через регулятор давления
сжатый воздух. Станок под давлением воздуха поднимается на
0,01 мм, и зазор, созданный таким образом между поверхностью
скольжения станка и поверхностью стола, позволяет станку легко
перемещаться по столу при незначительных усилиях. С помощью
такого станка можно обрабатывать любую плоскую поверхность,
установленную параллельно столу и доступную для шлифоваль-
ного круга. Станок выгодно применять Для обработки деталей,
73
Таблица 4
Примеры измерения деталей на трехкоординатной измерительной
машине Микрокорд
Предмет измерения
Расстояние между отверстиями
Внутренние и наружные размеры детали
с плоской поверхностью, перпендикуляр-
ной направлению измерения
Внутренние и наружные размеры детали
с вертикальной или с наклонной плоско-
стью
Диаметры отверстий, расположенных в од-
ной плоскости, и координаты их поло-
жения
Координаты для определения внутренних
и наружных размеров поверхности, со-
стоящей из прямых линий и частей ок-
ружности
Схема измерения
74
Продолжение табл. 4
Предмет измерения
Схема измерения
Угол наклона
Конусность
Высота ступеней
Непараллельность
Конфигурация поверхности (определяется
приближенно измерением координат каж-
дой точки)
Объемная конфигурация (определяется из-
мерением координат каждой из дискрет-
ных точек на измеряемой плоскости с по-
мощью шарикового щупа)
которые нельзя закрепить на обычном шлифовальном станке,
а также при обработке в собранном виде крупногабаритных при-
способлений или другой технологической оснастки. Шлифуемую
или базовую поверхность детали устанавливают параллельно
контрольной плите. Размер проверяют от контрольной плиты
с помощью концевых мер и штангенрейсмуса с индикатором. За-
тем торцовую поверхность шлифовального круга подводят до
соприкоснования с обрабатываемой поверхностью и шлифуют ее
перемещением станка по плите. Подача на глубину осуществляется
механизмом тонкой установки. Для чернового шлифования остав-
ляют припуск 0,2—0,3 мм, за один проход снимается слой тол-
щиной до 0,05 мм. При чистовом шлифовании снимается 0,01—
0,02 мм.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ
Приспособления для сверления по конструктивным признакам
делятся на стационарные, передвижные, опрокидываемые и по-
воротные (с вертикальной и горизонтальной осями вращения).
Кроме того, они различаются по способу связи кондукторной плиты
с корпусом: постоянные, шарнирные или откидные, съемные,
подвесные и подъемные или перемещаемые специальными меха-
низмами. Основной технологической задачей при изготовлении
приспособлений для сверления является обеспечение в заданных
пределах координатных размеров осей кондукторных втулок от
установочных элементов (опор, пальцев) и соблюдение раз-
меров отверстий под направляющие элементы (кондукторные
втулки).
Известно несколько схем технологического решения этой
задачи. Наиболее распространенными являются: а) растачивание
отверстий под направляющие элементы (кондукторные втулки)
с базированием от установочных элементов (опор, пальцев) или
обработка установочных (базирующих) элементов от расточенных
отверстий под направляющие элементы (кондукторные втулки);
б) взаимное согласование базовых размеров направляющих и уста-
новочных элементов при сборке. Выбор схемы обработки зависит;
от конструкции и размеров приспособления и технических усло-
вий на его изготовление.
Технологический процесс изготовления приспособления по
первой схеме применяют при наличии координатно-расточных стан-
ков и когда приспособление можно расточить в собранном виде.
Если нет свободного доступа к установочным элементам, реко-
мендуется отверстия в приспособлении обрабатывать в два пере-
хода. Первоначально корпус относительно установочных элемен-
тов выверяют без кондукторной плиты и определяют начало от-
счета координат. При необходимости растачивают отверстия под
базирующие пальцы. Затем устанавливают кондукторную плиту
,п
ка контрольные отверстия и после закрепления плиты винтами
растачивают отверстия под кондукторные втулки.
Вторая схема применяется при обработке составных приспособ-
лений (например, при наличии в конструкции приспособления
для сверления кондукторной плиты), если нет координатно-расточ-
ного станка требуемого размера, а также при обработке крупно-
габаритных приспособлений, когда невозможно расточить отвер-
стия под кондукторные втулки в собранном виде. При работе по
второй схеме в плите растачивают отверстия под кондукторные
втулки. В корпусе приспособления обрабатывают места под уста-
новочные элементы (опоры, пальцы, призмы). Кондукторную
плиту располагают относительно установочных элементов несколь-
кими способами. Одним из них является установка на контроль-
ной плите с помощью концевых мер и рейсмуса с индикатором^
Плиту струбцинами соединяют с корпусом, в отверстия кондук-
торной плиты вставляют контрольные валики. Измерением и соот-
ветствующим регулированием плиты добиваются нужного рассто-
яния между осями кондукторных втулок и установочными элемен-
тами, после чего плиту закрепляют винтами и фиксируют штиф-
тами.
Установка положения отверстий под кондукторные втулки
относительно установочных элементов может быть произведена
также с помощью эталона,. Например, при обработке цилиндри-
ческой детали и базирования ее в призме эталон изготовляют
в форме ступенчатого валика. Диаметр одной ступени должен
быть равным диаметру обрабатываемой детали, а другая ступень
(направляющая) должна быть изготовлена по размерам отверстия
в кондукторной плите. Эталон устанавливают на призму, плиту
надевают отверстием под кондукторную втулку на направляющую
часть эталонного валика, после чего плиту прикрепляют к кор-
пусу с помощью винтов и фиксируют контрольными штифтами
(рис. 45).
Корпусы приспособлений к сверлильным станкам имеют разно-
образную форму в виде плит, коробок и др. Условно корпусы делят
на три подгруппы: с призматическим ос-
нованием, с основанием в виде фланца и
поворотные. Обработку корпусов с приз-
матическим основанием начинают с обра-
ботки нижней опорной поверхности. В
качестве проверочной базы на первой опе-
рации обычно используют разметочные
риски. Корпус на станке устанавливают
по рискам при помощи штангенрейсмуса.
В качестве главной базовой поверхности
на последующих операциях используют
нижнюю поверхность корпуса, а в каче-
стве направляющих две обработанные под
углом 90° боковые поверхности. В неко-
Рис. 45. Схема сборки
кондукторной плиты с по-
мощью эталона
77
торых случаях в качестве направляющей базы может быть исполь-
зована ось симметрии корпуса (разметочная риска).
У корпусов с основанием в виде фланца в качестве базовых
поверхностей используют нижнее основание и отверстие или вы-
точку. Такие корпусы на первых операциях обычно обрабатывают
на токарных или карусельных станках в следующей последова-
тельности: предварительная обработка всех поверхностей от пред-
варительно обработанных базовых поверхностей, затем чистовая
обработка базовых поверхностей и, наконец, чистовая обработка
остальных поверхностей от базовых поверхностей. Высокоточ-
ные корпусы после предварительной обработки подвергают ста-
рению.
Геометрическая точность и шероховатость поверхности баз
зависят от требований к обрабатываемым поверхностям и точности
измерения. Базовые поверхности приспособлений рекомендуется
шлифовать или притирать. После обработки базовых поверхно-
стей обрабатывают места под установочные элементы. Когда об-
рабатываемая деталь базируется по трем плоскостям, обработка
мест под установочные элементы ведется фрезерованием с после-
дующей их проверкой и шлифованием. Установочные размеры
корпуса подгоняют и проверяют со взаимным согласованием всех
поверхностей под установочные элементы относительно трех пло-
скостей прямоугольной системы координат. Вначале проверяют
и подгоняют поверхности под три основных установочных элемента
относительно основания приспособления, затем под два направля-
ющих и, наконец, под упорный. Места под три основных устано-
вочных элемента, когда они должны быть параллельными осно-
ванию, проверяют и подгоняют на контрольной плите с помощью
рейсмуса с индикатором.
Когда установочные элементы заданы под углом относительно
основания корпуса, корпус с помощью синусного поворотного
или другого устройства устанавливают в положение, при котором
места под установочные элементы будут параллельны плоскости
контрольной плиты. Когда необходимо выдержать размеры между
основанием корпуса и наклонной поверхностью под установочные
элементы, от основания корпуса растачивают технологическое
отверстие и подгонку размера наклонной поверхности после ее
установки относительно контрольной плиты производят относи-
тельно технологического отверстия. Наклонная поверхность па-
раллельно контрольной плите может быть точно установлена по
двум технологическим отверстиям, расточенным относительно
базовой поверхности так, что линия, проходящая через оси от-
верстий, будет находиться под заданным углом. В отверстия
вставляют точные валики и с помощью индикатора устанавливают
их образующие параллельно плите.
Места под направляющие и установочные элементы, располо-
женные в плоскости, перпендикулярной к основанию, проверяют
и подгоняют после поворота корпуса приспособления так, чтобы
Z8
они оказались параллельными контрольной плите (см. рис. 40, б).
После поворота корпус приспособления устанавливают на домкра-
тах или клиньях и по базовой поверхности проверяют по массив-
ному угольнику с полкой, по контрольному цилиндру на просвет
или по двум одинаковым концевым мерам. Выверка считается за-
конченной, когда -обе плиты удерживаются стойкой угольника
или образующей цилиндра, придвинутого к базовой поверхности
корпуса. Негромоздкие корпусы крепят к поворотной призме и
вместе с ней поворачивают. Для этой цели используют также уни-
версально-поворотные столы.
После обработки мест под установочные элементы растачивают
отверстия под кондукторные втулки. Корпусы выверяют и уста-
навливают по поверхностям под установочные элементы. Отвер-
стия под кондукторные втулки растачивают с отсчетом межцентро-
вых расстояний от мест под установочные элементы. С целью
сохранения точности координатно-расточных станков отверстия
диаметром более 20 мм следует предварительно обрабатывать
на сверлильных или горизонтально-расточных станках е оставле-
нием припуска на окончательное растачивание. Отверстия диа-
метром более 60—80 мм рекомендуется растачивать на горизон-
тально-расточных станках.
В пневматических и пневмогидравлических приспособлениях
корпус иногда служит одновременно и резервуаром (цилиндром,
камерой) для сжатого воздуха или масла. Полости для сжатого
воздуха или масла растачивают на горизонтально-расточных стан-
ках. Отверстия в кондукторных плитах рекомендуется растачи-
вать после всей обработки корпуса и предварительной сборки ме-
ханического или пневматического зажимного устройства. Не
рекомендуется корпусы обрабатывать с большой глубиной резания
после растачивания их на координатно-расточном станке, так
как это может привести к деформации корпуса и искажению базо-
вых размеров.
При базировании детали в приспособлении по плоскости и двум
пальцам в корпусе приспособления плоские поверхности под опор-
ные пластины и штыри фрезеруют и шабрят с последующим кон-
тролем положения этой поверхности относительно нижней опор-
ндй поверхности корпуса. Затем растачивают отверстия под уста-
новочные пальцы.
При растачивании отверстий в корпусе приспособления под
кондукторные втулки корпус приспособления выверяют по поверх-
ности под опорные пластины или штыри и отверстиям под устано-
вочные пальцы. В ряде случаев можно совместить растачивание
отверстий под установочные пальцы и кондукторные втулки.
После установки и выверки корпуса по плоской поверхности
под установочные элементы растачивают отверстия под установоч-
ные пальцы. Затем растачивают отверстия под кондукторные
втулки с отсчетом межцентровых расстояний от осей отверстий
под установочные пальцы.
79
При базировании детали в призме места под нее фрезеруют
и шабрят. Затем перед растачиванием отверстий под кондукторные
втулки рекомендуется смонтировать призму на корпусе, на коор-
динатно-расточном станке установить в призме контрольный ва-
лик и по его образующим с помощью индикаторного центроиска-
теля выверить положение корпуса. За базу отсчета при растачи-.
вании отверстий под кондукторные втулки принимают ось кон-
трольного валика, установленного в призме.
При базировании детали по торцу и центральному отверстию
могут быть два типа приспособлений: для обработки отверстий,
расположенных параллельно оси центрального отверстия, и для
обработки отверстий, расположенных перпендикулярно или под
углом. Корпусы приспособлений для обработки отверстий парал-
лельно оси центрального отверстия могут иметь форму фланца.
В этом случае после обработки на токарном или карусельном станке
нижнего основания корпуса подрезают торец и растачивают от-
верстие под установочный палец. При растачивании отверстий
под кондукторные втулки в плите или планке в качестве базы ис-
пользуют ось отверстия под установочный палец. Если корпус
приспособления имеет призматическую форму, то отверстие под
установочный палец растачивают на координатно-расточном станке
после обработки плоских поверхностей нижнего основания и под
опорные пластины.
У корпусов приспособлений для обработки отверстий перпен-
дикулярно центральному отверстию после чистовой обработки
нижнего основания корпуса торец и отверстие под установочный
палец подрезают и растачивают на горизонтально-расточном
станке. Затем установочный палец устанавливают в корпусе. При
растачивании отверстий под кондукторные втулки на координатно-
расточном станке выверяют и выдерживают межосевые расстоя-
ния от установочного пальца. Отверстия под установочный палец
и кондукторные втулки можно растачивать на координатно-расточ-
ном станке с использованием универсально-поворотного стола
в двух позициях стола при обработке отверстий, расположенных
под углом.
При наличии координатно-расточного станка с горизонтальным
и вертикальным шпинделями отверстие под установочный палец
растачивают с помощью горизонтального шпинделя, а отверстия
под кондукторные втулки, расположенные перпендикулярно уста-
новочному пальцу, с помощью вертикального шпинделя. Выбор
варианта обработки отверстий зависит от габаритных размеров
и конструкции приспособления. При базировании обрабатываемой
детали по наружной поверхности и цанговом или другом патроне
отверстия под кондукторные втулки в кондукторной плите или
кондукторной планке обрабатывают с базированием на обрабо-
танные посадочные места под зажимной патрон.
В зависимости от связи кондукторных плит с корпусом плиты
могут быть жестко закрепленными, откидными, съемными, под-.
80 .
вескими и подъемными. Характер связи плит с корпусом во мно-
гом определяет технологический процесс изготовления корпуса.
Жестко связанные плиты отливают вместе с корпусом, привари-
вают к корпусу или прикрепляют к нему винтами и контрольными
штифтами. В корпусах, изготовленных за одно целое с плитами,
после обработки мест под зажимные элементы, используя в ка-
честве базы места под установочные элементы, обрабатываются
отверстия под направляющие втулки. У корпусов приспособле-
ний с откидными плитами отверстия под кондукторные втулки
обрабатывают после сборки плиты с корпусом.
При обработке корпусов с разъемными, съемными, подвесными
и подъемными плитами должно быть обращено особое внимание'
на соблюдение координатных размеров отверстий под контроль-
ные штифты или под направляющие колонки в корпусе и направ-
ляющие отверстия в плите. Эти отверстия можно обрабатывать
раздельно на координатно-расточном станке или совместно в обеих
деталях. При раздельном растачивании деталей межосевые рас-
стояния в корпусе выдерживаются от установочных элементов,
а у плиты они служат базами при растачивании отверстий под
кондукторные втулки. Сверление и развертывание контрольных
отверстий одновременно в кондукторной плите и корпусе приме-
няется при соединении кондукторной плиты с корпусом винтами.
Перспективным технологическим процессом изготовления приз-
матических корпусов приспособлений следует считать их обра-
ботку на многооперационном станке. При этом вначале обраба-
тывают нижнее основание корпуса фрезерованием и шлифованием.
Далее фрезеруют места под опорно-установочные и зажимные
элементы, растачивают отверстия под установочные пальцы и
направляющие элементы, сверлят и нарезают резьбу. Все эти
операции выполняют с одной установки на многооперационном
станке высокой точности или на расточном станке с многоинстру-
ментальным магазином.
Координация деталей приспособления на корпусе часто произ-
водится при сборке на контрольной плите от базы с помощью
штангенрейсмуса, концевых мер и другого инструмента. Такой
способ установки деталей на корпусе малопроизводителен. Более
производительна координация деталей с помощью технологических
отверстий или шпонок. Для этого в корпусе и монтируемых на
нем деталях на координатно-расточном станке растачивают по
два технологических отверстия или обрабатывают точные шпо-
ночные пазы. Технологические отверстия в корпусе обычно рас-
тачивают после обработки мест под установочные элементы.
Описанный способ координации деталей может быть использован
также при изготовлении других типов приспособлений.
Скальчатые кондукторы. В конструкцию любого скальчатого
кондутора входят постоянные и сменные узлы (наладки). Посто-
янная часть кондуктора нормализуется и состоит из корпуса,
двух или трех расположенных в нем скалок, несущих кондуктора
81
ную плиту, механизмов для перемещения скалок и зажима об-
рабатываемых деталей. Наладки проектируют в соответствии
с конфигурацией обрабатываемых деталей. Они состоят из уста-
новочно-зажимных узлов и сменной кондукторной плиты с кондук-
торными втулками. В корпусе кондуктора и кондукторной плите
обрабатывают установочные поверхности для опорно-установоч-
ных элементов, которые в зависимости от конфигурации обраба-
тываемой детали могут иметь различное конструктивное оформле-
ние. Скальчатые кондукторы изготовляют в определенной после-
довательности. Вначале на плоскости корпуса обрабатывают
места под установочно-зажимные элементы или устанавливают
и при необходимости дообрабатывают сменную «наладку», на ко-
торой обычно размещены установочные элементы приспособления.
Затем, используя места под установочные элементы в качестве ба-
зы, растачивают отверстия под кондукторные втулки. В том слу-
чае, когда обрабатываемая деталь базируется по плоскости и от-
верстиям, рекомендуется отверстие под установочные пальцы
растачивать после сборки наладки с корпусом, после чего уста-
навливать кондукторную плиту на колонки и растачивать отвер-
стия под кондукторные втулки. При этом оси расточенных отве-
рстий под пальцы используют как начало координат. Когда для
цилиндрической детали в качестве установочного элемента ис-
пользуется призма, ее собирают с корпусом. В призме устанав-
ливают контрольный валик, равный диаметру обрабатываемой
детали. По контрольному валику на расточном станке находят
начало координат. Устанавливают кондукторную плиту на колон-
ки и растачивают отверстия под кондукторные втулки.
Сверлильное приспособление, показанное на рис. 46, обраба-
тывают в следующем порядке. Нижнюю плоскость литого корпуса 2
82
после отжига фрезеруют. Плоские поверхности под палец 11,
опору 9, кулачок <8 и кронштейн 12 фрезеруют, после чего шабрят
или шлифуют все плоские поверхности. Затем на расточном станке
растачивают отверстие под поршень 1, сверлят и развертывают
отверстия под клиновой шток 4, стержень 5 и ось рычага 7.
Далее собирают пружины 3, поршень 1, клиновой шток 4, рычаг 7,
пружину 6, кулачок 8 и опору 9 с корпусом. Сверлят и нарезают
резьбу в корпусе и соединяют кронштейн 12 с корпусом 2 болтами.
Сверлят и развертывают в кронштейне и корпусе отверстия под
штифты, запрессовывают штифты и демонтируют кронштейн 12.
Затем на координатно-расточном станке выверяют корпус приспо-
собления по кулачку 8 и растачивают отверстие под установочный
палец 11. Корпус, не снимая со станка, соединяют с кронштейном
12 штифтами и болтами, после чего устанавливают шпиндель и
рассчитывают отверстие в кронштейне под кондукторную втулку
по заданным координатам детали 10 от оси пальца 11. Далее
производят сборку приспособления.
Поворотные приспособления обычно состоят из неподвижной
стойки и поворотной части, несущей рабочую часть приспособле-
ния с закрепленными одной или несколькими обрабатываемыми
деталями. Поворотные приспособления при незначительном вы-
лете оси вращения выполняют консольного типа с одной опорной
стойкой, а при сверлении отверстий со значительным вылетом —
с двумя стойками (двухопорные).
Рабочая часть приспособления специализируется для каждой
обрабатываемой детали. Ее надевают на цапфы нормализованных
подвижных стоек. Цапфу, помещаемую в левой стойке, крепят
к поворотной части приспособления и фиксируют одним контроль-
ным штифтом. С правой стороны рабочую часть приспособления
надевают на цапфу и дополнительно крепят болтами к плоскости
поворотной плиты, в которой помещают втулки для фиксатора.
Рабочая часть приспособления (поворотная) может быть литой
или сварной. После разметки рабочую часть приспособления
обрабатывают на горизонтально-расточном станке с установкой
по разметочным рискам. На этой операции фрезеруют торцы
(с поворотом стола), обрабатывают места под установочные и за-
жимные элементы и другие вспомогательные поверхности и раста-
чивают отверстия под цапфы. Затем на контрольной плите шабрят,
проверяют и подгоняют поверхности под установочные элементы.
Затем производят чистовое растачивание отверстий под цапфы
и при необходимости под фиксаторы. Отверстия под кондукторные
втулки растачивают после сборки поворотной части на стойках.
Установку поворотной части в различные позиции при растачи-
вании на координатно-расточном станке производят делительным
устройством приспособления.
При значительных размерах приспособления, не допускающих
установку его в собранном виде со стойками на координатно-
расточном станке, растачивание может производиться с уста-
83
Рис. 47. Корпус поворотного приспособления для свер-
ления отверстий в раме трактора
новкой только поворотной части по цапфам и технологическим ба-
зам. Технологические базы фрезеруют на горизонтально-расточ-
ном станке, тщательно шабрят и выверяют относительно цапф
и установочных элементов. Технологические базы можно обра-
батывать также после предварительной сборки поворотной части
со стойками. Делительное устройство приспособления при этом
используется для установки поворотной части при обработке и
проверке технологических баз.
На рис. 47 показан корпус (люлька) поворотного приспособ-
ления для сверления отверстий в раме трактора в двух плоскостях
под углом 90°. В корпусе обрабатывают восемь отверстий диамет-
ром 42 мм под кондукторные втулки и площадки. На площадках
корпуса монтируют призмы и пластины для базирования, пнев-
матическое устройство для зажима и стойки откидных кондуктор-
ных планок. В приспособлении предусматривается независимая
обработка деталей и сборка их без подгонки, что обеспечивается
точностью'обработки площадок, монтируемых на корпусе деталей,
и технологических отверстий для их координации. К корпусу
предъявляют следующие требования: несоосность отверстий диа-
метром 70+0’03 мм под цапфы должна быть в пределах 0,05 мм;
непараллельность установочных площадок от баз в пределах
84
±0,2 мм; диаметры отверстий под кондукторные втулки в пределах
допусков 2-го класса точности; расстояния между отверстиями
под кондукторные втулки ± 0,02 мм; расстояния между отверсти-
ями под втулки делительного устройства и отверстия под цапфу
в пределах 0,02 мм; размеры технологических отверстий для коор-
динации деталей 1-го класса точности, а межцентровые расстоя-
ния 0,02 мм.
Для снятия внутренних напряжений отливку корпуса отжи-
гают. В качестве проверочной базы на первой операции прини-
мают разметочные риски, расположенные по осевым линиям по
всему периметру в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
На остальных операциях в качестве базы используют отверстия
под цапфы. Обработку плоских поверхностей и основных отверстий
расчленяют на черновые и чистовые операции. Это обусловлено
стремлением, уменьшить влияние деформаций отливки и перерас-
пределить внутренние напряжения. При этом появляется возмож-
ность использовать при черновых операциях менее точные станки
и всю черновую обработку производить на горизонтально-расточ-
ном станке. В качестве проверочной базы используют разметоч-
ные риски. Корпус устанавливают так, чтобы оси основных от-
верстий были параллельны столу станка. Первоначально фрезе-
руют торцы Жи С в двух позициях (поворотом стола на 180°),
в третьей позиции (поворотом стола на 90°) фрезеруют площадки Г,
X, М. Л торцовой фрезой, а площадки В — цилиндрической фре-
зой. В четвертой позиции (поворотом стола на 180°) фрезеруют
площадки А, Н, И, П и Б торцовой фрезой, а площадки Д и Е —
цилиндрической фрезой. Затем растачивают отверстия с припуском
на дальнейшую обработку. Чистовое растачивание отверстий диа-
метром 70 мм под цапфы и четырех отверстий под фиксирующие
втулки диаметром 52 мм, а также двух отверстий под направляю-
щие штоки диаметром 64 мм производят на горизонтально-расточ-
ном станке, базируя (выверяя) корпус по предварительно расто-
ченным отверстиям под цапфы и обработанным площадкам.
При недостаточной точности горизонтально-расточного станка
чистовое растачивание отверстий под фиксирующие втулки
делительного устройства производят на координатно расточном
станке с горизонтальным шпинделем. Корпус при этом устана-
вливают на круглом поворотном столе и выверяют по отверстиям
под цапфы и обработанным площадкам. Чистовую обработку
площадок Б, Г, X, М, Л, Н, П и И под призмы, стойки,
пластины и другие детали производят шабрением или чистовым
фрезерованием с точностью на параллельность до 0,1 мм.
Шабрение или шлифование поверхностей можно производить
по двум вариантам: до сборки со стойками или после сборки.
При шабрении до сборки в качестве установочных баз используют
отверстия под цапфы и фиксирующие втулки делительного устрой-
ства. В отверстия под цапфы и отверстия фиксирующих втулок
на плотной посадке устанавливают контрольные оправки. На кон-
85
трольных оправках в двух призмах корпус устанавливают на кон-
трольной плите. По образующим двух контрольных оправок, на-
ходящихся во втулках делительного устройства, с помощью инди-
катора на стойке выверяют и устанавливают корпус в горизон-
тальной плоскости. После выверки корпус крепят струбцинами
к массивному угольнику. В этом положении шабрят все площадки,
находящиеся в одной плоскости, параллельной контрольной плите.
Для шабрения площадок, находящихся под углом 90°, корпус
поворачивают в призмах на 90° и выверяют по контрольным оп-
равкам, находящимся в отверстиях фиксирующих втулок, с по-
мощью контрольного цилиндра или индикатором на стойке.
Чистовое растачивание отверстий под кондукторные втулки и
контрольных отверстий для координации устанавливаемых на
корпусе деталей (призм, стоек, пластин и др.) производят на коор-
динатно-расточном станке после сборки корпуса со стойками.
Приспособление, установленное на координатно-расточный станок,
проверяют по цапфам и обработанным площадкам. Корпус при
растачивании отверстий в двух позициях устанавливают поворо-
том и фиксацией его делительным устройством приспособления. '
Чистовая обработка площадок Б, Г, л, М, Л, Н, П, И вместо
шабрения может быть произведена чистовым фрезерованием на
координатно-расточном станке после сборки корпуса со стойками.
При этом фрезеровать можно только на специально приспособлен-
ных для этой цели координатно-расточных станках. Такие станки
оборудованы устройствами для сообщения столу, салазкам и
шпиндельной бабке механических подач. Фрезерование производят
при малой глубине резания (менее 0,5 мм) при подаче до 200 мм/мин.
На станках с винтовыми отсчетно-измерительными системами,
у которых винты выполняют как отсчетно-измерительные функции,
так и транспортные, фрезерование недопустимо.
Базовые поверхности рабочей (поворотной) части приспособ-
ления с одноопорной стойкой обрабатывают на токарном, гори-
зонтально-расточном или карусельном станках. С одной установки
подрезают торец и растачивают отверстие под цапфу. От базовых
поверхностей размечают и фрезеруют места под установочные и
зажимные элементы, затем их проверяют и подгоняют, для чего
поворотную часть устанавливают на угольнике по базовому торцу
и отверстию под цапфу. Проверку и подгонку поверхностей под
установочные элементы можно выполнять и после сборки поворот-
ной части со стойкой. При раздельной обработке отверстия под
установочные и направляющие элементы растачивают на коорди-
натно-расточном станке с горизонтальным шпинделем и на
круглом или универсальном столе на станке с вертикальным
шпинделем.
Корпус базируют по торцовой поверхности и обработанному
отверстию под цапфу, для чего в отверстие стола устанавливают
ступенчатый палец с размерами, соответствующими диаметру от- »
верстиями в столе и отверстию в корпусе.
86
Рис. 48. Корпус поворотного одноопорного приспособления
Поворотную часть приспособления (рис. 48) первоначально
обрабатывают на карусельном станке, на котором подрезают
торец В и предварительно растачивают отверстие под палец 2,
фрезеруют места под прихват 1 и проушины. Затем торец шабрят.
Отверстия в корпусе рекомендуется растачивать на станке с вер-
тикальным шпинделем с помощью универсального стола. В пер-
вой позиции после выверки стола корпус устанавливают на мер-
ные планки и выверяют по отверстию под цапфу вращением стола
относительно индикаторного центроискателя, установленного
в шпинделе станка. Далее производят чистовое растачивание от-
верстия под пальцы 2 и 3, после чего шпиндель устанавливают
в исходное положение по отверстию под палец 2 и стол поворачи-
вают на 90° (во вторую позицию) относительно вертикальной
оси. В этом положении стола растачивают отверстия под кондук-
торные втулки. Вначале два отверстия под кондукторные втулки,
расположенные на одной оси, а затем два отверстия под углом 30°
к оси. В этой же позиции следует расточить отверстие под ось
откидного прихвата. При наличии координатно-расточного станка
с двумя шпинделями (вертикальным и горизонтальным) корпус
можно растачивать на круглом поворотном столе. Отверстия под
установочные пальцы растачивают вертикальным шпинделем,
а под кондукторные втулки — горизонтальным.
Погрешность межосевого расстояния кондукторных втулок
зависит от точности обработки отверстий под них и погрешностей
сборки. Отверстия в кондукторных плитах под постоянные втулки
обычно обрабатывают на координатно-расточных станках с обес-
печением точности по межцентровому расстоянию —0,01 мм.
87
Отверстия диаметром до 80 мм обрабатывают по 2-му классу
точности с допусками, соответствующими посадке Г, а отверстия
диаметром более 80 мм—с допусками, соответствующими по-
садке Т. При этом обеспечивается шероховатость посадочных
отверстий Ra = 1,25 мкм. В процессе сборки плит и постоянных
втулок наблюдается смещение осей отверстий втулок из поло-
жения, полученного при обработке кондукторной плиты. Основ-
ными причинами смещения осей при сборке являются’ разноетен-
ность втулок, равная удвоенному значению несоосности; нерав-
номерность усадки втулок, зависящая от фактического натяга
в соединении отверстие плиты — постоянная втулка и погреш-
ностей геометрической формы сопрягаемых поверхностей; нерав-
номерность контактных напряжений, зависящая от конфигурации
кондукторной плиты и расстояний между осями отверстий; пере-
кос сопрягаемых деталей относительно друг друга в процессе
сборки.
Смещение осей отверстий при запрессовке постоянных кон-
дукторных втулок объясняется еще тем, что втулки не могут быть
запрессованы одновременно. Поочередная запрессовка постоян-
ных кондукторных втулок при определенных соотношениях раз-
меров втулок и межосевого расстояния изменяет форму соседних
отверстий. Процесс запрессовки втулок в плиты сопровождается
усадкой втулки, причем величина усадки неравномерна по пери-
метру окружности, что приводит к смещению оси отверстия втулки
относительно оси отверстия плиты. Усадка втулок зависит от
толщины стенки и натяга в сопряжении. При небольших натягах
толщина стенки незначительно влияет на усадку, при больших
натягах это влияние возрастает. Погрешность межосевого рас-
стояния при запрессовке втулок в плиту составляет 10—50%
натяга. Рекомендуется втулки при сборке с большим натягом
охлаждать в жидком азоте. Для уменьшения влияния перекоса
втулок при сборке рекомендуется применять специальное винто-
вое приспособление.
При большом числе отверстий в плите постоянные втулки
следует запрессовывать в определенном порядке: вначале те, кото-
рые находятся на периферии с противоположных сторон через
одну, а затем в шахматном порядке. Необходимо учитывать, что
устранение возникающей погрешности при сборке втулок с пли-
той путем притирки внутренних поверхностей втулок приводит
к искажению форм отверстий и межосевых расстояний. Следует
строго контролировать радиальное биение наружной посадочной
поверхности втулки относительно отверстия (допуск для точных
втулок 0,005 мм, для втулок пониженной точности 0,015 мм)
и отклонение формы внутреннего и наружного диаметров втулки.
Наружные поверхности втулок рекомендуется шлифовать по
фактическому размеру отверстия в плите с учетом заданного на-
тяга, а заходную часть втулки шлифовать с конусностью 0,005—
0,01 мм, что „способствует лучшему центрированию ртулки в плите.
88
Сверлильные приспособления к аг-
регатным станкам. Точность работы
сверлильных приспособлений на агре-
гатных станках в значительной мере
зависит от соосности шпинделя и по-
стоянной кондукторной втулки в плите
приспособления. Соосность шпинделя
и постоянной кондукторной втулки до-
стигается растачиванием отверстий в
многошпиндельной головке и плите при-
способления по одному графику коор-
динатных размеров и выверкой оси
.шпинделя и кондукторной втулки. При-
.меняется ряд способов выверки на со-
Рис. 49. Схемы выверки шпин-
деля и кондукторной втулки
на соосность двумя индика-
торами (а) и одним рычажным
индикатором (б)
осность шпинделя и кондукторных вту-
лок. На рис. 49, а показана распро-
страненная схема выверки деталей на
соосность с помощью двух индикаторов.
В отверстие шпинделя 1 вставляют ка-
либрованную оправку 2 с индикаторами
3 и 4, а в отверстие втулки 5 контрольную оправку 6. При соблю-
дении установленных размеров b и с индикаторы при повороте
шпинделя обкатываются вокруг оправки 6. Допускается установлен-
ная величина отклонения обоих индикаторов или на одном из них.
Метод проверки соосности двумя индикаторами характеризуется
большой собственной погрешностью. Выверка производится вне
кондукторной втулки, удаленной от ближайшего индикатора на
значительное расстояние. Имеют место и дополнительные погреш-
ности от силы тяжести оправки с индикаторами, от поворота
консольной оправки, из-за зазора в соединении втулка—оправка
и прогиба самой контрольной оправки. Расчетами установлена
погрешность 0,04—0,05 мм.
Московское специальное конструкторское бюро автоматиче-
ских линий и агрегатных станков (МСКБ АЛ и АС) рекомендует
производить выверку на соосность с использованием одного ры-
чажного индикатора в крайнем переднем положении агрегатной
головки (в конце рабочего хода), чтобы исключить возможность
увеличения смещения осей шпинделя и втулки вследствие непа-
раллельное™ оси вращения шпинделя к направлению агрегатной
головки. Выверку следует производить по двум шпинделям.
В отверстие шпинделя 7 вставляют оправку 8 с рычажным инди-
катором Р, щуп которого касается внутренней поверхности кон-
дукторной втулки 10 на расстоянии /. Несовпадение осей опре-
деляется при обкатывании шпинделя с индикатором как половина
наибольшего показания индикатора при полном обороте шпин-
деля.
При выверке на соосность в качестве первой пары шпиндель—
втулка следует выбирать шпиндель, предназначенный для обра-
89
ботки самого точного отверстия, и соответствующую ему втулку
и обеспечить для него наиболее высокую точность выверки.
В качестве второй пары для выверки следует принимать наиболее
удаленный шпиндель из числа связанных с первым.
Для проверки параллельности осей кондукторных втулок
к направляющим агрегатной головки в кондукторной плите пре-
дусматривают технологическое отверстие, в которое встав-
ляют контрольный валик 11. Непараллельность осей опреде-
ляют по показаниям индикатора при его перемещении на
150 мм и измерении в двух взаимно перпендикулярных пло-
скостях.
На Минском заводе автоматических линий применяется метод
взаимной ориентации силового агрегата и приспособления агре-
гатно-расточного станка, исключающий влияние непараллель-
ное™ оси вращения шпинделя относительно направления рабочей
подачи на величину суммарной погрешности координатного и
углового расположения осей расточенных головок. Первоначально
проверяют параллельность оси силового агрегата относительно
поверхностей приспособления или эталона. Для оценки точности
силовой агрегат 1 (рис. 50, а) с закрепленным на нем измеритель-
ным прибором 2 перемещают в направлении рабочей подачи. Щуп
прибора касается технологического отверстия приспособления
(эталона) 3 или установленной в нем контрольной оправки 4
(рис. 50, б). В последнем варианте должно быть соблюдено усло-
вие I > 2d. Величину непараллельности определяют разностью
предельных показаний прибора на длине перемещения. Чтобы
исключить влияние конусности отверстия или оправки, измере-
ния выполняют дважды, устанавливая щуп в диаметрально
противоположных точках, и определяют действительное значение
непараллельности как полуразность результатов двух измерений.
Когда длина отверстий мала, контроль угловой взаимной ориен-
тации узлов можно выполнять (рис. 50, в, г) относительно базовых
элементов (пальцев 5, платиков, призм и т. д.) приспособления,
плоскостей эталона проверочных линеек б, угольников 7 и др.
Погрешности используемых проверочных линеек 6 и угольников 7
исключают из результатов измерения.
После выверки параллельности рабочего перемещения сило-
вого агрегата относительно приспособления выверяют и совме-
щают точку А пересечения оси /—/ вращения шпинделя и пло-
скости III—III с осью II—II контрольной поверхности
(рис. 50, д, е). Силовой агрегат устанавливают в положение,
соответствующее началу обработки (рис. 50, ж, з). Измерительный
стержень индикатора S, закрепленного на шпинделе, либо кон-
тактный щуп 10 располагают в плоскости ///—///, чтобы он ка-
сался поверхности эталона 9 или приспособления. Ошибку сов-
мещения выверяемых элементов определяют как наибольшую
алгебраическую полуразность показаний индикатора 8 или 11
в диаметрально противоположных точках отверстия при повороте
S0
п)
Рис. 50. Схемы выверки на соосность расточных головок и установочного
приспособления [47]
шпинделя на 360°. По результатам измерений корректируют вза-
имную ориентацию узлов.
При проверке силовых агрегатов, растачивающих параллель-
ные или соосные отверстия с двух сторон, рекомендуется уста-
новить взаимную параллельность направлений перемещения (по-
дачи) агрегатов (предварительно один из них ориентируют отно-
сительно баз приспособления). Затем совмещение точек А и Б
(рис. 50, и) пересечения осей вращения каждого из шпинделей
и соответствующих плоскостей ИГ—ИГ и ИГ—III" располо-
жения вершин резцов с теоретической осью, параллельной на-
правлению подачи, увязанной с базовыми элементами приспособь
ления станка.
При проверке параллельности (рис. 50, к) на агрегате 1 за-
крепляют индикатор 2, измерительный стержень которого контак-
тирует с поверхностью оправки 4, установленной в шпинделе
агрегата 12. Силовые агрегаты совместно либо последовательно
перемещают в одном направлении так, чтобы точка контакта
стержня индикатора с оправкой после перемещения на длину
осталась неизменной. Величину непараллельности в каждой из
плоскостей измерения (горизонтальной или вертикальной) опре-
деляют как алгебраическую разность предельных показаний инди-
катора. Совмещение точек А и Б может быть произведено по
схемам, показанным на рис. 50, л, м. На одном из номинально
соосных шпинделей 4 (рис. 50, л) закрепляют индикатор 2 так,
чтобы его измерительный стержень, установленный в плоско-
сти III"—///", касался поверхности оправки 13 (закрепленной
в шпинделе второго агрегата и выверенной на минимальное бие-
ние) в плоскости ИГ—ИГ. Шпиндель с индикатором поворачи-
вают на 360°.
Измерительный стержень неподвижно установленного (на-
пример, на основании станка) индикатора 2 (рис. 50, м) касается
оправки 13, закрепленной в одном из соосных шпинделей и вы-
веренной на минимальное биение. По индикатору отмечают (в ка-
честве исходного) положение точки А пересечения оси вращения
шпинделя левого агрегата и плоскости ИГ—ИГ. Затем в пози-
цию измерения подводят оправку 3, установленную в шпинделе
второго силового агрегата (первый отводят). Величину несовме-
щения точек А и Б определяют как алгебраическую разность двух
измерений, выполненных последовательно для каждого из агре-
гатов.
При значительном расстоянии между силовыми агрегатами
в приспособлении закрепляют специальную оправку (рис. 50, я),
положение которой должно отвечать требованиям ориентации
оси О—б. Оправку устанавливают в призмы или соосные отвер-
стия эталона. Узлы можно выверять и с помощью эталона рис. 50, п.
Приспособления-спутники. В приспособления-спутники устана-
вливают детали, которые нельзя непосредственно установить в по-
зиционные приспособления. Обычно корпус (платформа) спутника
нижней плоскостью опирается на направляющие автоматической
линии. На его верхней плоскости размещают базовые элементы
для заготовки: опорные планки, установочные пальцы, призмы,
самоцентрирующее устройство и др. Корпусу спутника иногда
придают форму угольника для расположения базовых элементов
на вертикальной или наклонной плоскостях. Известно несколько
схем установки и фиксации спутников на автоматических линиях,
Нет наиболее распространена установка и фиксация спутника на
плоскость и два отверстия.
Применяют две схемы компоновки спутников. Спутники со
смонтированными на них кондукторными плитами, представля-
ющими собой комплексное приспособление со стабильным рас-
положением элементов базирования и направляющих элементов
(кондукторных втулок), и спутники без кондукторной плиты.
В последнем случае кондукторная плита смонтирована на позиции
линии.
Основной технологической задачей при изготовлении спутников
является обеспечение точности элементов установки спутника
на автоматической линии, точности взаимного расположения
этих элементов относительно базовых элементов для установки
детали и точности положения направляющих элементов при-
способления относительно базовых элементов для установки де-
тали на спутнике (размеров А, В, С, К и Е на рис. 51).
После предварительной обработки корпуса спутника шлифуют
или шабрят основание, боковые поверхности а (базу для раста-
чивания), а также поверхности для закрепления плиты. Затем
монтируют кондукторную плиту 4. При базировании заготовки
в спутнике по плоскости и двум отверстиям производят шабре-
ние плоскости под базовые планки 2. Корпус устанавливают
плоскостью а на универсальном поворотном столе координатно-
расточного станка и растачи-
вают отверстия в нижней пло-
скости под втулки фиксаторов
5, в верхней плоскости отвер-
стия под базирующие пальцы
/ив плите 4 отверстия под
кондукторные втулки 3.
По второй схеме компонов-
ки спутника, когда стационар-
ная кондукторная плита смон-
тирована в позиции линии,
должны быть обеспечены задан-
ные базовые размеры от осей кон-
дукторных втулок в плите до
опорно-установочных элемен-
тов, находящихся на спутнике.
Высотные размеры обеспечи-
ваются соблюдением заданных
Рис. 51. Спутник с базированием заго-
товки по плоскости и двум отверстиям
9S
допусков от основания плиты до осей кондукторных втулок и от
основания спутника до опорно-установочных элементов. В гори-
зонтальной плоскости положение осей кондукторных втулок и
опорно-установочных элементов обеспечивается с помощью тех-
нологических отверстий, расточенных в основании плиты, и уста-
новочных технологических пальцев на линии или в станине
станка. Отверстия под технологические пальцы и отверстия под
фиксирующие пальцы спутников согласовываются при растачи-
вании. В тех случаях, когда согласование указанных размеров
при растачивании затруднено, рекомендуется производить вы-
верку кондукторной плиты относительно шпинделей и базирующих
элементов спутника при зафиксированном положении спутника
на линии. Выверка производится с помощью контрольных вали-
ков и индикаторов.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ДЛЯ РАСТАЧИВАНИЯ
На рис. 52 показано расточное приспособление с пневматиче-
ским зажимом для растачивания несквозного отверстия в кор-
пусе 1. Корпус базируют по цилиндрическому выступу и торцу
опорного кольца 2, дополнительно центрируют по запрессован-
ному в нее коническому кольцу 3 с помощью пружинного центри-
рующего элемента приспособления 4. В горизонтальной плоскости
Рис/52. Приспособление для растачивания корпусной детали
^94 ,
корпус устанавливают винтами 5. Инструмент для растачивания
направляется вращающимися втулками 6 и 7. Корпус зажимают
за патрубок с помощью быстросменной шайбы 8 и за фланец
тремя прихватами 9. Зажимные устройства приводятся в действие
пневмоприводом. При подаче сжатого воздуха в полость А пор-
шень 10 опускается, а цилиндр 11 перемещается вверх. Первое
движение передается на шайбу 8, а второе на прихваты 9. Для
смены инструмента прихваты отводят вручную. Корпус при-
способления сборный, состоит из основания корпуса 12 и крон-
штейна 13. Рекомендуется изготовлять обе части корпуса неза-
висимой обработкой и для координации положения кронштейна 13
относительно осрования корпуса 12 использовать контрольные
штифты 14. Основание корпуса 12 обрабатывают в следующей
последовательности. Нижнюю опорную поверхность и площадку
под кронштейн 13 фрезеруют, шабрят или шлифуют. Затем на
карусельном станке протачивают буртик и подрезают торец под
кольцо и центрирующий элемент приспособления 4. На горизон-
тально-расточном станке растачивают отверстия под направля-
ющие втулки штока поршня, стержней прихватов 9, под оси ко-
ромысел и штыри.
Посадочные отверстия под шариковые подшипники втулки 7
и контрольные штифты рекомендуется растачивать на координатно-
расточном станке с двумя шпинделями. Основание корпуса 12
устанавливают на круглом поворотном столе и выверяют индика-
торным центроискателем по выступу и торцу под опорное кольцо 2
и по разметочной риске, проходящей через продольную ось при-
способления. Отверстия под подшипники растачивают горизон-
тальным шпинделем по следующим вариантам. По первому ва-,,
рианту растачивают посадочное отверстие под один подшипник
и технологический поясок вблизи второго посадочного отверстия.
Затем стол поворачивают на 180° и по расточенному технологи-
ческому пояску индикаторным центроискателем проверяют по-
ложение оси отверстия, после чего растачивают отверстие под
второй подшипник. По второму варианту отверстие под второй
подшипник можно растачивать в одной позиции без поворота
стола специальной расточной оправкой с направлением подачи,
противоположным растачиванию первого отверстия.
/ Придрастачивании отверстий по второму варианту основание
корпуса 12 можно устанавливать на прямоугольном столе станка.
Отверстия под контрольные штифты 14 растачивают вертикальным
шпинделем. В тех случаях, когда отсутствует координатно-расточ-
ный станок с двумя шпинделями, отверстия под подшипники и
контрольные отверстия под штифты растачивают на универсаль-
ном поворотном столе. В этом случае отверстия под подшипники
растачивают при горизонтальном положении оси стола, а отвер-
стия под контрольные штифты после поворота стола на 90°.
У кронштейна 13 фрезеруют, после чего шабрят или шлифуют
опорную поверхность. Затем на горизонтально-расточном станке
95
устанавливают кронштейн по разметочной риске и предварительно
растачивают отверстия под подшипники, используемые в даль-
нейшем в качестве технологической базы. После этого шабрят
опорные поверхности и зачищают торец.ГНа координатно-расточ-
ном станке растачивают отверстия п<5д контрольные штифты 14
со стороны опорной поверхности. Для этого кронштейн торцом
крепят к угольнику и выверяют по нижней опорной поверхности.
Чистовое растачивание отверстий под подшипники производят
в приспособлении с базированием кронштейна под контрольные
штифты 14 на пальцах. Шпиндель расточного станка в исходное
положение устанавливают относительно пальцев, а по высоте
относительно нижней опорной поверхности по фактическим раз-
мерам у основания корпуса 12 от площадки Б под кронштейн
до оси отверстий под подшипники втулки 7. Кронштейн 13 уста-
навливают на площадку Б основания корпуса 12, базируя на
штифты 14, и крепят четырьмя болтами. При этом оси направля-
ющих отверстий втулок 6 и 7 будут совпадать. Опорное кольцо 2
по высоте подгоняют после определения фактических размеров
от оси направляющих втулок до опорной поверхности под кольцо 2
в детали 12.
Крупногабаритные приспособления изготовляют сборными.
Сборное приспособление обычно состоит из корпуса с установоч-
ными элементами и кронштейнов с отверстиями под кондукторные
втулки и других узлов. Окончательную обработку корпусов таких
приспособлений производят после сборки или до этого. Метод
обработки определяют в зависимости от конструкции корпуса,
технических требований к нему и от наличия парка оборудования.
Окончательная обработка после сборки элементов корпуса обес-
печивает получение повышенной точности корпусов. Однако при
их больших размерах обработка не может быть осуществлена на
прецизионном оборудовании. В таком случае производится точная
обработка элементов с координацией их при сборке по технологи-
ческим базам. Взаимная координация узлов приспособления до-
стигается с помощью технологических отверстий, расточенных
в корпусе и кронштейнах, или с помощью шпоною
При изготовлении сборных корпусов для координации деталей
при сборке находят широкое применение технологические отвер-
стия. После тщательной обработки базовой поверхности деталей
в них растачивают на координатно-расточном станке два техноло-
гических отверстия по диагонали относительно оси детали. Даль-
нейшую обработку деталей ведут от технологических отверстий,
как от базы. В некоторых случаях при растачивании направля-
ющих отверстий используют приспособления с установочными
пальцами, по которым деталь базируют на технологические отвер-
стия__!На координатно-расточном станке с двумя шпинделями
рабочие и технологические отверстия можно растачивать с одной
установки детали. Технологические отверстия растачивают гори-
зонтальным шпинделем, а рабочие — вертикальным. У деталей
86
типа призм и установов технологические отверстия можно раста-
чивать после шлифования рабочих поверхностей. Плиту, на ко-
торой монтируют деталь, тщательно обрабатывают по нижней
и верхней поверхностям шлифованием или шабрениём) *3атем на
координатно-расточном станке растачивают технологические отвер-
стия. При сборке детали соединяют с плитой цилиндрическими
штифтами, запрессованными в технологические отверстия. Если
нельзя расточить технологические отверстия в корпусе, коорди-
нация положения узлов и обеспечение базовых размеров между
опорно-установочными элементами и кондукторными втулками
достигается взаимным согласованием при сборке.
Корпус устанавливают на контрольной плите, кронштейны
предварительно располагают по разметке и выверяют по техноло-
гическим поверхностям. Затем в отверстия под кондукторные
втулки вставляют по плотной посадке контрольные оправки и с по-
мощью рейсмуса с индикатором и концевых мер проверяют поло-
жение контрольных оправок относительно установочных элемен-
тов в корпусе. После достижения размера в заданных допусках
в корпусе и кронштейнах сверлят и развертывают отверстия,
а затем запресс’овывают контрольные штифты.
Кронштейн можно установить с помощью эталона. Эталон
имеет точно обработанные базовые поверхности и отверстия,
изготовленные по координатным размерам отверстий под кон-
дукторные втулки. Эталон устанавливают на установочные эле-
менты корпуса. С помощью контрольных оправок, вставленных
в отверстия кронштейнов и отверстия эталона, производят коорди-
нацию положения отверстий под кондукторные втулки, после
чего в кронштейне и корпусе сверлят и развертывают отверстия,
а затем запрессовывают контрольные штифты.
Рассмотрим изготовление составного корпуса приспособления
для алмазного растачивания блока тракторною двигателя (рис. 53).
Корпус должен быть изготовлен с высокой точностью. Особо
высокие требования в части точности изготовления предъявляются
к соосности направляющих втулок, величинам и равномерному
распределению зазоров между борштангой и направляющими
Рис. 53. Корпус приспособления для растачивания блока двигателя ' ।
4 М. М. Палей	М .
втулками, а также втулкой и постоянной втулкой в кронштейне.
Оси втулок должны быть на точном расстоянии от установочных
элементов, а при растачивании нскольких отверстий координаты
направлгйощих отверстия должны быть выдержаны в пределах
допусков 0,02—0,03 мм.
Приспособление состоит из плиты 1, двух боковых кронштей-
нов 2 с направляющими втулками и трех кронштейнов 3. В двух
кронштейнах имеется по одному отверстию под втулку бор-
штанги, а в трех кронштейнах по два отверстия под направляющие
втулки борштанг. Растачиваемый блок базируют на установочных
пластинках и по двум пальцам 4, запрессованным в отверстиях.
Постоянные направляющие втулки в кронштейнах изготовляют
из бронзы. Размеры приспособления значительны, что дает осно-
вание рекомендовать раздельную окончательную обработку дета-
лей приспособления. Нижнюю плиту и кронштейны после пред-
варительной механической обработки подвергают нормализации
для снятия внутренних напряжений. Нижнюю и верхнюю по-
верхности шлифуют или шабрят. Опорные поверхности проверяют
на плоскостность контрольной линейкой и на контрольной плите
1-го класса на краску. Затем на верхней поверхности плиты на
горизонтально-расточном станке дисковой фрезой фрезеруют шпо-
ночный паз. Боковые поверхности шпоночного паза после фрезе-
рования шабрят. Прямолинейность боковых поверхностей про-
веряют контрольной линейкой, а размеры по ширине концевыми
мерами. Отклонения от прямолинейности и размеров на участках
установки шпонок не допускаются. Так как боковые поверхности
шпонок являются технологическими базами при сборке крон-
штейнов. После установки тщательно доведенных шпонок на
координатно-расточном станке растачивают отверстия под уста-
новочные штыри.
У кронштейнов основными базами при сборке являются ниж-
ние поверхности и шпоночные пазы. Чистовая обработка крон-
штейнов начинается с тщательного шабрения и проверки на
краску нижней поверхности. При проверке на контрольной
плите должно быть 25—20 пятен на площади 25 мм2. Шпоночный
паз шлифуют или шабрят. Боковые стороны шпоночного паза
предварительно проверяют на контрольной плите индикатором,
а ширину паза концевыми мерами. Окончательную проверку
производят контрольной шпонкой.
На горизонтально-расточном станке кронштейн устанавливают
на нижнюю опорную поверхность и по шпоночному пазу. Отвер-
стия растачивают под постоянные втулки, которые запрессовы-
вают под прессом и затем растачивают на горизонтально-расточ-
ном станке с припуском 0,5 мм под окончательное растачивание.
Окончательное растачивание кронштейнов производят на ко-
ординатно-расточном станке. Кронштейн устанавливают и кре-
пят на угольнике или в приспособлении с базированием по ниж-
ней поверхности и шпонке. При наличии координатно-расточного
98
станка с горизонтальным шпинделем приспособление для уста-
новки кронштейна крепят на столе станка. Торец и отверстие
обрабатывают с одной установки. Отверстие в постоянных втулках
растачивают доведенным резцом. Шероховатость поверхности
должна быть не выше Ra — 0,63 Мкм. Расточенное отверстие про-
веряют на краску и шабрят по контрольной оправке. У крон-
штейнов проверяют параллельность оси отверстия базовой по-
верхности и шпонкам на контрольной плите 1-го класса с помощью
контрольной оправки и индикатора, закрепленного на штаген-
рейсмусе, и концевых мер. При сборке кронштейны устанавливают
на нижнюю плиту на шпонки и предварительно закрепляют
болтами. Болты нужно затягивать равномерно, иначе можно
нарушить соосность расположения отверстий направляющих
втулок. После проверки соосности собранных кронштейнов свер-
лят и развертывают контрольные отверстия в кронштейнах и
плите.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ
Основной технологической задачей при изготовлении фрезерных
приспособлений является обеспечение параллельности обраба-
тываемой плоскости детали направлению подачи. Выполнение
указанной задачи достигается согласованием базовых поверх-
ностей (установочных элементов) относительно опорно-установоч-
ных поверхностей приспособления и ориентирование приспособле-
ния по пазам стола. Технологический процесс изготовления фре-
зерных приспособлений строится в зависимости от схем базирова-
ния и конструкции установочных элементов. Корпус приспособ-
ления начинают обрабатывать с нижней опорной поверхности,
шпоночных пазов и крепежных отверстий, затем обрабатывают
места под установочные элементы и остальные поверхности.- Чи-
стовую обработку установочной поверхности корпуса приспособ-
ления производят фрезерованием или шлифованием. Корпус
фрезерного приспособления может быть монолитным (литым
и сварным) или сборным-^
Рассмотрим в качеств примера процесс изготовления при-
способления, показанного на рис. 54, для фрезерования всасыва-
ющей трубы двигателя. Заготовки устанавливают базовыми отвер-
стиями на два пальца 2 и прихватами 1 прижимают базовыми
плоскостями к опорным плиткам. Прихваты 1 приводят в действие
от двух эксцентриков 5 с рукояткой 3 через компенсирующий
механизм 4. Рукояткой 6 к заготовке подводят плунжер 9 посред-
ством пружины 7 и клина 8. Основной технологической задачей
при изготовлении этого приспособления является обеспечений
перпендикулярности опорной плитки основанию приспособления
и параллельности базовых пальцев основанию. Указанные тре-
бования достигаются обработкой на горизонтально-расточном
4*	99
А~А
Рис. 54. Приспособление для фрезерования всасывающей трубы
двигателя
станке установочных элементов с базированием на обработанное
основание приспособления.
Основные операции изготовления приспособления следующие.
После разметки фрезеруют основание корпуса и места под спорт
ные плитки. Затем фрезеруют место под установочные элементы —
опорные плитки, проушины под эксцентрики и для закрепления
корпуса, после чего шлифуют базовые поверхности основания
корпуса и места под опорные пластины. На горизонтально-расточ-
ном станке растачивают отверстия. под-установочные палъцы J?.
На этой операции корпус приспособления базируют по-основа-
нию и выверяют по местам под опорные пластины. На этом же
станке сверлят й развертывают отверстия под оси эксцентриков
ирукоятки, отверстия под пружины 7, клин 8 и втулку плунжера Р.
Сверление и нарезание.резьб под болты, для прихватов и крепле-
ния опорных пластин производят при сборке.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ДЛЯ ТОКАРНЫХ, КРУГЛОЩЛИФОВАЛЬНЫХ
ИЗУБООБР АБА ТЫ БАЮЩИХ СТАНКОВ
Приспособления этой группы делят на две подгруппы: для
закрепления деталей на шпинделе станка и для закрепления де-
талей в центрах. К первой подгруппе относят различные устано-
вочно-зажимные устройства в виде патронов и консольных опра-
вок. Корпусы крупных приспособлений устанавливают на перед-
100
нем конце шпинделя с помощью переходных фланцев. В качестве
основной и технологической базы при изготовлении корпусов
с фланцевым креплением рекомендуется принимать посадочное
место соединения со .шпинделем или планшайбой.
Базовые поверхности предварительно обрабатывают на то-
карных станках в самоцентрирующем патроне, а окончательно
после термической обработки — на внутришлифовальном станке.
Чистовую обработку термически необработанных поверхностей
осуществляют на токарных станках. Применяя инструмент из
эльбора-Р и других композиционных сверхтвердых материалов,
чистовую обработку базовых поверхностей можно производить
и после термической обработки на станках токарной группы.
При окончательной обработке базовых поверхностей обычно пред-
варительно обработанную базовую поверхность используют в ка-
честве проверочной базы.
Когда базовые поверхности неудобно обрабатывать на токар-
ном или карусельном станке, их обрабатывают на горизонтально-
расточном станке. После обработки базовых поверхностей обра-
батывают места под опорно-установочные элементы; Например,
при обработке корпуса, имеющего форму планшайбы с уголь-
ником, после обработки базовой поверхности фрезеруют плоскую
поверхность под установочные элементы (рис. 55). Затем на кон-
трольной плите шабрят указанные поверхности параллельно
оси планшайбы. Для этой цели корпус базовым торцом струб-
цинами прикрепляют к массивному угольнику. Правильность
установки корпуса проверяют по параллельности образующей
базового отверстия к контрольной плите с помощью индикатора,
закрепленного на стойке.
При малой длине образующей посадочного отверстия, не обес-
печивающего правильную выверку корпуса, рекомендуется для
его установки использовать приспособление в виде угольника
с установочным пальцем. В этом случае корпус базируют по
Рис. 55. Токарные приспособления с базированием заготовки
по двум пальцам (а) и в призме (б)
101
Рис. 56. Схема проверки парал-
лельности отверстия в корпусе
базовому отверстию и торцу. Если
выверка корпуса на угольнике
описанными выше способами за-
труднена, то в центре фланца при
одной установке (с обработкой
базового отверстия) растачивают
технологическое отверстие (рис. 56)
и в него на плотной посадке
вставляют контрольную оправку
2. Корпус 1 базовым торцом кре-
пят к угольнику 3,а параллель-
ность его установки проверяют
индикатором по параллельности
образующей контрольной оправки 2 к контрольной плите 4.
Если корпус приспособления состоит из планшайбы и уголь-
ника и они изготовляются раздельно, то после их соединения
проверка производится, как было описано выше (при необходи-
мости производят подгонку деталей в собранном виде). После
подгонки плоской поверхности под установочные элементы изме-
ряют концевыми мерами с помощью рейсмуса с индикатором
фактическое расстояние этой поверхности до оси. Эти данные
используют для подгонки размера установочного элемента, обес-
печивающего соблюдение его расстояния до оси корпуса. Напри-
мер, если в приспособлении для базирования обрабатываемой
детали в качестве установочного элемента используют призму, то
необходимо обеспечить совпадение оси корпуса с осью детали,
закрепляемой в призме. Это достигается подгонкой призмы по
высоте, для чего измеряют положение опорного места под призму
относительно оси корпуса и положение оси контрольной оправки,
имеющей диаметр, равный диаметру закрепляемой детали, отно-
сительно опорного торца призмы.
Отверстия в корпусе под установочные пальцы, не лежащие
на оси корпуса, растачивают на координатно-расточных или го-
ризонтально-расточных станках. Корпус при растачивании уста-
навливают на базовый торец и выверяют по плоской поверхности
под установочные элементы.
У консольных корпусов (с хвостовиком) в качестве базы для
обработки наружных поверхностей используют центровые отвер-
стия. Окончательную обработку внутренних поверхностей, кон-
центричных хвостовику, рекомендуется производить после чисто-
вой обработки хвостовика, принимая его за базу. При этом корпус
хвостовиком устанавливают в шпиндель станка или в оконча-
тельно обработанную втулку.
На рис. 57 показан специальный патрон для растачивания
отверстия для пальца в поршне на токарно-револьверном станке.
Поршень устанавливают нижним торцом и обработанным пояском
в юбке на палец 2. Посадкой на палец достигается совмещение
оси обрабатываемого отверстия с вертикальной плоскостью сим-
102
метрии поршня. Опорой на буртик этого пальца достигается рас-
положение того же отверстия на заданном расстоянии от нижнего
торца пальца. Ловитель 1 поворачивает поршень при установке
настолько, чтобы бобышки расположились по оси шпинделя.
Основной технологической задачей является обеспечение положе-
ния оси пальца 2 и высоты его буртика относительно оси приспо-
собления. Достигается это растачиванием .отверстия под палец
на координатно-расточном станке.
Литой корпус приспособления после отжига размечают, на-
нося осевые риски. Вначале обрабатывают посадочное место кор-
пуса в четырехкулачковом патроне, после чего сверлят и раста-
чивают отверстие под втулку 6, предназначенную для направле-
ния расточной оправки при обработке поршня. Затем сверлят и
нарезают отверстия для крепления корпуса с планшайбой.
Закрепив корпус на планшайбе, обтачивают его наружную по-
верхность. На горизонтально-расточном станке сверлят и развер-
тывают отверстия под оси прихвата 4 и шарнирного винта 8,
переустанавливают и выверяют корпус. Корпус базовой поверх-
ностью устанавливают на стол. В отверстие под втулку 6 устанав-
ливают контрольную оправку. По оправке с помощью индикатор-
ного центроискателя выставляют шпиндель так, чтобы его ось
проходила через ось корпуса, после чего подрезают торец и раста-
чивают отверстие под установочный палец 2. Иногда эту операцию
выполняют на универсальном столе координатно-расточного
станка. В этом случае корпус базируют на пальце, установленном
в центре стола по отверстию под втулку 6.
После обработки торца под буртик пальца 2 определяют фак-
тическое расстояние его до оси корпуса. По фактическому pas-
tes
меру подгоняют толщину бурта пальца для обеспечения заданного
размера от торца юбки до оси отверстия под палец в поршне.
Затем сверлят и нарезают резьбу под крепежные болты, запрес-
совывают палец 2, устанавливают рычаг 1 с пружиной 3, соби-
рают с корпусом прихват 4 с качающейся пятой 5, шарнирным
болтом 8 и гайкой 7.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ УСП И КОНТРОЛЬНЫХ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Изготовление деталей УСП. Базовые и опорные детали УСП
(как и часть установочных направляющих деталей) изготовляют
из хромоникелевой низкоуглеродистой стали 12ХНЗА. Цемен-
тация заготовок с последующей закалкой обеспечивает сохран-
ность размеров и формы в течение ряда лет непрерывной работы.
Базовые опорные и направляющие детали изготовляют и по
1—2-му классам точности.
В качестве заготовок для базовых деталей используют точное
литье или поковки. Применяется также штамповка в универ-
сально сборных штампах и в • подкладных штампах с закреп-
ленной нижней плитой. При штамповке прямоугольных плит
возможно исключение обработки полости карманов. Находят
применение сварные и сварно-кованые заготовки. Заготовки
плит отжигают и после предварительной механической обра-
ботки нормализуют, затем предварительно шлифуют плоскости
и торцы. -
Т-образные пазы рекомендуется обрабатывать в определенной
последовательности. Шпоночные лазы фрезеруют набором фрез
на горизонтально-фрезерном станке с оставлением припуска под
шлифование. Поле цементации на вертикально-фрезерном станке
.фрезеруют Т-образные пазы. Обработка пазов в указанной после-
довательности уменьшает внутреннее напряжение. При серийном
изготовлении деталей крепежные отверстия рекомендуется свер-
лить на станках с ЧПУ. При крупносерийном производстве дета-
лей возможно применение агрегатных станков с групповой на-
ладкой. Резьбы нарезают метчиками с направлением с исполь-
зованием специальных накладных кондукторов.
.--У плиты с устройством для гид’ропневматического зажима
сверлят и растачивают отверстия для маСлйных каналов. Отвер-
стия для каналов рекомендуется обрабатывать сверлами с углом
спирали более 45° или оружейными сверлами. Выточки под саль-
никовые уплотнения растачивают с помощью специального расточ-
ного патрона. Стружку из каналов удаляют механической очист-
кой или электрохимической обработкой.
Закладку рекомендуется вести под прессом. После закалки при
температуре 780° С в масле и отпуска в масляной ванне при 170° С
С выдержкой 4 ч твердость изготовляемых деталей должна быть
В пределах HRC 60—64.	....
104
После предварительного шлифования по плоскости и боковым
поверхностям с точностью по параллельности и перпендикуляр-
ности в пределах 0,03 мм на 200 мм производится искусственнее
старение для_окончательного снятия напряжения перед чистовой
обработкой.) Искусственное старение заключается в медленном
нагреве деталей до температуры 120—140° С с выдержкой в тече-
ние 6—10 ч и последующим медленным охлаждением вместе с печью.
Окончательное шлифование ведется с охлаждением при большом
числе проходов и в различных направлениях. Желательно плиту
шлифовать в несколько приемов с перерывами 5—6 дней Оконча-
тельный проход обеих сторон плит при выхаживании выполняют
после выключения магнитного стола. После шлифования основную
поверхность плиты доводят на чугунных плитах. Доводку, как
правило, ведут на двух плитах предварительной и окончательной
обработки. Опорные поверхности плит рекомендуется шлифовать
кругами из эльбора.
Боковые поверхности плит шлифуют при их установке, как
правило, на больших весьма жестких угольниках. Прошлифован-
ные плиты контролируют. Для контроля перпендикулярности
сторон применяют приспособление, показанное на рис. 58, а.
На стойке штангенрейсмуса монтируют две подвижные рамки,
в нижней рамке устанавливают упорную линейку, а в верхней —
индикатор: Контролируемую плиту устанавливают на ребро.
Перемещением прибора вдоль плиты определяют перпендикуляр-
ность боковой поверхности к основанию плиты. После обработки
основных и боковых поверхностей шлифуют пазы торцом круга
npworo профиля, имеющего небольшое поднутрение, или же
конической поверхностью чашкообразного круга, в последнем
Рис. 58. Приспособления для проверки плит
105
случае с установкой обрабатываемой пли-
ты в приспособлении (рис. 59). При шли-
фовании пазов вначале обрабатывают одну
сторону паза с контролем шага, затем
шлифуют вторую сторону с контролем
ширины паза по блоку концевых мер. Для
контроля шага и параллельности пазов
применяют микрометры, у которых на
скобе с наружной стороны пятки сделана
выборка.
Для контроля шага и параллельности
пазов некоторые заводы применяют инди-
каторный шагомер (рис. 58, б). Шагомер
базируют на плите в трех точках. Две дру-
Рис. 59. Приспособление гие неподвижные опоры шагомера устанав-
для шлифования пазов ливают вдоль паза. Подвижный штифт
жестко связан с наконечником индика-
тора, закрепленного на корпусе. Приспособление настраивают
по блоку концевых мер.
В качестве примера рассмотрим окончательную обработку
установочной опоры А для установки валов, центров и других
круглых элементов при сборке УСП (рис. 60). Окончательную
обработку таких деталей начинают со шлифования двух плоско-
стей 3 и 4 (рис. 60, а, б), на которые выходит установочное отвер-
стие. Затем шлифуют отверстие на внутр ишлифовальном станке
с оставлением припуска 0,01—0,015 мм под доводку (рис. 60 а).
В доведенное отверстие плотно вставляют оправку, концы которой
укладывают на мерные планки, а конец шлифуемой детали под-
пирают специально подобранной пластинкой (рис. 60, г). Деталь
с опорами устанавливают на магнитную плиту плоскошлифоваль-
ного станка и шлифуют сторону 5, выдерживая высоту h с допу-
ском 0,01 мм. Сторону 6 шлифуют на магнитном столе (рис. 60, б).
Применяя ту же оправку, две мерные плитки и базовый цилиндр,
на магнитном столе шлифуют сторону 1, выдерживая размер с до-
Рис. 60. Схема шлифования установочной опоры
106
пуском ±0,01 мм (рис. 60, е). Затем на магнитной плите шлифуют
сторону 2, выдерживая размер Н (рис. 60, ж). Снятие заусенцев
и притупление кромок рекомендуется производить электрохими-
ческим методом.
Изготовление контрольных приспособлений. Контрольные при-
способления представляют собой конструктивное сочетание уста-
новочных узлов для базирования проверяемых деталей, зажимных
устройств и измерительных элементов, предназначенных для
контроля размеров деталей. В контрольных приспособлениях
применяются также вспомогательные устройства: ползуны для
перемещения измерительных элементов, передаточные устройства
между контролируемой деталью и отсчетным или предельным
измерителем, поворотные устройства и др. Для проверки и на-
стройки контрольных приспособлений применяют эталоны. Для
контроля мелких и средних деталей приспособления могут быть
стационарными, а для контроля крупных деталей — накладными.
Контрольные приспособления делят на предельные и отсчетные.
В стационарных приспособлениях детали и узлы приспособ-
ления устанавливают на общей плите или корпусах различной
формы.'(Особенности технологии изготовления контрольных при-
способлений связаны с высокими требованиями к их точности.
Погрешности контрольных приспособлений должны находиться
в пределах 10—20% допуска на изготовление проверяемой детали.
Точность формы и геометрические размеры основных деталей
контрольных приспособлений изготовляют по 1-му классу и точ-
нее. Шероховатость поверхности не ниже Ra = 0,32 мкм, а в ряде
случаев должна находиться в пределах Rz = 0,1 -г-0,04 мкм.
Точность деталей контрольных приспособлений измеряется в спе-
циальных измерительных пунктах, где поддерживается постоян-
ная температура 20	0,5° С. Точность деталей оценивается
спустя 24 ч после окончания их обработки.
При проверке приспособлений применяют прецизионные кон-
трольные плиты и линейки. В качестве эталона длины применяют
плоскопараллельные концевые меры первого класса./Круглость
деталей проверяют на кругломерах. Координатные размеры при-
способлений рекомендуется проверять на коордййатно-измеритель-
ных машинах фирмы SIP (Швейцария) или на отечественных!
2431 и 2455. Финишная обработка ответственных и точных дета-
лей и сборка приспособлений должны выполняться в термокон-
стантных условиях. Шлифовальные круги перед шлифованием
должны подвергаться тщательной статической и затем динамиче-
ской балансировке на специальных станках.
На финишных операциях применяют прецизионные станки.
На точность обработки и шероховатость поверхности значительное
влияние оказывают характеристики шлифовальных кругов и ре-
жимы шлифования. Рекомендуется для шлифования направля-
ющих чугунных корпусов с шероховатостью поверхности Ra =*
= 0,2 -г-0,4 мкм применять круги из электрокорунда белого
lot
24А40МЗ—СМ1 8K1; скорость стола 30 м/мин. Подача на глу-
бину при предварительном шлифовании не должна превышать
0,014—0,016 мм/дв. ход, а при окончательном шлифовании должна
быть 0,002—0,006 мм/дв.ход. При шлифовании деталей типа
шпинделей и гильз с точностью 0,5—1 мкм и шероховатостью
поверхности Ra = 0,05-г-0,1 мкм рекомендуется применять круги
с характеристикой 24А16МЗ—СМ18К5 при следующих режимах
шлифования: скорость круга 30—35 м/с, скорость детали 15—
16 м/мин, подача на глубину 0,001—0,002 мм/дв. ход, продольная
подача 200—400 мм/мин. Перспективным является применение
кругов из эльбора.
Технологический процесс изготовления и сборки деталей
должен учитывать технологическую наследственность и меры по
стабилизации размеров. Литые заготовки после предварительной
обработки нужно подвергать естественному или искусственному
старению. Рекомендуется корпуса приспособлений для высоко-
точных измерений изготовлять из чугуна, стойкого против короб-
ления (СЧ 24—44 или СЧ 28—48). Режимы термической обработки
деталей должны обеспечивать минимальные остаточные внутрен-
ние напряжения. Между предварительным и чистовым шлифова-
нием рекомендуется перерыв 2—5 дней. После предварительного
шлифования надо проводить стабилизирующий отпуск при 160—
250° С. Достигаемая точность на финишных операциях во многом
зависит от подготовки баз. Рекомендуется центровые отверстия
деталей, имеющих форму тела вращения, шлифовать на центро-
шлифовальных станках, имеющих планетарное движение шпин-
деля станка, так как в этом случае погрешность предыдущей
обработки шеек не копируется на точность обработки центрового
гнезда. Центровые отверстия можно притирать. Плоские базовые
поверхности шлифуют на прецизионных станках и' притирают.
Для притирки используют кубонитовую пасту.
Для координации узлов при сборке у корпуса или плиты,
на которой монтируют узлы приспособления, тщательно шлифуют
или шабрит верхнюю и нижнюю плоскости и два или четыре
боковых ребра под углом 90°, используемые в качестве базы.
Когда узлы приспособления расположены под различными углами
в нескольких проекциях при сборке и проверке, применяют
вспомогательные базы в виде технологических отверстий с цилин-
дрическими или шаровыми пальцами.	'
' •’Первоначально каждый узел собирают и регулируют, затем
предварительно монтируют на плите или корпусе по разметке.
На проверочной плите производят проверку и окончательный
монтаж узлов. Сборку начинают с монтажа установочного узла.
Остальные узлы выверяют относительно установочного. При
сборке и проверке контрольного приспособления используют
высокоточные массивные угольники, контрольные цилиндры,
призмы и центры. Когда детали или узлы устанавливают под
углом, применяют синусные одно-, двух- или трехповоротные
,108
приспособления, для этой же цели эффективно использовать по-
воротные приспособления с магнитными столами и универсально-
поворотные столы координатно-расточных станков. Измерения
осуществляют с помощью установов и индикатора, укрепленного
на штангенрейсмусе. Рекомендуется использовать индикаторы
с ценой деления 0,002 мм.
При весьма жестких допусках на базовые размеры заданный
размер достигают после предварительной сборки шлифованием
или доводкой. Совместная обработка нескольких деталей после
предварительной сборки применяется также для достижения
строгой соосности отверстий в нескольких деталях. Их растачи-
вание или шлифование ведут с одной установки. Для лучшего
выравнивания установочных поверхностей опор их часто шлифуют
за один проход после окончательной фиксации на корпусе при-
способления.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Производство приспособлений базируется на максимальной
унификации, нормализации и стандартизации деталей, узлов
и приспособлений и типизации технологии их производства.
Рекомендуется в составе цеха иметь следующие участки: загото-
вительный, нормализованных деталей и узлов, отделения мелких,
средних и крупных приспособлений, термическое отделение и т. д.
В некоторых случаях создается участок контрольно-измеритель-
ных приспособлений. Внутри отделений организуются участки
по изготовлению деталей и приспособлений, сходных по конфи-
гурации и технологии изготовления.
Приспособления собирают бригадным методом на стационар-
ных сборочных столах. Предусматривается специализация бригад
внутри цеха на сборке однотипных по назначению и конструкции
приспособлений: токарных, фрезерных шлифовальных; сверлиль-
ных и расточных и др. Внутри бригад общий объем дифференци-
руется по квалификации: подготовка деталей, подборка элемен-
тов и общий монтаж приспособлений. Сборочный участок осна-
щают шлифовальными, притирочными, сверлильными и другими
станками, механизированным слесарно-монтажным инструментом,
установкой для глубокого охлаждения. Технологический процесс
изготовления приспособлений предусматривает исключение или
максимальное сокращение подгоночных работ.
Нормализованные детали и узлы изготовляют на высокопро-
изводительном оборудовании. Рекомендуется применять высоко-
производительные методы получения 'заготовок — литьем по
выплавляемым моделям, штамповкой, газовой вырезкой на меха-
низированных машинах из листа, сваркой. При изготовлении
деталей приспособлений рекомендуется применение УСП, стан-
ков с ЧПУ, а для корпусных деталей — многооперационных
станков.
К)9
Для комплектования заказов рекомендуется применять меха-
низированные склады, оборудованные кранами-штабелерами,
комплексную автоматическую транспортно-складскую систему
типа ЭРГ-2 и ОРГ-3. Известны автоматические транспортные
складские системы, управляемые ЭВМ. С помощью ЭВМ ведется
планирование и комплектование заказа и подача деталей на
обработку или сборку по сигналу с диспетчерского пульта. Все
рабочие места имеют телефонную связь с диспетчерским пунктом
и ОТК 119]. Соотношение типажа оборудования в цехе приспо-
соблений определяется по нормам технологического проектиро-
вания х.
1 Нормы технологического проектирования инструментальных цехов ма-
шиностроительных заводов. М., Гипроавтопром, 1974. 73 с.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ПРЕСС-ФОРМ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Наибольшее распространение получили пресс-формы для пласт-
массовых изделий, которые делят на три группы: прямого прес-
сования, литьевого прессования и для литья под давлением.
По числу гнезд пресс-формы бывают одногнездные и многогнезд-
ные. Пресс-формы классифицируют также по направлению пло-
скости разъема (с вертикальной или горизонтальной плоскостью
разъема) и другим конструктивным признакам.
Допуски на детали пресс-форм определяют в зависимости от
их назначения. Допуски на формующие элементы принимают на
два класса меньше, чем допуск на изделие. Допуски на межосевые
расстояния стержней принимаются в 5 раз меньше величины до-
пусков на межосевые расстояния между осями отверстий в пласт-
массовом изделии. Допуски на детали, обеспечивающие взаимное
расположение частей пресс-формы, влияющие на точность изго-
товляемых пластмассовых деталей, определяют расчетом соответ-
ствующих размерных цепей. Шероховатость поверхности деталей
пресс-форм зависит от их назначения. Шероховатость поверх-
ности пластмассовых деталей соответствует шероховатости фор-
мующих деталей. Поверхности формующих деталей пресс-форм,
соприкасающиеся с пресс-материалом, изготовляют с шерохова-
тостью Ra = 0,08 4-0,16 мкм. Исключение составляют волокнистые
материалы марки АГ-4, для которых шероховатость поверхности
должна быть не выше Ra = 0,04 мкм. Направление штриха на
формующих деталях пресс-форм после полирования должно быть
параллельно течению или движению материала прессуемой де-
тали. Следует указать, что качество полирования влияет на
прилипание пресс-материала к формообразующим поверхностям
пресс-формы. Наряду с шероховатостью поверхности формующих
поверхностей на прилипание пресс-материала оказывает влияние
твердость этих поверхностей и способность к схватыванию с пресс-
материалом.
Для предотвращения схватывания и повышения износо-
стойкости формующих поверхностей пресс-форм последние реко-
мендуется хромировать (толщина хромового покрытия 0,01—
0,015 мм) и дважды полировать: первый раз до хромирования,
а второй — после хромирования.
111
Эксплуатационные качества пресс-форм зависят от свойств,
материала формующих деталей, их термической и гальванической
обработки, а также от шероховатости и точности обработки сопря-
женных деталей. По эксплуатационным требованиям матрицы
и пуансоны пресс-форм должны обладать достаточной вязкостью,
сопротивляемостью коррозии, износостойкостью и теплостой-
костью. Одновременно с этим Материалы для изготовления форму-
ющих деталей пресс-форм должны обладать хорошей обрабаты-
ваемостью, и в тех случаях, когда после термической обработки
они не подвергаются шлифованию, иметь малую деформацию в про-
цессе термической обработки. Материалы для деталей пресс-
форм приведены в табл. 5.
Формующие детали пресс-форм для литья термопластичных
пластмасс (капрона, полистирола и др.) и эпоксидных смол изго-
товляют на основе меди, цинка и алюминия. Для прессования
деталей из керамических масс и металлических порошков форму-
ющие детали рекомендуется изготовлять из твердых сплавов
ВК6, ВК8, ВКЮ и ВК15. Стойкость пресс-форм, изготовленных
из твердых сплавов, в 50—100 раз выше стойкости пресс-форм,
изготовленных из стали. Формующие детали пресс-форм для вы-
плавляемых деталей можно изготовлять из пластических масс,
стали, алюминиевых сплавов, а для литья под давлением — из
жаропрочных легированных сталей.
Пластмассовые пресс-формы для выплавляемых моделей ре-
комендуется изготовлять на основе эпоксидной смолы с металли-
ческими наполнителем. Лучшие результаты получены при исполь-
зовании в качестве наполнителя алюминиевого порошка марки АП,
просеянного через сито № 25. Необходимо применять два вида
смесей — облицовочную и наполнительную. В облицовочной смеси
используют порошок более мелкой фракции и в меньшем коли-
честве, чем в наполнительной. Для приготовления облицовочной
смеси берется 50% смолы ЭД5 или ЭД6, 43% алюминиевого
порошка, 2% дибутилфталата и 5% полиэтиленполиамида, а для
прйготовления наполнительной смеси — 25% смолы ЭД5 или
ЭД6, 69% алюминиевого порошка, 3,5% дибутилфталата и 2,5%
полиэтиленполиамида. Смеси готовят в следующей последова-
тельности: в смолу наливают дибутилфталат и раствор нагревают
в термостате до 60—70° С. Алюминиевый порошок обезжиривают
и нагревают до 50—60° С, а затем постепенно вводят в нагретый
раствор смолу с дибутилфталатом. Смесь смолы с порошком пере-
мешивают в течение 3—5 мин и подвергают термической обра-
ботке в термостате в течение 1 ч при темпертуре 70—80° С. Затем
приготовленную смесь охлаждают до температуры 30—40° С и
вводят в нее отмеренное количество отвердителя, тщательно пере-
мешивая в течение 3—5 мин. Перемешивать компоненты жела-
тельно при неглубоком вакууме или под вибрацией.
Мастер-модель изготовляют с учетом линейной усадки модель-
ной пасты и металла отливки. Материалом для мастер-модели
112
Таб‘лица5
Стали, рекомендуемые для основных деталей пресс-форм
Деталь	Марка стали		Твер-
	основной	заменяющей	дость HRC
Матрицы и пуансоны простого профиля	4X13, У8А	3X13, У8, У10	• 50—52 50-56
Матрицы и пуансоны сложного профиля с тонкими пазами и вы- ступами	ХВГ	9ХВГ, Х12М, 5ХНМ, 5ХНВ	50—58
Матрицы и пуансоны сложного .профиля; без выступов и пазов	4X13, 20Х, 12ХНЗА	3X13, 18Х, 15Х.	- 48—50 . .50—58
Матрицы и пуансоны сложного профиля с тонкими выступами и пазами, испытывающие высокие давления	38ХВФЮА, 12ХНЗА	35ХЮА	48—50 ' V = 9004- . 4-1000
Матрицы и пуансоны, изготов- ляемые холодным выдавлива- нием	10, 12ХНЗ	20	50—58
Гладкие и резьбовые стержни	У8А, У10А	УЮ, ХВГ	50—55
Загрузочные камеры и поршни	У8А	У8	55—58
Формующие детали для литья под давлением отливок из спла- вов на основе: меди алюминия магния	ЗХ2В8Ф ЗХ2В8Ф, 4Х5МФ1С Х18КУМ5Т	35ХЗМ2ФС, ЗХЗМ2ВС 4Х5В200С, 4Х4ВМОС ' 4Х5МФС	48—50
может служить сталь, чугун, цветные сплавы, эпоксидные ком-
паунды, дерево или гипс. Мастер-модель устанавливают на плиту,
накрывают обечайкой и с помощью кисточки покрывают раздели-
тельным составом, состоящим из 60% натурального воска и 40%
скипидара. ЗатехМ с помощью жесткой кисти наносят ровным
слоем толщиной 1,5—4 мм облицовочную смесь. Облицовочный
слой затвердевает за 2—3,5 ч. Наполнительную смесь наливают
на затвердевший облицовочный слой до верхнего уровня. В неко-
торых случаях для увеличения прочности и теплопроводности
пресс-форм перед заливкой разделительного состава на облицо-
113
вечный слой накладывают каркас из медной или стальной отож-
женной проволоки диаметром 1—1,5 мм. Композиция затверде-
вает за 10—12 ч. Вторую половину пресс-формы изготовляют
аналогичным способом. Полученную пресс-форму подвергают тер-
мической обработке при 50—55° С в течение 6—8 ч. Наряду с эпок-
сидными пластмассами для изготовления пресс-форм находят
применение материалы на основе самотвердеющей пластмассы
АСТ-Т. Особенностью изготовления пресс-форм на основе пласт-
массы АСТ-Т является необходимость проведения процесса поли-
меризации под давлением 3,5—4,5 кгс/см2 в течение 25—30 мин
при комнатной температуре. При изготовлении первой половинки
пресс-формы мастер-модель покрывают разделительным составом,
в качестве которого применяют растительное масло, и вдавливают
в гипсовую подушку, находящуюся в обечайке, до плоскости
разъема. После схватывания гипса и просушки его в течение
3—4 ч на нижнюю обечайку устанавливают верхнюю и заполняют
ее компаундом пластмассы. Сверху кладут стальную крышку
и весь комплект помещают под винтовой пресс.
Для изготовления опытных партий литьем под давлением
деталей из полиамидов рекомендуется применять пресс-формы
из композиции на основе пластмассы АСТ-Т следующего состава:
80% вес. ч. порошка АСТ-Т, тщательно перемешанного с 20 вес. ч.
графита. В эту смесь добавляют 60 вес. ч. жидкости АСТ-Т.
Вместо графита можно применять алюминиевый порошок. Про-
цесс изготовления форм для литья под давлением полиамидов
состоит из следующих операций: изготовления мастер-модели
и опоки, прессования формы, покрытия лаком и термической
обработки пресс-формы. Готовую пресс-форму покрывают слоем
кремнийорганического лака ФГ-9 и помещают в термостат, где
температуру постепенно поднимают до 90—95° С, и выдерживают
при этой температуре 6—8 ч. После охлаждения пресс-форма
готова к работе.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРЕСС-ФОРМ ДЛЯ ПЛАСТМАССОВЫХ
И РЕЗИНОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
Обработка формующих деталей. Формующие детали пресс-
форм в зависимости от их размера, конфигурации и материала
можно изготовлять различными методами (табл. 6): горячим и
холодным выдавливанием, прессованием металлических порош-
ков, литьем с подпрессовкой, литьем в керамические формы, прес-
сованием или литьем пластмасс, металлизацией и плазменным
напылением, электрофизической или механической обработкой.
Наибольшее распространение в настоящее время имеет меха-
ническая обработка формующих деталей. Окончательную обра-
ботку поверхностей формующих деталей производят полирова-
нием или притиркой. Технологический процесс механической
обработки формующих деталей пресс-форм зависит от их кон-
114
Таблица 6
Методы получения фасонных поверхностей пресс-форм, штампов
и форм для литья
Метод получения	Точность, мм	Шерохова- тость, мкм	Область применения
Фрезерование на уни- версально-фрезерных станках фасонными фре- зами шириной, мм:			Открытые фасонные по-
до 120	од	До Ra —	
120—180	0,2	= 1,25	верхности; закрытые фа- сонные поверхности, име- ющие форму тел вращения
Фрезерование на радиус- но-фрезерных станках	0,1 ?	То же	Горизонтальные радиус- ные выемки и выступы
Фрезерование на копи-	0,05—0,2	= 104-	Сложные криволинейные
ровально-фрезерных станках и на станках с программным управле- нием		4-20	поверхности
Фасонное обтачивание и	0,05	Ra =	Фасонные поверхности,
растачивание Литье:		= 0,63-2,5	имеющие форму тел вра- щения
по выплавляемым мо-	—	Rz = 10-	Сложные фасонные по-
делям		4-40	верхности пресс-форм
в керамические формы	0,25—0,5%	Ra =	Сложные фасонные по-
Литье с подпрессовкой металлов:	номинала	= 0,63-5- 4-1,25	верхности штампов
цветных	5—7 кл.	Ra = = 0,324- 4-0,63	Пресс-формы из цветных металлов;	штамповые вставки
черных Выдавливание:	5—7 кл.	Rz = 104- 4-20	
горячее, полугорячее	5—7 кл.	Rz — = 104-40	Закрытые фасонные по- верхности в деталях из легированной стали
колодное	2—3 кл.	Ra — 0,164- 4-1,25	Закрытые фасонные по- верхности в деталях из мягкой стали при hid < 2 (где h — глубина, d—диа- метр полости) и во встав- ках из легированной стали при hid < 0,3.
Порошковая металлур-	0,2	Ra —	Серия матриц со сложным
гия		= 0,634- 4-1,25	рельефом симметричного и асимметричного профи- ля при соотношении hid > 3; матрицы из спе- циальных компонентов
115
Продолжение табл. 6
Метод получения	Точность, мм	Шерохова- тость, мм	Область применения
Г альван оп л асти ка	Точность	=	Сложнофа сонные выпук-
	модели	= 0,08ч-	ло-вогнутые поверхности
Электрой мп ул ьсная об- работка:		4-1,25	тонкого сечения неболь- шой глубины; глубокие узкие отверстия
низкочастотная	0,2	= 40ч-80	Фасонные поверхности в деталях повышенной твердости (Н Л С > 40)
высокочастотная	0,1	№« = 1,25ч- 4-2,5	Сложноконтурные щели и окна в труднодоступных местах
Электрохимическая об-	0,05—0,3	Ла =	Замкнутые фасонные по-
работка		= 0,164- ‘ 4-1,25	верхности с плавными пе- реходами
Электроэрозионная вы-	0,03-0,1	Ла —	Сложнопрофильные по-
резка непрофи ли рован-		= 0,63ч-	верхности в > матрицах,
ным электродом по шаб- лону или по программе		ч-1,25	съемниках, пуансонодер- жателях, гибочных штам- пах
Прецизионная электро-	0,01—0,03	То же	Окна в матрицах одно: и
эрозионная координат-			многопуансонных выруб-
ная прошивка			ных штампов, пуансоно-
			матрицах, компаундных и вытяжных штампов
Прецизионная электро-	0,03	Ла =	Окна в матрицах одно- и
эрозионная многоэлек-		= 0,634-	многопуансонных выруб-
тродная прошивка элек- тродами, „соединенными с пуансонами		4-1,25	ных штампов
Обработка вращающими-	0,2		Сложные поверхности по
ся напильниками		= 1,25ч-	шаблону в деталях с твер-
		4-2,5	достью до Л Л С 40 .
Обработка шлифоваль-	0,1	t Ла =	Сложные поверхности в
ными машинками по шаб-		= 0,32 ч-	терми чески обработанных
лону		ч-1,25	Деталях
Профильное шлифование		- 	
на станках:			Открытые фасонные по- верхности
универсальных	0,01	То же	
специальных	0,02		Закрытые фасонные по-
	. 0,01	1	верхности
координатно-шлифо- .			Закрытые поверхности,
вальных			состоящие из сочетания дуг и прямых, а также
			отверстия, заданных в си-
г			стеме координат
lie			
струкции, требуемой точности, наличного парка оборудования и
квалификации рабочих. Известны два способа изготовления фор-
мующих деталей: взаимной подгонкой и по принципу взаимоза-
меняемости.
При изготовлении деталей взаимной подгонкой рекомендуется
вначале обрабатывать начисто детали со сложным рельефом,
а также наиболее подверженные деформации при термической
обработке, остальные детали подгонять к ним «по месту». Напри-
мер, при изготовлении пресс-формы прямого прессования взаимной
подгонкой деталей вначале изготовляют обойму, которая может
иметь наибольшую деформацию. После термической обработки
зачищают и полируют камеру, а затем по ней подгоняют пуансон.
Детали сложной конфигурации, шлифование которых после за-
калки невозможно, обрабатывают по окончательной форме и
размерам до термической обработки, после которой производят
только доводку и полировку. Для таких деталей необходимо при-
менять стали, обладающие минимальной деформацией, и изотер-
мическую или ступенчатую закалку. При наличии опытных
данных по деформации ее величину необходимо учитывать при
обработке перед закалкой или оставлять припуск на доводку.
Изготовление деталей взаимной подгонкой значительно удлиняет
цикл производства и не всегда гарантирует требуемое качество
пресс-форм.
Подгонка «по месту» допустима только в тех случаях, когда
по конфигурации сопряженных деталей невозможно их шлифова-
ние или применение других экономичных методов размерной
обработки. Во всех других случаях необходимо применять метод
независимого изготовления формующих деталей. Детали, которые
можно шлифовать после закалки, предварительно обрабатывают
с припуском на шлифование. Для шлифуемых деталей ограниче-
ния при выборе стали по деформации при термической обработке
не имеют существенного значения.
" При изготовлении формующих деталей пресс-форм для рези-
новых изделий чистовую обработку фасонных формующих по-
верхностей осуществляют резцами и фрезами после термиче-
ской обработки, так как формующие детали имеют твердость
HRC28—32. Инструментом из быстрорежущей кобальтовой стали
или из твердого сплава Т30К4 можно обрабатывать детали твер-
достью HR.C 40—45. Пресс-формы твердостью выше HRC 40
можно обрабатывать электроимпульсной обработкой или инстру-
ментом из эльбора-Р ,или композита. Торцовые фрезы, оснащенные
эльбор.ом-Р, обеспечивают при чистовой обработке стальных
деталей твердостью HRC 60 (и = 60-4-200 м/мин, s — 25-4-
-4-80 мм/мин, t = 0,14-0,4 мм) шероховатость поверхности Ra =*
= 1,25-4-0,68 мкм, точность 1—2-го классов. При этом произво-
дительность повышается в 2—2,5 раза по сравнению со шлифова-
нием. Геометрические параметры зубьев фрезы: у « —10°, ад ==
= —12ч—15°, ф - 10-5-12°, г = 0,3-4-0,6 мм.
1.17
Применение резцов из эльбора наиболее эффективно при рас-
тачивании отверстий диаметром 6—40 мм и подрезании торцов
в деталях из закаленных сталей. Применяется также точение
многоступенчатых валов из закаленной стали взамен шлифования.
При обработке деталей из закаленных сталей рекомендуются
следующие режимы резания: черновое точение v = 60-4-80 м/мин,
t = 0,54-1 мм, s = 0,084-0,16 мм/об; чистовое точение и раста-
чивание v = 804-120 м/мин, t = 0,14-0,4 мм, s == 0,024-0,04 мм/об.
Геометрические параметры резцов: у = —54—15°, а = <р' =*
= 104-20°, ф - 304-45°, г - 0,14-0,6 мм.
Инструмент из эльбора-Р и композита затачивают на универ-
сально-заточных или специальных станках алмазными кругами
АСО 80/63—160/125Б1 100%, доводят алмазными кругами зер-
нистостью 28/20—20/14.
Обработка направляющих отверстий. Точность пресс-форм
в значительной степени зависит от точности положения формо-
образующих деталей. Точность положения формообразующих
деталей пресс-форм в рабочем состоянии контролируют универ-
сально-измерительными инструментами или по результатам изме-
рения слепков отпрессованных или отлитых деталей. В пресс-
формах для пластмассовых деталей и формах для литья под
давлением для совмещения в рабочем состоянии и направления
движения формообразующих деталей, а также для направления
плит выталкивающих систем применяют направляющие колонки
и втулки. Следует указать, что в ряде случаев направляющие
втулки не применяются, и для направления используется обра-
ботанное отверстие одной из формующих деталей. Обработка
формующих деталей и мест под направляющие детали должна
быть взаимно увязана, что достигается выбором баз и последова-
тельностью обработки. В тех случаях, когда пуансон или ма-
трица непосредственно прижимаются к плите болтами и фикси-
руются штифтами, отверстия под направляющие колонки и втулки
растачивают после сборки пуансона или матрицы с плитой с ба-
зированием по рабочему контуру. При закреплении пуансона или
матрицы методом врезания отверстия под направляющие колонки
и втулки растачивают после сборки пуансона или матрицы с пли-
той с базированием по рабочему контуру пуансона или матрицы.
В цилиндрических деталях направляющие отверстия растачи-
вают с базированием по обработанному отверстию или наружному
контуру. При фигурных формующих элементах правильной гео-
метрической формы направляющие отверстия растачивают с ба-
зированием по контуру формующих деталей. В обоймах с прямо-
угольными окнами отверстия под направляющие колонки или
втулки растачивают с базированием от окончательно обработан-
ных окон.
При сложном контуре формующих деталей, полученных вы-
давливанием, литьем, гальванопластикой или другими способами,
при которых не обеспечивается размерная связь с направляю-
Ы8
щими, отверстия обрабатывают после совмещения частей пресс-
формы с помощью эталонной детали, помещенной между формооб-
разующими деталями. Затем растачивают отверстия под направ-
ляющие колонны и втулки.
Обработка формующих поверхностей после растачивания от-
верстий под направляющие элементы производится на разных
станках. В приспособлении для обработки формующих элементов
базирование производится по направляющим отверстиям.
В пресс-формах с несколькими плоскостями разъема рекомен-
дуется формующие поверхности обрабатывать после растачивания
отверстий под направляющие втулки и колонки. Когда невоз-
можна обработка формующих деталей в сборе, их обрабатывают
в каждой плите в отдельности с базированием по направляющим
отверстиям. При шлифовании окон обойм повышенной твердости,
когда растачивание отверстий под направляющие колонки после
термической обработки невозможно, расточенные до термической
обработки отверстия притирают или растачивают резцами из
эльбора-Р. Затем их используют в качестве измерительной базы
при шлифовании окон.
Когда формующие детали имеют сложный контур неправильной
геометрической формы, для взаимного согласования их положения
с направляющими деталями используют технологические отвер-
стия. Технологические отверстия растачивают от одной базы
с направляющими отверстиями. Затем технологические отверстия
используют в качестве базы для пройм (шаблонов) при подгонке
и проверке рабочей фигуры. При контроле рабочего контура в тех-
нологические отверстия в пройме (шаблоне) и матрице или пуан-
соне вставляют контрольные пальцы.
Технологические отверстия используют также при обработке
деталей форм литья под давлением или литьевых пресс-форм
с формированием детали в обеих частях формы (в случае отсут-
ствия взаимной фиксации, кроме колонок) для обеспечения совпа-
дения формующих полостей. Для этой цели на координатно-
расточном станке в обеих половинках растачивают направляющие
и технологические отверстия, которые используют в качестве базы
при обработке формующих полостей. В этом случае полуформы
устанавливают технологическими отверстиями на пальцы, рас-
положенные в отверстиях поворотного стола станка или шпинделе
в зависимости от вида обработки.
Одновременная обработка формующих поверхностей и направ-
ляющих отверстий. У многоместных пресс-форм с горизонтальной
плоскостью разъема с круглыми вставными матрицами и пуан-
•сонами положение матриц и пуансонов совмещают растачиванием
отверстий в верхней и нижней плитах (обоймах) под вставки,
направляющие колонки и втулки на координатно-расточном
станке от одних баз. В матрицах и пуансонах без обойм, когда
растачивают вспомогательные отверстия, используемые для обра-
зования формующего контура, в некоторых случаях могут быть
119
расточены от одних баз направляющие отверстия. В пресс-формах
прямого прессования отверстия в пуансонодержателе под пуансон
и направляющие растачивают от одной базы.
Направляющие отверстия под выталкиватели или стержни
в плитах сложных многогнездовых форм рекомендуется раста-
чивать после сборки матриц с обоймами в следующем порядке:
запрессовка матриц в обоймы, притирка направляющих отверстий
под стержни или толкатели в матрице, определение фактических
координат направляющих отверстий под стержни или толкатели,
растачивание установочных отверстий в плитах под стержни или
выталкиватели по фактическим координатам отверстий в матри-
цах. В целых пресс-формах направляющие отверстия в матрицах,
под стержни и выталкиватели растачивают после обработки
контура матрицы.
Обработка матрицы с вертикальной плоскостью разъема. При
обработке круглых матриц с вертикальной плоскостью разъема
применяют специальные технологические способы, облегчающие
совмещение рабочего профиля половинок матрицы. После обра-
ботки плоскости разъема обе половинки соединяют с помощью
контрольных штифтов и зажима винтами технологических колец
или электросварки (рис. 61). Рабочий профиль матрицы обрабаты-
вают в собранном виде. Сначала обрабатывают внутреннюю по-
верхность, а затем, принимая ее за базу, обтачивают наружную
поверхность.
Разъемную вставку-матрицу изготовляют в следующей после-
довательности (рис. 62): ковка отжиг, черновое обтачивание на-
б)
Рис. 61 Схемы соединения
половинок матрицы с'по-
1 мощью технологических
колец (а) и электросварки
<Аб)
Рис  62. - Пресс-форма (а) для
прессования ручки (6)

120

Рис. 63. Матрица с вертикальной
плоскостью разъема’
ружной поверхности и растачивание
отверстия; шлифование торцов, раз-
метка и разрезка на две части фре-
зой; шлифование плоскости разъема;
растачивание двух отверстий под
.штифты (на плоскости разъема в каж-
дой половинке); притирка плоскости
разъема, сборка и сварка двух по-
ловинок; шлифование торцов; раста-
чивание цилиндрического отверстия
(установка по линии разъема); об-
тачивание цилиндрической и кониче-
ской поверхности (на оправке); раста-
чивание на токарном станке с копи-
ровальной линейкой фасонной рабочей поверхности по копиру;
термическая обработка (закалка и отпуск); шлифование цилиндри-
ческого отверстия и торца (предварительно установить индикато-
ром по отверстию и торцу с точностью 0,01 мм); шлифование про-
тивоположного торца; шлифование (на оправке), наружной ци-
линдрической и конической поверхностей; удаление сварного шва
шлифованием; полирование и хромирование рабочей поверхности
и полирование хромированной поверхности.
Прямоугольные матрицы с вертикальной плоскостью разъема
также рекомендуется обрабатывать в собранном виде. После
шлифования наружных поверхностей растачивают крепежные
отверстия и обе половинки соединяют с помощью винтов (рис. 63).
Рабочий профиль матрицы обрабатывают различными способами.
Если он имеет форму тела вращения, то его обрабатывают на рас-
точном или токарном станке.	’
Многоместные пресс-формы можно растачивать комбиниро-
ванно: на расточном станке растачивают отверстия под вытал-
киватели, а на токарном станке—рабочий профиль, при-
нимая за базу отверстия под выталкиватели. Матрицу уста-
навливают на планшайбу и расточенным отверстием под вьъ
талкиватель фиксируют на . стержень шпиндельной оправки;
После обработки загрузочной камеры матрицу разбирают, клино-
видный .скос обрабатывают' фрезерованием, а после термической
обработки — шлифованием по шаблону. Окончательную обра-
ботку ведут по обойме.	...
Обработка матрицы с горизонтальной плоскостью разъема.
Представляет интерес обработка сложного контура -разъемной
матрицы .прессформы . осесимметричного, профиля ' значительней
длины. Фасонную поверхность можно обрабатывать на токарном
станке, с применением угольника. После шлифования плоскостей
обеих половинок матрицы растачивают направляющие отверстия,
которое используют, в,, дальнейшем в качестве базы при установке
матрицы в приспособление (угольник) на токарном станке. На
угольнике имеются базирующие пальцы или отверстия под пальцы.
121
При обработке многомест-
ных прессформ на угольнике
растачивают базовые отвер-
стия со смещением, равным
расстоянию между осями об-
рабатываемых фигур. Обра-
ботку ведут в две операции —
до и после термической об-
работки. Термическую обра-
ботку осуществляют до твер-
дости HRC 28—32. Чистовую
обработку выполняют фасон-
ными резцами по элементам
профиля. Профиль проверя-
ют шаблоном по элементам
от базы. В некоторых случа-
ях профиль можно обрабаты-
вать с помощью копироваль-
ной линейки на токарных
станках, а также фрезерова-
нием фасонными фреземи вре-
занием. Пресс-формы повы-
шенной твердости рекомен-
дуется обрабатывать на элек-
троимпульсных станках. Ни-
же приведен маршрут изгото-
вления пресс-форм (рис. 64, а)
для резиновой гофрированной втулки (рис. 64, б).
Нижнюю плиту изготовляют в следующей последовательности:
ковка и отжиг заготовки; фрезерование плоскостей; разметка
углублений; фрезерование углублений; шлифование широких
плоскостей и двух торцов под углом 90*; сверление отверстий под
колонки; предварительное растачивание отверстий под втулки;
черновое растачивание направляющих и фасонных поверхностей
на токарном станке (плиту устанавливают на угольнике и бази-
руют по отверстиям под втулки); термическая обработка —за-
калка и отпуск до твердости HR.C 28—32; рихтовка; чистовое
шлифование широких плоскостей и торцов (одновременно с верхней
плитой); сборка (запрессовка втулок, соединение с верхней пли-
той); чистовое растачивание рабочей фасонной поверхности фа-
сонными резцами (при повышенной твердости плиты рекомен-
дуется электроимпульсная обработка фасонной поверхности);
разметка облойной канавки; фрезерование облойной канавки, поли-
рование рабочей поверхности; шлифование двух плоскостей; раста-
чивание посадочных отверстий под вкладыши на координатно-ра-
сточном станке; хромирование; полирование рабочей поверхности.
Стержень изготовляют после предварительной токарной обра-
ботки в следующей последовательности: термическая обработка
Л-Л.	Е-5
Рис. 65. Пресс-форма для резиновой детали со сложным контуром
(закалка и отпуск до твердости HRC 28—32); исправление цен-
тровых отверстий (специальным зенкером); чистовое точение
направляющих частей и рукоятки; накатывание рукоятки (при
обработке детали с твердостью выше HRC 45 —50 рекомендуется
применять резцы из эльбора-Р); чистовое точение (или шлифова-
ние) рабочей фасонной поверхности; полирование рабочей фасон-
ной поверхности; хромирование и полирование рабочей поверх-
ности.
Плиту со сложным фасонным рабочим контуром (рис. 65)
рекомендуется обрабатывать с использованием фрезерного станка
с ЧПУ в следующей последовательности: после заготовительных
операций фрезерование плоскости и термическая обработка (др
твердости HRC 30—35), шлифование нижней и верхней плоско-
стей, фрезерование на станке с ЧПУ рабочего профиля, растачи-
вание отверстий (отдельные участки рабочего профиля следует
фрезеровать радиусными или угловыми фрезами), полирование
и хромирование рабочей поверхности, полирование хромированной
поверхности.
123
На станках с ЧПУ можно полностью обрабатывать форму-
ющую поверхность автоматически. На станках с ЧПУ и с авто-
матической сменой инструмента можно с одного установа обра-
ботать практически любые формующие поверхности как в одно-
позиционной, так и в многопозиционной прессформе-.
При. наличии сложного некруглого контура оформляющих
элементов в двух половинках прессформ обработка производится
на копировально-фрезерном станке или на станке с ЧПУ, в каж-
дой половинке от одной базы. В тех случаях, когда трудно соеди-
нить отдельные секции матрицы многоместной прессформы; рабо-
чий контур рекомендуется обрабатывать в приспособлении. При-
способление может иметь форму планшайбы или клиновой обоймы.
В приспособлении имеются направляющие пальцы, на которые
устанавливают и крепят секции матрицы. Само приспособление
базируют по отверстиям, расточенным с опорной стороны (по
координатам межосевых расстояний обрабатываемой детали) на
пальце, установленном в шпинделе станка или на планшайбе.
Секции матрицы перед обработкой рабочего профиля шлифуют
по плоскостям и в них растачивают направляющие отверстия,
которые используют для установки секций в приспособлении.
.Если рабочий контур матрицы имеет некруглую форму, то вначале
растачивают отверстия, образующие контур, а затем фрезеруют
-контур. Сложный рабочий контур матрицы с выпукло-вогнутым
рельефом обрабатывают на копировально-фрезерных станках, на
станках с ЧПУ или электроимпульсных станках. Поверхности
рабочего контура рекомендуется шлифовать. Некруглый профиль
обычно шлифуют в каждой половинке в отдельности. :
Ниже приведен маршрутный технологический процесс изго-
товления трехместной прессформы (рис. 66, а) с вертикальной
плоскостью разъема для изготовления резинового кольца
(рис. 66, б).
Верхнюю плиту 1 изготовляют в следующей последователь-
ности: ковка заготовки, фрезерование плоскостей, шлифование
плоскостей и торцов, разметка, фрезерование плоскости разъема,
радиусов по контуру и фаски, сверление и черновое растачивание
отверстий на координатно-расточном станке, термическая обра-
ботка (закалка и отпуск), чистовое шлифование широких плоско-
стей, чистовое растачивание отверстий (при твердости плиты
выше HRC 40—50 применяют резцы из .эльбора-Р).
Стаканы 2 после токарной обработки изготовляют в следующей
последовательности: термическая обработка (закалка и отпуск),
шлифование торца и конического отверстия на внутр ишлифоваль-
ном станке, шлифование второго торца, шлифование цилиндриче-
ских поверхностей и торцов на специальной оправке, полирование
под хромирование, хромирование, полирование после хромиро1
вания.
Оформляющий знак 3 после токарной обработки, сверления
отверстий и термической обработки изготовляют в следующей по-
124
Рис. 66. Мноюместная пресс-форма для изготовления резинового кольца
следовательности: исправление центровых отверстий, шлифование
конических поверхностей на круглошлифовальном стайке, шлифо1
вание фасонных рабочих-поверхностей на профилешлифовальнсм
станке или на круглошлифовальном станке фасонно заправленным
кругом (профиль проверяется.шаблонами.и микроскопом), поли-
рование под хромирование, хромирование, полирование после
хромирования, отрезка технологических центров.
Нижнюю плиту 4 после предварительного фрезерования
плоскостей обрабатывают в следующей последовательности: шли-
фование- плоскостей и торцов, разметка, фрезерование плоскости
разъема, радиусов и фаски, фрезерование конического паза с при-
пуском на шлифование, сверление и черновое растачивание
отверстий, термическая обработка (закалка и отпуск на твердость
HRC 30 —35), рихтовка,-шлифование плоскостей и конического паза
(на плоскошлифовальном станке), сборка с решеткой, растачива-
125
ние на координатно-расточном станке отверстий под направля-
ющие, сборка с направляющими втулками, растачивание на токар-
ном станке трех конических отверстий (плиту устанавливают
на угольнике и базируют по направляющим втулкам). При твер-
дости HRC 45—50 обработку следует вести резцами из эльбора-Р.
Решетки 5 после фрезерования и шлифования плоскостей и
торцов обрабатывают в следующей последовательности: разметка
угла и клеймение пары, фрезерование и шлифование угла, пред-
варительная сборка двух решеток с нижней плитой, предваритель-
ное сверление и растачивание отверстий в двух решетках, терми-
ческая обработка (закалка и отпуск до твердости HRC 30—35),
шлифование плоскостей, торцов и наклонной поверхности, сборка
с нижней плитой двух решеток, растачивание на координатно-
расточном станке направляющих отверстий в решетках и нижней
плите, растачивание и полирование на токарном станке фасонного
рабочего контура по шаблону.
Обработка пуансонов. При обработке пуансонов прессформ
прямого прессования в тех случаях, когда формующая полость
по размерам и конфигурации является как бы продолжением
матрицы, рекомендуется ее обрабатывать по матрице. Заготовку
пуансона при этом подгоняют по загрузочной камере обоймы
матрицы. На пуансоне через матрицу размечают формующую
полость, затем пуансон вынимают из обоймы и фрезеруют по
разметке.
Пуансон к матрице окончательно подгоняют также в собран-
ном виде через матрицу (рис. 67). Пуансоны в большинстве своем
обрабатывают с базированием по центровым отверстиям. После
окончательной обработки пуансона центровое отверстие удаляют.
Для этого длина заготовки пуансона должна быть больше на
величину, определяемую глубиной центрового отверстия, шириной
отрезного круга и припуском на зачистку рабочего торца. В ряде
случаев для обеспечения выхода шлифовального круга при шли-
фовании профиля заготовку пуансона удлиняют на соответству-
ющую величину. Удлиненную часть пуансона после окончания
обработки отрезают шлифовальным кругом на плоскошлифоваль-
ном или заточном станке. Пуансоны со сферическими боковыми
поверхностями обрабатывают на токарных и круглошлифоваль-
ных станках. Для этой цели в центре сферических поверхностей
обрабатывают с двух сторон технологические отверстия. В за-
f 2
Рис- 67. Схема обработки
пуансона / по матрице 2
126
висимости от требуемой точности вза-
имного расположения поверхности тех-
нологические отверстия сверлят по раз-
метке или на координатно-расточном
станке.
Криволинейные поверхности пуан-
сонов можно шлифовать на плоскошли-
фовальном станке с помощью круглого
поворотного стола (рис. 68). Пуансон
2 с помощью угольника уста-
навливают на планшайбу 1
так, чтобы ось вращения
планшайбы совпала с цент-
ром дуги радиусом закругле-
ния /?. В ряде случаев для
установки пуансона исполь-
зуют установочные пальцы
5, вставленные в отверстия,
расточенные на равном рас-
стоянии от оси вращения
планшайбы. Между базовыми
поверхностями пуансона и
установочными пальцами 5
прокладывают мерные плит-
ки 4, размер которых опре-
деляют по формуле
»=i-(4+r),
Рис. 68. Схема установки заготовки на
круглом столе для шлифования криво-
линейных поверхностей
где 1 — расстояние от центра планшайбы до центров установоч-
ных пальцев 5; D —диаметр установочных пальцев 5, мм; 7? —
радиус закругления пуансона, мм.
Обрабатываемый пуансон в таком положении закрепляют при-
жимными планками 3. Затем установочные пальцы и мерные плитки
удаляют. Торцом чашкообразного шлифовального круга шлифуют
закругление. Шлифование производят вращением планшайбы
приспособления до того момента, когда торец круга коснется
плоскости пуансона.
Овальные пуансоны можно шлифовать в универсальном копи-
ровальном приспособлении, показанном на рис. 69. Приспособ-
ление устанавливают на плоскошлифовальном станке. В качестве
копира используют два полудиска /, прикрепленные к составному
корпусу 2. Между половинками корпуса 2 устанавливают мерные
плитки размером, равным межцентровому расстоянию. При
шлифовании закругления полудиск вручную прижимают и пово-
рачивают относительно угольника 12. Пуансоны со сложным про-
филем шлифуют на профилешлифовальном станке.
Обработка выталкивателей. Выталкиватели предназначены для
удаления прессуемой детали из оформляющего гнезда пресс-
формы. В некоторых случаях они одновременно являются стерж-
нями, оформляющими отверстия. В ряде случаев торец выталки-
вателя является оформляющей поверхностью. Если к поверх-
ности прессуемой детали не предъявляется особых требований,
выталкиватели устанавливают заподлицо с нижней плоскостью
оформляющего гнезда или на 0,1—0,15 мм выше этой плоскости.
Достигается заданное положение выталкивателя шлифованием
торца после определения фактического расстояния от нижней
127
Рис. 69. Универсальное приспособление
для шлифования сферических пуансонов:
/ — копировальные полудиски; 2 — корпус;
9 — направляющие колонки; 4, 9 — винты;
5 — направляющие щечки; 6 — клин; 7 — ку-
лачки; 8 — пуансон; 10 — планка; 11 — плит-
ка концевых мер; 12 — упорный угольник
плоскости оформляющего,
гнезда до торца плиты тол*
кателя. В многогнездовых
пресс-формах выталкиватели
по торцу шлифуют в собран-
ном виде с плитой. При фи-
гурной торцовой поверхности
выталкивателей их рекомен-
дуется предварительно обра-
батывать по шаблону и окон-
чательно обрабатывать в сбо-
ре с матрицей.
Обработка обойм. Обоймы
с прямоугольными окнами
бывают прямые и клиновые.'
После предварительной обра-
ботки наружных поверхно-
стей и шлифования базовых
поверхностей растачивают
отверстия, оформляющие по-
лость (окно) обоймы. Размер
отверстий соответствует ра-
диусу закругления в углах
окна обоймы. Затем по раз-
метке долбят или фрезеруют
внутреннюю полость обой-
мы с припуском на чистовую обработку. Чистовую обработку
производят опиливанием и шабрением или шлифованием. Опили-
вание и шабрение являются весьма трудоемкими операциями.
Полости окна обоймы можно шлифовать на плоскошлифовальном
станке со сменным шпинделем для шлифования отверстий малых
диаметров или головкой с вертикальным шпинделем (рис. 70).
Клиновые обоймы шлифуют с установкой их на синусном столе.
При серийном производстве пресс-форм для шлифования кли-
новых и прямых обойм применяют шлифовальные станки 4СШ0
(рис. 71). Эти станки работают по принципу совмещения работы
внутришлифовального и плоскошлифовального станков. Станки
изготовляют двух модификаций: для отверстий с габаритными
размерами 150x200 и 300X400 мм. Заготовку устанавливают на
станок с помощью синусного устройства 1 и закрепляют на план-
шайбе с помощью прихватов. Вначале заготовку устанавливают
по базовой поверхности при поперечном перемещении суппорта
с помощью индикатора с универсальной стойкой, установленной
на станине. Для шлифования скосов клиновых обойм пресс-
форм планшайбу 4 нужно установить наклонно относительно
вертикальной плоскости. Такую установку производят пово-
ротом корпуса 5. Величину поворота определяют блоком мер-
ных плиток, устанавливаемых под ролики, прикрепленные к
128
корпусу. Корпус после его уста-
новки стопорят поворотом руко-
ятки 6.
Для шлифования стороны по-
лости под углом к прошлифован-
ной стороне планшайбу 4 нужно
повернуть вокруг своей оси на
соответствующий угол с помощью
роликов синусного делительного
диска 2, закрепленного на шпин-
деле. Между роликами и пла-
стинкой, закрепленной на кор-
пусе, устанавливают мерные плит-
ки, размер которых определяет
угол ' поворота планшайбы. Для
поворота заготовки на угол, рав-
ный или кратный 15°, исполь-
зуют отверстия, расточенные в
планшайбе 4. Планшайбу после
ее поворота закрепляют фикса-
тором 3, помещенным в корпусе,
при этом конусный конец фикса-
Рис. 70. Шлифовальная головка о
вертикальным шпинделем
тора попадает в соответствующую
втулку, запрессованную в планшайбу. При шлифовании заготовку
перемещают в поперечном направлении с помощью гидравличе-
ской передачи или вручную через зубчато-реечную передачу
вращением маховика 7, а в продольном направлении (вдоль оси
шпинделя) зубчато-реечной передачей вращением маховика 8.
Шлифовальный шпиндель 10 устанавливают на глубину шлифова-
ния маховиком 9 с помощью механизма вертикальной подачи.
К станку предусмотрены два сменных электрошпинделя на 6000
и 12 000 об/мин.
На Рижском опытном заводе технологической оснастки спроек-
тировано устройство, предназначенное для шлифования окон
размером 20—150 мм. Возможность шлифования окон указанных
размеров достигнута благодаря тому, что привод вращения круга
вынесен за пределы обрабатываемой детали, а вводимый в отвер-
стие детали инструмент имеет сечение небольших размеров.
Устройство устанавливают на корпусе заточной головки универ-
сально-заточного станка.
Кольцевой круг выполнен разъемным. После введения в окно
детали он замыкается сегментным замком. Оптимальное натяже-
ние кольцевого круга должно составлять 3—5 кгс. Устрой-
ство аналогичной конструкции может быть установлено на
плоскошлифовальном станке или на профилешлифовальном
станке 395М.
Достоинством описанного способа обработки является высо-
кая производительность, обусловленная вращением шлифоваль-
5 М. М. Палей	129
Рис. 71. Станок 4СШО для шлифования клиновых обойм
ного кольца со скоростью до 25—30 м/с. Данный способ при-
меняется при обработке деталей толщиной до 45 мм. Минимальный
размер окна зависит от диаметра шлифовального кольца,
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМУЮЩИХ ДЕТАЛЕЙ ЛИТЬЕМ,
ПРЕССОВАНИЕМ И ГАЛЬВАНОПЛАСТИКОЙ
Литье в керамические формы (шоу-процесс) применяется для
деталей массой 50—90 кг, длиной до 650 мм, с толщиной стенок
43—75 мм. При этом точность отливок 0,25—0,5% номинала,
шероховатость поверхности Rz = 10~н20 мкм. Литьем в керами-
ческие формы производят кокили сложной конфигурации, вставкц
в пресс-формы для литья под давлением, пресс-формы для деталей
из резины, пластмасс и др. Модели для керамических форм изго-
товляют из твердого дерева, гипса, металла или пластмассы.
130
Наибольшая точность и хорошее качество поверхности полу-
чаются у металлических полированных моделей, отлитых из эпок-
сидных смол. Модели из твердого дерева (лучше всего орехового)
пропитывают воском или раствором полистирола в толуоле или
кислоте.
Используют керамическую смесь следующего состава (кг)г
гидролизованный этилсиликат 1, маршалит 1,9, песок любе-
рецкий 0,64, крошка 0,4, графит 0,09, асбестовая крошка 0,06.
Смешанную в смесителе растворообразную массу заливают на
модель, помещенную в опоку. Модель предварительно смазывают
разделительным составом. В качестве разделительного состава
используют 20%-ную водную эмульсию силиконового масла или
графитовую смазку, состоящую из медицинского вазелина и
5%-ного серебристого графита. После затвердевания массы (в те-
чение 3—4 мин) модель извлекают из формы и поджигают, чтобы
спирт сгорел. Затем формы помещают в печь и в зависимости от
их размеров прокаливают в течение 2—8 ч при температуре 750—
950° С. Прокаленные части формы вместе с печью остывают до
температуры 150° С.
Сущность шоу-процесса заключается в получении жидкоподвиж-
ной огнеупорной массы с коротким реглируемым периодом отвер-
ждения в холодном состоянии. По точности размеров и шерохо-
ватости поверхности получаемых отливок шоу-процесс не усту-
пает литью по выплавляемым моделям. При этом не требуется
изготовления дорогостоящих пресс-форм, и весь производствен-
ный цикл сокращается до 1—2 смен при наличии готовой постоян-
ной модели. Для точного литья по постоянным моделям не тре-
буется специального оборудования и дорогостоящих средств
механизации, кроме плавильной индукционной печи. Шоу-про-
цесс особенно эффективен в инструментальном производстве при
изготовлении деталей со сложными криволинейными поверх-
ностями с точностью в пределах 4—5-го классов и с большим объ-
емом фрезерно-копировальных работ, матриц и пуансонов с кри-
волинейным разъемом; деталей художественного литья типа ба-
рельефа, деталей с поднутрениями при использовании комбини-
рованных или эластичных моделей; деталей из труднообрабаты-
ваемых сплавов. Точность размеров формообразующих поверх-
ностей полученных отливок находится в пределах 4—5-го классов,
шероховатость Ra = 20 4-1,25 мкм.
При изготовлении керамики используют связующее — этил-
силикат 40, наполнители — кварцевый песок и маршалит. Для
форм со сложными поверхностями применяют двухслойные кера-
мические формы, состоящие из шамотной основы на жидком
стекле и облицовочного керамического слоя толщиной 2—5 мм.
В качестве отвердителя используют раствор триэтаноламина.
В настоящее время разработана и освоена новая технология
получения матриц и пуансонов пресс-форм с криволинейным разъ-
емом, исключающая механическую обработку формообразующих
5«	131
сопрягающихся поверхностей. Последовательность технологиче-
ских операций: изготовление модели основной детали, размеры
которой скорректированы на величину относительной усадки
металла; изготовление гипсовой пресс-формы по основной детали;
изготовление керамической вставки по гипсовой пресс-форме;
изготовление литейной модели с литниковой системой; изготовле-
ние по литейной модели песчаной оболочки на жидкостекольной
основе; сборка керамической вставки с песчаной оболочкой. f
Изготовление пресс-форм прессованием. Пресс-формы для
отливки термопластичных масс (капрона, полистирола, этрола,
полиэтилена) эпоксидных смол (АСТ-1, стиракрила) в ряде слу-
чаев изготовляют из сплава, состоящего из 90% цинка и 10%
олова. Для отливки матриц пресс-форм изготовляют мастер4
форму с учетом усадки (капрона 1,5%, полиамидной смолы 1,2%).
Поверхность мастер-формы полируют до шероховатости Ra =
*= 0,08 мкм и хромируют или оксидируют. Отливку производят
в приспособлении с прессованием под давлением 100—125 кгс/см2.
Более высокие механические свойства (предел прочности ов =
в= 35-5-40 кгс/мм2, твердость НВ 130—140) могут быть получены
при использовании сплава цинка, алюминия, меди, бериллия.
Сплав имеет хорошие литейные свойства.
Метод порошковой металлургии нашел применение при изго-
товлении формующих деталей пресс-форм для прессования дета-
лей из термопластов и иных термореактивных материалов, для
деталей электротехнической и радиотехнической промышленности.
Изготовление матриц или других деталей пресс-форм заключается
в следующем. В стальную мастер-пресс-форму, засыпают метал-
лический порошок, который затем прессуют мастер-пуансоном.
В результате прессования металлического порошка получается
заданная конфигурация и размеры внутренней и наружной по-
верхности матрицы. Затем матрицу предварительно спекают и для
получения наибольшей плотности допрессовывают. Окончатель-
ным спеканием достигается соответствующая прочность матриц.
Высокая поверхностная твердость (HRC 55—58) деталей полу-
чается после химико-термической обработки. Затем формующие
поверхности матрицы полируют и хромируют. Для изготовления
матриц применяют стальной или железный порошок или смеси
стального или железного порошка с чугунным. Находят приме-
нение никелевые порошки ПНЭ-1 или смеси никелевого ПНЭ-1
с кобальтовым ПК-1.
Вставки матриц прессуют в пресс-формах двумя методами
с ограничителями высоты (прессование до упора) и по заданному
удельному давлению. При прессовании по первому методу высота
деталей получается одинаковой и зависит только от колебания
характеристики порошка. В случае прессования по заданному
давлению высота детали будет колебаться. Рекомендуется произ-
водить двукратное прессование. Первое прессование выполняют
при давлении 4000—8000 кгс/см2, после чего производят предва-
132
рительноеспекание при температуре 1050°С в течение 23 ч в атмо-
сфере диссоциированного аммиака, при этом плотность состав-
ляет 85—86%. Второе прессование производят при давлении
10 000 кгс/см2, окончательное — в атмосфере диссоциированного
аммиака при температуре 1200° С, при этом плотность повышается
до 96%. При изготовлении матриц из железных порошков реко-
мендуется производить прессование при давлении 6000 кгс/см8,
а после спекания при температуре 900—1000° С подвергать деталь
двукратной допрессовке. Окончательное спекание производится
при температуре 1200° С.
Механические свойства деталей, изготовленных из стального
порошка, можно повысить термической и химико-термической
обработкой. Наличие пористости требует особых мер защиты
деталей от окисления при нагреве под закалку, влияет на про-
должительность химико-термической обработки, химический со-
став и механические свйства деталей. Детали из железного по-
рошка подвергают цементации в твердом карбюризаторе, светлой
закалке при 800° С в воде и отпуску при 200° С. При этом твер-
дость получается равной HRC 56—57. Детали из стального по-
рошка ШХ рекомендуется цементировать в твердом карбюриза-
торе при 920° С. Для защиты от окисления детали следует нагре-
вать под закалку в отработанном карбюризаторе до 900—950° С;
охлаждение в воде или в масле и отпуск при 200° С; твердость
детали HRC 55—58.
Матрицы, изготовленные статическим прессованием металли-
ческих порошков в жестких пресс-формах с последующим спека-
нием и калиброванием, имеют остаточную пористость 6—12%,
шероховатость поверхности Ra — 0,63-5-0,32 мкм.
Матрицы, изготовленные из никелевого порошка ПНЭ-1 или
смеси никелевого порошка ПНЭ-1 с кобальтовым порошком ПК-1,
обладают тем достоинством, что после калибрования отвечают тре-
бованиям, предъявляемым к точности размеров и шероховатости
формообразующей поверхности Ra — 0,32-5-0,16 мкм, и дальней-
шей обработке не подлежат.
Поры на рабочих поверхностях после калибрования никелевых
и никель-кобальтовых матриц незначительны. Однако в связи
с большой усадкой после спекания по сравнению с железными
никелевые и никель-кобальтовые спеченные заготовки матриц
хуже калибруются. Стоимость никелевого и особенно кобаль-
тового порошков значительно выше стоимости железного порошка.
Центральное проектное конструкторское бюро механизации и авто-
матизации (ЦПКБМА) рекомендует изготовлять матрицы двух-
слойными: внутреннюю из цветных металлов или их сплавов,
наружную — из железных порошков.
Получение монолитной матрицы обеспечивается путем одно-
временного прессования и спекания наслоенных порошков в за-
щитной атмосфере при температуре 1200° С. При этом усадка
формообразующего слоя (оболочки), состоящего из никеля или
133
никель-кобальта, при спекании снижается с 3 до 1%, и создаются
лучшие условия для калибрования. Применение порошковой
металлургии целесообразно при централизованном производстве
матриц.
Метод гальванопластики применяют для изготовления матриц,
вставок, вкладышей и пуансонов пресс-форм для литья деталей
из термопластов со сложным рельефом. Гальванопластика —
метод получения точных негативных металлических копий путем
электрохимического осаждения металла или сплава металлов на
модель. Модель, выполненная из токопроводного материала или
покрытая токопроводным слоем, служит катодом. Анодом служит
пластина осаждаемого металла или сплава.
Изготовление деталей с применением гальванопластики вклю-
чает этапы изготовления модели, подготовки ее поверхности, на-
несения на последнюю токопроводного слоя, электролитическое
наращивание на модель рабочего слоя из никель-кобальтового
сплава (или другого сплава) и медного технологического подслоя,
механической обработки, присоединение или нанесение конструк-
ционного слоя. Модели можно изготовлять из различных мате-
риалов: металла, восковой композиции, гипса, пластических
масс и др. Наибольшее распространение получили полиметакри-
лат (органическое стекло), полиэфирная смола ПН-1 (исполь-
зуется в качестве облицовочного слоя), эпоксидные смолы ЭД5
и ЭД6, акрилатовые смолы (в качестве наполнителя) и хлорвинил
для получения имитации рельефа искусственной кожи. Токопро-
водных слой можно получить химическим серебрением, химиче-
ским меднением, нанесением медного слоя металлизацией в ва-
кууме и графитированием. Гальваническое наращивание рабочего
слоя производится в специальной установке, обеспечивающей пере-
мещение модели в ванне в процессе наращивания.
Электроосаждение толстых слоев никель-кобальтового сплава
производится в электролите следующего состава: никель серно-
кислый 280 г/л, кобальт сернокислый 14 г/л, натрий хлористый
15 г/л, борная кислота 30 г/л, моющее средство «Прогресс» 0,05 мл/л
паратолуолсульфамид 0,05 г/л. Применяются аноды никелевые
и кобал.ьтовые с индивидуальным питанием током. Процесс начи-
нается при заниженной плотности тока (0,3—0,6 А/дм2), затем
плавно повышается до 1 А/дм2. Скорость осаждения 0,01 мм/ч.
Наращивание толстых слоев никель-кобальтовых осадков про-
должается 8—12 суток.
Рабочий никель-кобальтовый слой после наращивания пред-
ставляет собой оболочку толщиной 0,8—2,5 мм. Для получения
основных габаритных размеров матрицы, ее присоединительных
элементов и увеличения жесткости рабочего слоя наносят кон-
струкционный слой гальваническим наращиванием слоя меди,
металлизацией напылением или заливкой эпоксидным компаун-
дом. Плоские формообразующие элементы припаивают на стальное
основание. Вставки, рабочая поверхность которых имеет осесим-
134
метричную форму, соединяют с конструкционным слоем запрес-
совкой. Для получения габаритных размеров деталей, изготовлен-
ных гальванопластикой, производят механическую обработку
конструкционного слоя. Базирование при механической обработке
производится по элементам арматуры модели или по плоскости
разъема матрицы.
Пресс-формы для изготовления деталей из акриловых пласт-
масс могут быть изготовлены из меди и низкоуглеродистой стали
методом гальванопластики. Электролитическое наращивание
медью производится в сернокислых медных электролитах следую-
щего состава (г/л): медный купорос 250, серная кислота 50, эти-
ловый спирт 8, фенол 1. Режим работы ванны: первоначальная
плотность тока 0,5 А/дм2, конечная 2—4 А/дм2, температура ванны
20—22° С. Анодами для ванны служит катодная медь марки Ml.
ВЫДАВЛИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПРЕСС-ФОРМ
Холодное выдавливание является эффективным методом обра-
ботки глухих формующих полостей пресс-форм. Эта операция
заключается в том, что пуансон вдавливается в заготовку, образуя
в ней полость, соответствующую конфигурации и рельефу рабочей
части пуансона. Применяют два способа выдавливания: открытое
и в обойме. При открытом выдавливании заготовку матрицы кла-
дут на стол гидравлического пресса и пуансон вдавливают в за-
готовку, не имеющую ограничений для радиального течения ме-
талла. При этом значительная часть металла перемещается в ра-
диальном направлении. Точность размеров, получаемая при вы-
давливании без обоймы, находится в пределах 5—7-го классов.
Выдавливание без обойм обычно применяют при изготовлении
рабочих полостей малой глубины. Большая точность и четкость
рельефа при холодном выдавливании получается, когда заготовку
перед выдавливанием помещают в закаленную обойму.
Различают два вида выдавливания в обойме — закрытое и
полузакрытое. Точность размеров при выдавливании в обойме
находится в пределах 2—3-го классов точности. При закрытом
выдавливании (рис. 72) полость образуется в результате вытес-
нения материала заготовки в зазор, образованный мастер-пуан-
соном и обоймой. Такой способ обработки приводит к созданию
в заготовке схемы напряженного состояния всестороннего нерав-
номерного сжатия. При всестороннем (неравномерном) сжатии
пластичность деформируемого материала наивысшая, благодаря
чему закрытое выдавливание позволяет получить весьма глубо-
кие (с отношением высоты к диаметру h/D = 34-4) полости без
опасности разрушения заготовки. Точность размеров при закры-
том выдавливании находится в пределах 2-го класса. Потребное
давление при закрытом выдавливании достигает больших зна-
чений (до 350 кгс/мм2). В настоящее время закрытым выдавлива-
нием изготовляют полости площадью до 80 см2. Основным факто-
135
Рис. 74. Схема течения
металла при полузак-
рытом выдавливаний
с облегчающей камерой
Рис. 72. Схема течения ме-
талла при закрытом вы-
давливании:
1 — заготовка; 2 — мастер-
пуансои;. 3 — направляющее
кольцо; 4~ обойма; 5 — сек-
ционное кольцо; 6 — под-
кладка
Рис. 73. Схема течения
металла при .полузак-
рытом выдавливании
без облегчающей ка-
меры:
J — заготовка; 2 — ма-
стер-пуансон; 3 — обой-
ма; 4 — направляющее
кольцо
ром, ограничивающим применение закрытого выдавливания,
является необходимость приложения весьма высоких давлений
деформирования, превышающих допустимые нагрузки на мастер-
пуансон. При закрытом выдавливании допускается твердость
заготовки более НВ 150.
Полузакрытое выдавливание (рис. 73) характеризуется тем,
что при вдавливании мастер-пуансона течение материала заго-
товки в стороны частично ограничено обоймой (на высоте 20—30%
больше глубины полости), в которую она заключена. При выда-
вливании по этому способу заготовки могут быть как сплошными,
так и с облегчающими камерами (рис. 74). Этот способ целесо-
образно применять при изготовлении больших полостей с наклон-
ными стенками, когда требуется получить поперечные размеры
с точностью по 3-му классу (9 квалитету). Удельное давление при
Этом способе на 15—20% меньше, чем при закрытом выдавлива-
нии. Твердость заготовки при полузакрытом выдавливании не
должна превышать НВ 140—150.
Применяется ряд способов снижения удельных давлений и
сил выдавливания (рис. 75). Облегчение условий течения мате-
риала достигается за счет создания в заготовке или инструменте
специальных полостей (облегчающих камер), куда направляется
большая часть объема материала, вытесненная мастер-пуансоном.
Могут также применяться приемники в виде кольца, подклады-
ваемого под основание заготовки, протачивание канавок на на-
ружной поверхности, трапециевидные выступающие части в опор-
ной плите. Вид облегчающей камеры выбирают в зависимости от
конструкции матрицы. При применении нижних и верхних об-
легчающих камер их форму в плане необходимо принимать близ-
136
Рис. 75. Облегчающие камеры:
а — центральная в приемнике (подкладном кольце); г> 2 мм, а = 10ф20°,	= (0,8-г
4V
~ 0,9) d (d — диаметр полости), hu =-— (V — объем полости полуфабриката); б
к nd*
кольцевая в приемнике; VK = V (VR — объем камеры; /к и 4R « задаются, а « 45е,
h = У> нижняя; Vu = (0,7е0,8) V, /к » 0,8, h = H—h 4- (1е 1,2)4
к	)	к	d	к ndi к
^применять при 1,1 >	> 0,2бУ а — верхняя; Vu *= (0,7<£ 0,8) V, d..—(0,84-0,9)4, h =a
\	4	/	к	к
==——д — боковая; VR — (0,7^ 0,8) V, d* — &к « hQ (hQ — глубина полоети),
K V	12V
du = D2-4 —e—угловая; V = (0,7-s 0,8) V, 4И = (1,1 e 1,2)4, h =—-—5-----£-------
к	к	к	к	л (2D2—4^—D4K)
(применять при Н < 1,34); ж — сквозная; 4К =(0,7 в? 0,9)
кой к форме поперечного сечения изготовляемой полости. При
выдавливании трехгранных, квадратных, шестигранных и пря-
моугольных полостей можно принимать форму камеры в виде
круга. У полости, имеющей форму прямоугольника с отношением
длины к ширине свыше 1,5, форму камеры необходимо делать
прямоугольной. Объем облегчающих камер всех видов должен
составлять 0,7—0,8 объема изготовляемой полости. Величина
перемычки между полостью и облегчающей камерой должна быть
в пределах (0,7—0,5) d в зависимости от формы торца пуансона.
Материалом для матриц пресс-форм, изготовляемых холодным
выдавливанием, служит электротехническая сталь Ст 3, акку-
муляторная сталь А и малоуглеродистые стали 10 и 20. Исклю-
чительно высокой пластичностью обладает армко-железо, в кото-
ром можно получать методом выдавливания полости глубиной до
100 мм. Заготовки перед выдавливанием отжигают для снятия
напряжения и повышения пластичности.
Для матриц пресс-форм со сложными полостями в качестве
материала применяют легированные стали 12ХНЗА, 7X3 и 5ХНВА.
137
Матрицы высадочных формовочных чеканных штампов, изгото-
вленные из конструкционно-уголеродистых и легированных ста-
лей, допускают глубину выдавливания 10—12 мм. Заготовка
в плане должна иметь профиль, подобный наружной конфигура-
ции матрицы. Размер заготовки берут в 2,5—3 раза больше ее
глубины. Основные размеры заготовки формообразующей детали
определяют по размерам готовой матрицы с полостью по
РТМ 113—63 или по формулам
£> = (l,8-i-2,5)d; Н = h + (8ч- 15).
Поверхность, на которой должна быть выдавлена полость,
шлифуют до шероховатости Ra = 0,32 4-0,63 мкм и полируют до
зеркального блеска. Область применения холодного выдавлива-
ния при изготовлении матриц пресс-форм и штампов ограничи-
вается величиной удельного давления на мастер-пуансон. Необ-
ходимая сила для холодного выдавливания
P = qFK.,
где q — давление, кгс/мм2; /Со — коэффициент, принимаемый
Q.8—0,9 в зависимости от формы облегчающей камеры; F — пло-
щадь проекции выдавливаемой полости, мм2.
Давление в процессе холодного выдавливания зависит от це-
лого ряда факторов, из которых важнейшими являются механи-
ческие свойства материала заготовки, относительная глубина
выдавливания (отношение глубины выдавливания к диаметру по-
лости), геометрическая форма пуансона и рельеф его торца, вид
процесса (выдавливание в обойме, свободное выдавливание),
соотношение размера заготовки и выдавливаемой полости и т. д.
По экспериментальным данным [25], давление при холодном
выдавливании углеродистых сталей составляет 120—130 кгс/мм2,
инструментальных сталей 250—350 кгс/мм2. В табл. 7 приведены
значения давлений при открытом и полузакрытом выдавливании.
Для основных способов холодного выдавливания (закрытого,
полузакрытого, открытого) расчетная сила сжатия в рабочем се-
чении осесимметричного мастер-пуансона с плоским торцом опре-
деляется по формуле А. И. Хыбемяги [54]
где hn и hm — соответственно глубина и диаметр выдавливае-
мой полости; А и п — коэффициенты, учитывающие влияние спо-
соба выдавливания на силовой режим процесса (табл. 8); К.г —
коэффициент формы рабочего торца мастер-пуансона, определяе-
мый приближенно по табл. 9.
Мастер-пуансон изготовляется из стали, обладающей хорошей
обрабатываемостью, малой деформацией при термической обработке
и достаточным сопротивлением сжатию (300 кгс/мм2). Для неглу-
боких полостей простой формы применяют сталь У10А. Для по-
138 •
Таблица 7
Давления (кгс/мм2 3) для различных материалов при открытом
и полузакрытом выдавливании без облегчающих камер [27]
	Сталь							
	армко-железо		ю,	15, СтЗ		20	35,	12ХНЗА
	(НВ	80—105)	(НВ	100—120)	(НВ	120—150)	(НВ	150—180)
h/d	Выдавливание							
	от-	полу-	от-	полу-	от-	полу-	от-	полу-
	кры-	закры-	кры-	закры-	кры-	закры-	кры-	закры-
	тое	тое	тое	тое	тое	тое	тое	тое
0,2	100	120	120	140	130	150	150	180
0,3	но	130	130	160	140	160	160	190
0,4	120	140	140	170	150	170	170	200
0,5	130	150	150	180	160	180	180	210
0,6	140	160	160	180	180	200	190	220
0,7	150	170	170	190	190	210	200	230
0,8	160	180	180	200	200	220	—	——
0,9	170	190	190	210	210	230	.. —	М»
1,0	180	200	200	220	220	240		—
1,2	190	210	210	230	—	—-	—	ом
1,4	200	220	*—	—	—	—	—	ом
Примечания! 1. Для длинных и узких полостей вместо отношения h/d
(а 4- Ь
С S3
2. Для пуансона, сечение которого многоугольник с числом сторон не менее
четырех, за d следует принимать диаметр описанной окружности.
3. Указанные значения относятся к пуансонам с плоским торцом. Если торец
цуансона имеет сложный рельеф, то табличные значения необходимо увеличить ий
20—-30%.
Таблица 8
Значения А и п
Выдав- ливание	Облег- чающие камеры	А	п
Закры-	Без камеры	0,0216	0,18
тое	Нижняя или угловая Приемник	0,0177 0,0210	0,19 0,265
Полуза-	Без камеры	0,0184	0,144
крытое	Нижняя Сквозная	0,0141 0,0162	0,10 0,52
Таблица 9
Значения коэффициента Ki
Форма полости в осевом сечении	Форма полости в плане			
	0 е <3 и &	многогранник ап < 1,42	прямо- угольник	
			OJ V е	сч А е о
Конус Сфера Закруг- ленная Плоская Вогнутая	0,84 0,88 0,94 1,0 1,12	0,88 0,92 1,00 1,05 1,17	0,92 0,95 1,03 1,08 1,21	0,96 1,00 1,05 1,12 1,25
139
лости с площадью поперечного сечения до 4000 мм2 и глубиной
не менее (15—20) d обтекаемой формы с наличием боковых нака-
ток, цифр, букв, штампов для чеканных работ применяют мастер-
пуансоны из стали Х12. Для полостей сложной формы (с острыми
оформляющими углами, со ступенчатым профилем) и для матриц
из легированных сталей мастер-пуансоны изготовляют из сталей
марок Х12Ф1 или Х12М. Заготовки пуансонов рекомендуется
подвергать многократной проковке. Твердость пуансонов после
закалки и отпуска должна быть в пределах HRC 59—61. Испол-
нительные размеры выбирают того же класса точности, что и
полости матрицы, но с отрицательным допуском для диаметраль-
ных размеров и положительным допуском на высотные размеры.
Для полостей повышенной точности допуск на изготовление
пуансона на 1—2 класса выше. Рабочая часть пуансона должна
быть тщательно обработана для цилиндрических и плоских поверх-
ностей с шероховатостью Ra — 0,02-s-0,04 мкм, а для сфериче-
ских — с шероховатостью Ra = 0,16-г-0,32 мкм. Рабочие поверх-
ности мастер-пуансона с целью предохранения от налипания ме-
талла заготовки покрывают раствором медного купороса в соля-
ной кислоте. Дополнительное покрытие-дисульфитмолибденовой
пастой с минеральным маслом при высокой концентрации (смазка
ВНИИ НП-232) снижает потребную силу на холодное выдавлива-
ние до 20% и повышает качество поверхности полости. На рис. 76
показан универсальный пакет-штамп для холодного выдавлива-
ния рабочих полостей матриц пресс-форм и штампов цилиндри-
ческой формы. При проектировании матриц пресс-форм и штам-
пов с учетом выдавливания рабочих полостей необходимо руко-
водствоваться следующими рекомендациями.
1.	Отношение h/d или h У ab не должно превышать величин,
указанных в табл. 10 (где h — глубина полости, мм, d — диаметр
полости, мм, а и b — стороны полости, мм).
2.	Полость не должна быть поднутренной.
3.	Все кромки и места переходов сечений полости следует
закруглять (радиусы 0,3—0,5 мм), что улучшает условия течения
металла и предотвращает образование трещин при термической
обработке.
Рис. 76. Универсальный пакет-
штамп для холодного выдавли-
вания:
1 — давильник; 2 «=» втулка; 3 при*
емник; 4 болт; 5 » разрезное кол^<
цо; 6 вилка; 7 направлящее коль-
цо; 8 обойма; 9 бандаж; 10 » под-
кладная плита; 11, 13 — ручки; 12
гайка; 14 резиновый буфер; 15 »
винт; 16 пружинное кольцо; 17
пружинное кольцо приемника
140
Таблица 10
Значения отношений hid и htyab
Отношение	Сталь				
	Э и А	10	20	У10А	7X3
h/d	2	. 1,6	1,2	0,6	0,3 ‘
h!V ab	1,5	1,2	0,9	0,4	0,2
4.	Боковые поверхности полости должны иметь минимальный
уклон 1 : 200.
5.	Утопающая гравировка не рекомендуется, так как изгото-
вление выступающей гравировки на пуансоне трудоемко.
6.	В полостях больших размеров и сложного профиля выда-
вливается только самый сложный элемент, далее следует механи-
ческая обработка остального профиля.
Для увеличения пластичности металлов и глубины выдавли-
ваемых полостей заготовки подвергают специальной термической
обработке: для стали 12ХНЗА — нормализации, нагрев до 880—
900° С, высокий отпуск при 600—640° С с выдержкой 6—8 ч,
охлаждение с печью до 150—200° С, затем на воздухе, максималь-
ная твердость НВ 140—150; для стали ЗХ2В8 нагрев до 850—
880° С, выдержка 4—6 ч, охлаждение с печью до 150—200° С,
затем на воздухе, твердость НВ 170—180, охлаждение с печью
в течение 1,5—2 суток.
При выдавливании многоместных пресс-форм без вставок при-
меняют приспособления, в которых заготовка размещается между
основанием и кондуктором. Последний представляет собой плиту
с расположенными определенным образом отверстиями для на-
правления мастер-пуансонов. Кондуктор и заготовка зафиксиро-
ваны относительно друг друга двумя штифтами, и для получения
полостей равной глубины выдавливание ведется до погружения
торца пуансона заподлицо с кондуктором. Условия холодного
выдавливания могут быть облегчены предварительной обработкой
рельефа штампа под выдавливание. При серийном изготовлении
штампов одним из методов предварительной обработки является
применение электроэрозионной или электрохимической обработки.
Формующие полости в электроде (из латуни) и мастер-пуансоне
могут быть получены с помощью мастер-пуансона из стали 5Х2В8.
При разработке технологического процесса изготовления де-
талей, формующие поверхности которых получены выдавлива-
нием, необходимо предусмотреть способы базирования детали
при последующей обработке. Широко используются для этой
цели вспомогательные технологические отверстия, растачиваемые
на координатно-расточном станке при базировании по контуру
фигуры.
141
Ниже приведена последова-
тельность технологического про-
цесса изготовления пуансона с
выдавливанием рабочего контура.
После заготовительных опера-
ций пуансон (рис. 77) изготовляют
в следующей последовательности:
фрезерование и шлифование пло-
скостей; выдавливание рабочего
контура; растачивание отверстий
под выталкиватель и двух тех-
нологических отверстий с бази-
рованием от рабочего конту-
ра; разметка и фрезерование на-
ружного контура (с базирова-
нием по расточенным отверстиям);
Рис. 77. Пуансон пресс-формы сло-
жного контура
термическая обработка — закалка и отпуск; притирка отверстий;
шлифование наружного контура с базированием по технологиче-
ским отверстиям; полирование и хромирование рабочего контура
и полирование хромированной поверхности. Эффективно приме-
нение холодного выдавливания при сообщении пуансону вибра-
ционных движений с частотой пульсирования 400—100 Гц, при
этом увеличивается допустимая площадь выдавливания в 2—
3 раза.
Горячее и полугорячее выдавливание. При изготовлении
матриц пресс-форм и штампов средних и крупных размеров из
инструментальных и легированных сталей требуются прессы
с большим усилием, но если при этом заготовки нагревать, то
усилие уменьшается в 5—10 раз по сравнению с усилием, требуе-
мым для холодного выдавливания. Поверхность, на которой
должна быть выдавлена полость перед нагревом, шлифуют. На-
грев желательно вести в печи с нейтральной атмосферой.
Для предотвращения образования окалины при нагреве в пла-
менных печах поверхность заготовки засыпают порошком древес-
ного угля и накрывают железным листом размером больше раз-
мера заготовки. После нагрева лист снимают, поверхность заго-
товки очищают металлической щеткой, выдавливают полость и
затем отштампованную заготовку покрывают порошком древес-
ного угля и помещают в песок для медленного охлаждения. Фи-
гуру остывшей матрицы зачищают и калибруют мастер-пуансо-
ном в холодном состоянии. Точность размеров рабочей полости
при таком способе изготовления соответствует 3—5-му классам,
шероховатость поверхности Ra — 0,322,5 мкм. Горячее выдавли-
вание осуществляется на кривошипных или фрикционных прес-
сах. Мастер-пуансон для горячего выдавливания изготовляют
из сталей Х12Ф, Х12ТФ, ЗХ2В8Ф, 4Х5В2ФС и Р18.
Если возможности безокислительного нагрева отсутствуют,
то для обработки полостей матриц, имеющих сложную рабочую
142
поверхность, можно применять полугорячее выдавливание. При
полугорячем выдавливании процесс происходит при температуре
рекристаллизации, т. е. в интервале температур 400—800° С,
когда прочность материала резко падает. При температуре больше
500° С можно снизить удельные давления на 40—70% при выда-
вливании сталей У10А, ХВГ, Х12М, 5ХВ2С и др. При темпера-
туре ниже 650° С окалина не образуется. Наиболее подходящим
материалом для мастер-пуансона являются стали ЗХ2В8 и Р18,
сохраняющие достаточную твердость при нагреве до 650° С, и
сталь Х12М, сохраняющая достаточную твердость при нагреве
до 400—500° С. Рекомендуемая твердость мастер-пуансона из
стали ЗХ2В8 HRC 46—50, из стали Х12МЯ7?С55—57. Мастер-
пуансоны можно изготовлять также из сталей Р18 и Р9 с
HRC59—61. Для повышения стойкости мастер-пуансона приме-
няется электролизное борирование.
При изготовлении полостей с высокой точностью необходимо
учитывать тепловое расширение заготовки и мастер-пуансона.
На пуансон наносят слой меди, а затем дисульфид-молибденовой
смазки при температуре нагрева ниже 700° С или графита при
температуре выше 700° С. Выдавливание ведут на прессе ПО54Г
при скорости перемещения пуансона 200—600 мм/мин. Мастер-
пуансон следует подогревать до температуры 200—250° С.
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ ПРЕСС-ФОРМ
Электроимпульсная обработка. При обработке закрытых фасон-
ных полостей пресс-форм повышенной твердости (свыше
HRC 40), рабочих полостей, имеющих сложные переходы, узкие
щели и глубокие пазы, окна и ребра, находит применение элек-
троимпульсная обработка. Применение электроимпульсной обра-
ботки эффективно также при изготовлении пресс-форм для литья
под давлением из жаропрочных и высоколегированных сталей и
при изготовлении пресс-форм для резиновых деталей. Электро-
импульсная обработка пресс-форм может производиться без пред-
варительной механической обработки. Для удаления основной
массы припуска электроимпульсную обработку полости (при обра-
ботке на глубину до 8 мм) рекомендуется производить с питанием
станка генератором при частоте 400 Гц, а при использовании гене-
раторов типа ШГИ при частоте 1000 Гц. Шероховатость поверх-
ности после черновой обработки соответствует Rz — 40+80 мкм.
После черновой обработки оставляют припуск 0,3—0,5 мм. Затем
производят чистовую обработку с питанием станка от высокоча-
стотного генератора ВГ-ЗВ. Станки оснащены широкодиапазонными
генераторами ШГИ для работы на низких и высоких частотах.
При обработке щелевых отверстий шириной до 2 мм и отвер-
стий диаметром до 4 мм питание станка осуществляется целиком
на высоких частотах. Шероховатость поверхности после чистовой
143
обработки находится в пределах от Rz — 40 мкм до Ra = 1,25 мкм
в зависимости от режима работы. Электроимпульсные копиро-
вально-прошивочные станки с высокочастотным генератором при
условии их достаточной точности позволяют обрабатывать сквоз-
ные отверстия с точностью 0,01—0,05 мм и фасонные полости до
0,03—0,1 мм.	- !
При обработке пресс-форм слесарно-доводочная обработка '
полностью не устраняется, однако вследствие резкого снижения  
припуска (до 0,03—0,1 мм) под доводку и повышения точности 
размеров, поступающих на доводку полостей, доводочные работы •
сокращаются на 50—80% и сводятся к незначительной доработке
и полированию. При изготовлении пресс-форм для резиновых
деталей в ряде случаев ограничиваются только высокочастотной
электроимпульсной обработкой.
При электроимпульсной обработке многоместных малогаба-
ритных пресс-форм используют сборные электроды, установлен-
ные в держателе, при обработке крупногабаритных пресс-форм —
шаблоны. В верхней и нижней половинах пресс-формы и шаблоне
на координатно-расточном станке растачивают технологические
базовые отверстия. Относительно базовых отверстий в шаблоне
обрабатывают направляющие окна для электрода-инструмента.
Шаблон устанавливают на штифты, находящиеся в базовых отвер-
стиях пресс-форм. Между шаблоном и пресс-формой устанавливают
текстолитовую прокладку. Зазор между направляющей частью
электрода-инструмента и окнами шаблона изготовляют по посадке
скольжения.
Для обработки многоместных пресс-форм можно использовать
станки с координатным перемещением стола. Например, для обра-
ботки деталей размером 200x360 мм применяют станок 4Г721М.
Точность отсчета координатных перемещений 0,01 мм. Станок
комплектуется генератором типа ШГИ-40-440Б. Станок 4Д722В
для обработки деталей размером 630x320 мм имеет точность от-
счета координат 0,008 мм. Точность обработки сквозных отвер-
стий составляет 0,01—0,02 мм, а фасонных 0,03—0,05 мм. Станок
оснащен устройством для электроэрозионного шлифования отвер-
стий и профильного электроэрозионного шлифования. Для особо
точных работ рекомендуется станок 4Д722А с точностью установки
стола 0,002 мм. Станок комплектуется генераторами типа
ШГИ-40-440 или ШГИ-63-440. Износ электродов из меди или гра-
фитовой композиции при чистовых режимах 0,3% и черновых до
1,5%.
Ниже приводится маршрутный технологический процесс изго-
товления матрицы (рис. 78) с использованием электроимпульсной
обработки рабочего профиля. После заготовительных операций
матрицу обрабатывают в следующей последовательности: фрезе-
рование и шлифование плоскостей и торцов (с обеспечением
взаимной перпендикулярности); разметка и строгание фасонного
контура; термическая обработка — закалка и отпуск; шлифова-
144
ние плоскостей и фасонного кон-
тура по шаблону; растачивание
всех отверстий на координатно-
расточном станке; электроэро-
зионная обработка рабочего кон-
тура пресс-формы (с базировани-
ем электрода-инструмента по
расточенным отверстиям); поли-
рование и хромирование рабоче-
го контура; полированиерабоче-
го контура после хромирования.
Электрохимическая обработ-
ка позволяет обработать любой
твердости формообразующие по-
верхности серийных пресс-форм
с точностью 0,2—0,5' мм. В
Рис. 78. Пресс-форма со сложным
профилем
связи с тем, что как процесс,
так и выбор размеров катодов-
инструментов требуют экспери-
ментальной проработки, опера-
ция целесообразна при достаточ-
ном количестве деталей в пар-
тии. Для электрохимической обработки можно использовать элек-
трохимический прошивочный станок 4423 со столом 400 X 630 мм.
Обработка осуществляется при плотности тока 30—150 А/см2 и
напряжении 8—12 В. При этом скорость углубления электрода
в обрабатываемую заготовку достигает 0,5—2,0 мм/мин.
Для улучшения гидродинамических условий в межэлектродном
зазоре в него подается сжатый воздух в соотношении 2 объема
воздуха на 1 объем электролита (при нормальном давлении).
В имеющихся станках давление воздуха на 2—3 кгс/см2 превышает
давление электролита и достигает 12—16 кгс/см2. В качестве элек-
тролита используют 10—15%-ный раствор поваренной соли. Очи-
щают его путем отстоя и центрифугирования. Электрический ре-
жим устанавливают в зависимости от площади обработки.
Инструменты-катоды изготовляют из сплавов на основе меди
или конструкционной стали. Размеры катодов рассчитывают при-
ближенно, а затем дополнительно корректируют на основании
пробных прошивок. Катоды имеют специальные каналы круглой
и щелевидной формы шириной 2—7 мм для прокачки электролита.
Для выравнивания гидродинамических условий в катодах пре-
дусматривают специальные отражатели и клапаны, конструкции
которых и размеры выбирают на основании опыта работы. Поло-
сти пресс-форм, полученные на электрохимических станках, под-
вергают небольшой доработке и полировке.
Производительность электрохимической обработки на суще-
ствующих станках достигает 15 000—20 000 мм3/мин, шерохова-
тость обработанной поверхности Ra = 0,16 4-2,5 мкм.
145
Фотохимическую обработку применяют для нанесения деко-
ративных рисунков (имитации кожи и др.) на поверхность пресс-
форм. Сущность этого технологического процесса заключается
в воспроизведении на поверхности материала, покрытого слоем
фоторезиста и способного выдерживать действия агрессивных
сред, фотографического изображения, соответствующего заданному
рельефу поверхности, и последующем удалении материала с экс-
понированных участков с помощью травителя. Фотохимический
метод позволяет выполнять сложный поверхностный рельеф на
деталях с глубиной профиля до 1,5 мм.
Предъявляются особые требования к изготовлению фотоори-
гиналов. Считается целесообразным применение для их изготовле-
ния стеклянных пластинок или пленок, нанесенных на полистиро-
ловую подложку. На ВАЗе применяют специальную пленку, вос-
производящую разнообразные рисунки и чертежи, полученные
с образца. Рисунок, изображенный на фотопленке, наносят на
металлическое клише методом экспонирования с последующим тра-
влением в кислоте.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ
ПРЕСС-ФОРМ
Чистовое фрезерование. При обработке закрытых внутренних
и наружных фасонных контуров в матрицах пресс-форм и штам-
пов, пуансонодержателях, съемниках и других деталях широко
применяется чистовое фрезерование.
Чистовым фрезерованием достигается точность размеров 2-го
класса и шероховатость поверхности Ra = 0,63-*-1,25 мкм. Чи-
стовое фрезерование особенно эффективно при обработке фасонных
поверхностей, состоящих из сопряжений дуг с прямыми и все-
возможными сочетаниями прямых поверхностей. Фрезеровать
можно также выпуклые и вогнутые участки профиля, а также по-
верхности, расположенные на заданном расстоянии и под опре-
деленными углами относительно базовой поверхности или оси
симметрии.
Для чистового фрезерования применяют универсально-фре-
зерные станки. Иногда их оснащают приспособлениями, значи-
тельно расширяющими технологические возможности. Так, име-
ются быстроходные фрезерные головки с прецизионными шпин-
делями для обработки деталей малыми фрезами. Для обработки
различных поверхностей, заданных в системе координат, приме-
няют круглые и координатные столы. На круглых столах обра-
батывают наружные и внутренние дуговые участки и поверхности,
находящиеся под различными углами. В ряде случаев, когда нужно
обработать несколько дуговых участков, применяют оба стола.
При этом координатный стол используют только для установки
детали относительно оси круглого стола.
146
На станках с точным перемещением стола (до 0,01 мм) 6Т75
деталь в системе координат можно устанавливать перемещением
стола. Применяя расточные головки, на универсальных станках
можно растачивать отверстия или дуговые участки. У деталей,
подлежащих чистовому фрезерованию, рекомендуется базовые
поверхности шлифовать.
При обработке дуговых участков поворотом круглого стола
необходимо совместить ось обрабатываемой дуги с осью вращения
круглого стола. Такая установка производится с помощю кон-
цевых мер от базы. В качестве базы используют расточенные в план-
шайбе круглого поворотного стола отверстия или устанавливае-
мый на столе станка угольник.
При наличии на поверхности нескольких дуговых участков
их обрабатывают в несколько этапов, совмещая каждый раз ось
дуги с осью вращения стола. Для сокращения времени на уста-
новку детали при обработке нескольких дуговых участков иногда
с нерабочей стороны в центре дуг растачивают технологические
отверстия, которыми обрабатываемую деталь устанавливают на
палец, находящийся в центре круглого поворотного стола. Для
совмещения осей дуг с осью вращения стола и обработки поверх-
ностей на заданном расстоянии используют также координатный
столик, установленный на круглом поворотном столе (рис. 79).
На круглом поворотном столе наиболее эффективна обработка
выпуклых поверхностей. Вогнутые дуговые участки часто обра-
батывают растачиванием или мерными по диаметру фрезами. При
обработке сложного профиля целесообразно расточить отверстия,
оформляющие контур или касательные к контуру, а затем фрезе-
ровать остальные участки, принимая расточенные отверсти за
базу. При обработке фасонного контура применяют фасонные
Рис. 79. Прием совмещения круглого и координатного столов
147
Рис. 80. Прием обработки деталей по
методу радиусного фрезерования
фрезы. Фрезы могут быть одно-
или двухкромочными, что зна-
чительно снижает трудоемкость
их изготовления. Для обра-
ботки полуцилиндрических по-
верхностей некоторые фрезер-
ные станки оснащают специаль-
ной головкой с горизонтальной
осью вращения. Такие головки
удобны при обработке полу-
форм. Известны специальные
приспособления и станки, кото-
рые созданы для обработки вы-
ступов и впадин (образованных
по дугам окружности), работа-
ющие по методу радиусного фрезерования (рис. 80).
Фасонное растачивание производят на координатно-расточ-
ных станках фасонными перовыми зенкерами, чаще всего двух-
п'ерыми, так как они лучше отводят стружку и их легче изгото-
вить (рис. 81, а). При обработке отверстий диаметром более 40 мм
рекомендуется процесс растачивания расчленять на отдельные
элементы (рис. 81, б). Отверстия диаметром свыше 60 мм реко-
мендуется растачивать фасонными резцами (рис. 82). Сложный
профиль растачивают в несколько переходов. Отверстия предва-
рительно обрабатывают с припуском 0,4—0,5 мм.
Предварительную обработку фасонным зенкером или резцом
производят с припуском 0,05—0,08 мм, после чего выполняют
окончательное растачивание. Фасонное отверстие обрабатывают
при скорости 10—15 м/мин и обильной смазке. Подачу осуще-
ствляют вручную. Фасонные перовые зенкеры и расточные резцы
изготовляют по шаблону. При заточке на зенкерах необходимо
обеспечить равномерную ленточку шириной 0,3—0,5 мм по всему
профилю. Кольцевые выточки рекомендуется растачивать с по-
мощью специального расточного патрона с рациальной подачей
резца. Фасонное растачивание можно производить на токарном
станке фасонными резцами. Многоместные пресс-формы рекомен-
дуется растачивать на координатно-расточном станке с числовым
программным управлением.
Рис. 81. Приемы обработки фасонного отверстия перовыми зенкерами
148
При обработке формообразую-
щих элементов пресс-форм фасон-
ного профиля часто прибегают
к использованию фасонного ин-
струмента. Точность профиля в
этом случае зависит от точности
инструмента и точности его уста-
новки, а шероховатость поверх- п оо ~ х .
r	и Рис. 82. Схема обработки отверстия
ности — от механических свойств фасонным резЦ0Мр	рс
материала детали, режимов реза-
ния, состояния режущих кромок инструмента и применяемой
охлаждающей жидкости.
При изготовлении пресс-форм возникает необходимость рас-
тачивать отверстия, имеющие относительно большую глубину,
оси которых лежат, по. л и ни и соприкосновения двух плоскостей.
Вследствие неплотности. соединений в плоскости разъема и раз-
личной твердости двух соединений по. плоскости деталей сверло
при сверлении «уводит». В некоторых случаях «увод» сверла бы-
вает настолько значительным, что даже растачиванием его не
удается исправить. Кроме того, многие разъемные матрицы имеют
иногда настолько глубокие отверстия, что их растачивание ста-
новится невозможным. В этих случаях приходится изыскивать
способы сверления, обеспечивающие минимальный увод отвер-
стия и последующего его развертывания. Таким способом явля-
ется сверление отверстия через предварительно профрезерованные
направляющие канавки. Перед началом сверления в разъемной
матрице на обеих ее половинках наносят риски, идущие по оси
будущих отверстий. На фрезерном станке по разметке фрезеруют
призматические канавки одинаковой глубины. Для получения
большей точности направляющие призматические канавки лучше
фрезеровать на координатно-расточном станке перовым фасонным
зенкером с режущими поверхностями, расположенными под уг-
лом 45° к оси вращения шпинделя. Затем обе половинки соединяют
и закрепляют на координатно-расточном станке и обрабатывают
отверстие.
Фасонное растачивание и точение на станках с копироваль-
ными устройствами и на станках с ЧПУ производится в тех слу-
чаях, когда применение фасонного инструмента затруднено либо
невозможно. В зависимости от размеров обрабатываемых деталей
применяют токарные, токарно-лобовые или токарно-карусельные
станки, оборудованные копировальным устройством. Фасонные
детали, являющиеся телами вращения, успешно обрабатывают на
станках с ЧПУ.
Обработка на копировально-фрезерных станках. На рис. .83
показана скелетная схема копировально-фрезерного полуавто-
мата 6441Б с электронным управлением, предназначенного для
обработки пространственных и контурных форм с точностью
0,05 мм.
149
Рис. 83. Скелетная схема копироваль-
но-фрезерного станка 6441Б
по поперечине 6 от редуктора
6 перемещается по стойке от
Обработка осуществляется
по специальным моделям, изго-
товленным из гипса, дерева,
алюминия или пластмасс в мас-
штабе 1 : 1 или по шаблонам.
На столе 1 закреплены копир
2 и обрабатываемая деталь 17.
Стол перемещается от редукто-
ра 18. В контакте с копиром
находится палец 3 копироваль-
ного прибора, который установ-
лен в кронштейне 4, укреплен-
ном на шпиндельной бабке 5.
В шпинделе бабки установлена
фреза 16. Бабка перемещается
7. В свою очередь поперечина
редуктора 15. Работой станка
управляет копировально-измерительное устройство, представляю-
щее собой копирный прибор, в основу которого положен индук-
тивный датчик, преобразующий отклонения копировального
пальца 3, в результате чего изменяется зазор между якорем и сер-
дечником дифференциального трансформатора. Эти изменения
вызывают электрические сигналы, изменяющие через электронные
усилители скорость и направление перемещения рабочих органов.
Любое перемещение задающего устройства (копира) приводит
к рассогласованию положения копировально-измерительного уст-
ройства. Измеряя предыдущее и последующее положение задаю-
щего устройства, копировально-измерительное устройство пере-
дает в усилительное устройство разницу в показаниях в виде мало-
мощных сигналов. Получив усиленный сигнал от усилительного
устройства, исполнительное устройство начинает повторять на
заготовке детали величину рассогласования в зависимости от
масштаба копирования и обработки. Перемещение исполнитель-
ного устройства немедленно передается обратно копировально-
измерительному устройству посредством обратной связи. Элек-
трические сигналы от копировального прибора поступают во вход-
ной каскад 10, который отмечает величину рассогласования и рас-
пределяет ее на две слагающие — передает сигнал на электронный
усилитель 9 следящей подачи и электронный усилитель 11 задаю-
щий подачи. Эти два усиленных сигнала величины рассогласова-
ния передаются на обмотку возбуждения электромашинных уси-
лителей (ЭМУ) 8 и 13. Выполняя функции вращающихся от элек-
тродвигателя 12 генераторов, эти ЭМУ передают команды на элек-
тродвигатели редукторов 7 и 15.
После прохода одного сечения (одной строчки) концевой упор
включает переключатель 14 на цепь электродвигателя редуктора 18
и перемещает стол 1 на следующую строчку, совершая периодиче-
скую подачу. Возвращая переключатель 14 в первоначальное
150
Рис. 84. Схема фрезерования строч-
ками
Рис. 85. Схема копировального устрой-
ства к фрезерному станку без следящей
системы	।
положение, вводят в работу редукторы 7 и /5, причем редуктор 15 :
будет перемещать поперечину в обратном направлении. Для !
обработки трехмерной детали необходимо иметь три движения: 
одно из них непрерывное в одном и том же направлении — задаю-
щее (от редуктора 15), второе —следящее (от. редуктора 7). На-
правление и величина перемещения исполнительного органа, со-
вершающего следящее движение, координируются в соответствии
с профилем копира с помощью копировального прибора. Этими
двумя движениями обеспечивается обработка одной строчки —
одного сечения. Для того чтобы обработать следующее сечение,
необходимо совершить переход на следующую строчку. Этот
переход осуществляется за счет третьего движения, перпендику-
лярного задающей и следящей подаче (от редуктора 18), называе-
мого периодической подачей snep (рис. 84). Для обработки дву-
мерной детали (по контуру) необходимо воспользоваться двумя
движениями, результирующая которых образует замкнутую или
незамкнутую кривую.
Выбор режима работы на копировально-фрезерном станке
определяется требованиями к шероховатости обработанной поверх-
ности. На шероховатость поверхности в основном влияет величина
Периодической подачи. В условиях неспециализированного про-
изводства мелкие штампы и пресс-формы, имеющие неглубокие
Выемки, можно обрабатывать с помощью копировального устрой-
ства, устанавливаемого на фрезерных станках.
На рис. 85 показана принципиальная схема копировально-
фрезерного устройства без следящей системы. Копировальный
Шпиндель (головка 1) перемещается в двух взаимно перпендику-
лярных направлениях с помощью приводов 7а и 76 так, что щуп
(копировальный палец) 3, жестко закрепленный в копировальной
головке 1, постоянно находится в контакте с копиром 5. Привод
7а может осуществляться от нажима копира 5. Перемещение копи-
ровальной головки 1 передается шпиндельной головке 2 с помощью
151
Рис. 86. Устройство для
копирования на фрезер-
ном станке, управляемое
двумя руками
жесткой связи. Режущий инструмент 4 обрабатывает заготовку 6,
расположенную, как и копир 5, на столе 8 станка.
На рис. 86 показана схема устройства, управляемая двумя
руками. Устройство состоит из двух узлов: копировального при-
бора, включаемого в кинематическую цепь вертикальных пере-
мещений шпинделя, и крестового стола, который перемещается
от рукоятки в любом направлении в горизонтальной плоскости.
Основание салазок укрепляется на столе вертикально-фрезерного
станка. По направляющим основания 15 перемещаются в про-
дольном направлении салазки 14. Салазки в верхней части имеют
вторые верхние направляющие, перпендикулярные нижним. По
верхним направляющим салазок перемещается стол 1. Устройство
позволяет столу перемещаться вдоль верхних салазок 14 и вместе
с ними в перпендикулярном направлении по основанию 15. К ос-
нованию 15 прикреплен кронштейн 13, а к столу 1 хобот 10. В ша-
ровые обоймы этих деталей вставлен стержень 12, соединенный
рукояткой 11.
Перемещение рукоятки 11 в направлении одного из движений
вызывает перемещение только стола или только салазок. Пере-
мещение рукоятки под углом вызывает сложное движение стола.
На столе 1 укрепляется копир и обрабатываемая деталь. Верти-
кальное перемещение копировального пальца 9 до контакта с ко-
пиром и синхронное перемещение фрезы 2 достигается поворотом
рукоятки 4. Копировальный палец перемещается нажимом ко-
пира при перемещении стола. Рукоятка 4 укреплена на валу 5,
152
проходящем через корпус с подшипником 8. На валу имеются два
зубчатых колеса, из которых одно сцеплено с рейкой шпинделем 3,
а другое с рейкой стержнем 7. Пружина 6 поднимает вертикально
вверх фрезу 2 и палец 9, как только прекращается воздействие
на рукоятку 4. Рукоятка 4 управляет вертикальными перемеще-
ниями фрезы, рукоятка 11 горизонтальными перемещениями стола,
Для мелких штампов и пресс-форм пригоден фрезерно-копи-
ровальный гравировальный станок 641. Станок рассчитан для ра-
боты в трех измерениях с уменьшением масштаба 1 : 10 и 1 : 15.
Применение станков, работающих по копирам, требует для каж-
дого из типов деталей изготовления копиров, что отнимает много
времени и средств.
МЕХАНИЗАЦИЯ СЛЕСАРНОЙ ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ ПРЕСС-ФОРМ
Электрифицированные установки 2УМД и ЗУМД использу-
ются для механизации слесарно-доводочных операций при изго-
товлении штампов, пресс-форм, форм для литья под давлением
и т. д. (рис. 87). Установка позволяет обрабатывать открытые
поверхности, сквозные и глухие окна различной конфигурации
с прямыми и наклонными поверхностями,
а также поверхности сложного рельефа.
Комплект установки состоит из привода,
набора рабочих головок, приспособлений
и инструмента. Привод состоит из элек-
тродвигателя и гибкого вала для подклю-
чения рабочих головок. В набор головок
установки входят виброголовка для воз-
вратно-поступательного движения инстру-
мента (500—3000 дв. ход/мин), прямой
патрон для передачи вращательного дви-
жения инструменту, угловой патрон для
передачи вращательного движения инст-
рументу под углом. Вращательное движе-
ние может бесступенчато регулироваться
в пределах 500—13 000 об/мин.
В набор входят все необходимые ре-
жущие инструменты: зачистные и шлифо-
вальные круги, головки, шкурка, пасты.
Применение виброголовки с возвратно-по-
ступательным движением особенно эффек-
тивно для обработки глухих полостей, а
также узких контурных окон матриц штам-
пов. Виброголовка предназначена для об-
работки надфилями, хонами и различными
притирами, как абразивными, так и ал-
мазными. Угловой патрон расширяет воз-
Рис. 87. Установка для ме-
ханизации слесарно-до-
водочных работ
133
можности обработки труднодоступных мест. Опиливание по-
верхности производится фасонными напильниками различной
формы и насечки. Для чистовой обработки стальных закаленных
деталей имеется комплект абразивного инструмента. Для предва-
рительной обработки рекомендуется абразивный инструмент
24АСТЗК, а для окончательной —25АСТЗК.
Для предварительной обработки деталей из труднообрабаты-
ваемых материалов и пластифицированных твердосплавных заго-
товок применяют твердосплавный режущий инструмент. Для
обработки матриц с несколькими отверстиями, пуансонов и пресс-
форм и форм для литья под давлением из твердых сплавов имеется
комплект алмазного инструмента. При механической притирке
деталей из твердого сплава ВК20 на установке ЗУМД алмазным
Инструментом для предварительной обработки рекомендуется при-
менять притиры, изготовленные на основе пресс-порошков и галь-
ваническим способом с зернистостью 16—12 и концентрацией
100%. При этом шероховатость поверхности Ra — 0,32ч-0,63 мкм.
Для окончательной обработки рекомендуется применять инстру-
мент зернистостью 4 и концентрацией 50%, шероховатость обра-
ботанной поверхности при этом достигает Ra = 0,02-=-0,08 мкм.
При предварительной обработке снимается 0,5 мм3/мин твердого
сплава, при чистовой —0,2 мм3/мин.
Для шлифования отверстий и пазов малого диаметра целесо-
образно применять .пневматические и шлифовальные головки тур-
бинного типа с частотой вращения до нескольких тысяч оборотов
в минуту. Такие головки обеспечивают удовлетворительное шли-
фование при малых диаметрах круга (3—5 мм). Шлифование и по-
лирование производят ручным перемещением шлифовального
круга или полировальника по обрабатываемой поверхности. При-
меняют пневмотурбины с вертикальным расположением круга,
с помощью которых можно шлифовать замкнутые поверхности
окон штампов и пресс-форм. Для облегчения работы и повышения
качества шлифования и полирования применяют различные при-
способления. Приспособления с пневматической головкой могут
быть установлены вертикально. Шлифуемую деталь укладывают
на стол приспособления и при обработке прямолинейных плоско-
стей вручную перемещают вдоль опорной планки. Фасонные по-
верхности также обрабатывают вручную без применения планки.
В настоящее время для подгоночных и полировальных работ
при производстве пресс-форм и штампов применяют шлифоваль-
ные машинки ШР-2 с диаметром круга до 150 мм, ШР-5 с диаме-
тром круга до 30 мм, ШР-06 с диаметром круга 60 мм (6000 об/мин)
и высокооборотные пневматические турбинки с частотой враще-
ния до 60 000 об/мин (табл. 11).
Для механизации чистовой обработки деталей технологиче-
ской оснастки получает распространение вихревая абразивна#
обработка. При вихревой абразивной обработке все точки рабочей
поверхности абразивного инструмента перемещаются по одинако-
154
Таблица 11
Характеристика пневматических шлифовальных машин, разработанных
Центральным конструкторским бюро по проектированию и унификации
строительного механизированного инструмента
Параметр	Модель					
	П-2010	П-2011	П-2012	П-2009	П-2008	П-2109
Диаметр шлифоваль- ного круга, мм . . .	6	10	30	60	80	200
Частота вращения, об/мин: на холостом ходу	80 000	65 000	25 000	12 000	10 000	5800
под’нагрузкой , .	60 000	60 000	20 000	10 000	8 000	4600
Мощность, л. с.	0,04	0,1	0,4	0,7	0,8	2
Расход воздуха, м3/мин ........	0,09	0,14	0,47	0,9	0,9	1,8
Габаритные размеры, мм ........ .	0 44Х	0 50Х	0 75Х	73Х90Х	86Х96Х	440Х
	X 172	Х250	Х205	Х350	Х467	Х165Х
Масса, кг • • • • .	0,27	0,3&	’ 0,5	1,5	2,65	Х220 5,5
вым замкнутым криволинейным траекториям, полностью распо-
ложенным на обрабатываемой поверхности. При обработке пло-
ских поверхностей инструменту сообщается поступательное дви-
жение по круговой траектории или колебательное движение по
замкнутой эллиптической траектории. При обработке вогнутой
цилиндрической поверхности каждая точка абразивного инстру-
мента перемещается по эллиптической траектории.
Для обработки открытых плоскостей большой площади при-
меняют шлифовально-полировальные машины с вихревым дви-
жением. Ростовский-на-Дону завод «Электроинструмент» изгото-
вляет машину С-423А с размером абразивного полотна 100 X 200 мм
с амплитудой вихревого движения 2,5 мм, завод «Русский дизель»
(г. Ленинград) —гамму машин РД-1 (площадь полотна
102x210 мм, частота вихревого движения 6000 об/мин), ОПМ-2
(75X150 мм, 4800 об/мин), ОПМ-3 (90X120 мм), ОПМ-4 (50 X
Х100 мм, амплитуда вихревого движения 1,5 мм). Вихревая абра-
зивная обработка наиболее эффективна при шлифовании деталей
технологической оснастки, имеющих труднодоступные плоские
или цилиндрические поверхности, например полости малых раз-
меров, глухие пазы, полости с малым радиусом закругления.
Вихревая абразивная обработка может осуществляться на
станках или с помощью ручного механизированного инструмента.
Центральным проектно-конструкторским бюро механизации и
автоматизации (г. Рига) разработан ряд вихревых головок для
обработки плоских и цилиндрических поверхностей в сквозных
и глухих полостях технологической оснастки [8]. В качестве
155
1 2
J
Рис. 88. Вихревая головка:
1 — шатун; 2 вал; 3 ^-эксцентриковые втулки
обрабатывающего инструмента используются абразивные и алмаз-
ные бруски, ленты и притиры, что дает возможность вводить ин-
струмент в окно небольших размеров. Вихревой слесарной маши-
ной «ВИСМА» можно обрабатывать полости размером 10X10 мм
с помощью абразивных брусков и 2X10 мм с помощью надфиля.
Максимальная глубина обрабатываемой полости: глухой 45 мм,
сквозной 90 мм. Вихревая головка, показанная на рис. 88, пред-
назначена для установки на заточной головке станка и имеет
самостоятельный электропривод. Консольное закрепление абра-
зивного инструмента позволяет свободно вводить его в обраба-
тываемую полость, легко заменять, а также использовать различ-
ные инструменты для обработки разнообразных поверхностей.
Минимальные размеры обрабатываемой полости 25x25 мм, макси-
мальная глубина 80 мм.
Аналогичным механизмом вихревого движения снабжен на-
стольный станок для чистовой обработки сквозных многогранных
полостей. Минимальный размер обрабатываемой полости 15 X 15 мм,
максимальная глубина обрабатываемой полости 40 мм.
На Рижском опытном заводе технологической оснастки изго-
товлена вихревая головка с регулируемой амплитудой вихревого
движения для обработки сквозной полости. Головку устанавли-
156
вают на заточном станке вместо
заточной головки. Минимальный
размер обрабатываемой полости
20X20 мм, максимальная глубина
обрабатываемой сквозной полости
120 мм.
В Рижском политехническом
институте разработан метод ви-
брационной.обработки конических
поверхностей, который нашел при-
менение в разработках Централь-
ного проектно-конструкторского
бюро механизации и автоматиза-
ции для доводки и притирки де-
талей дснастки. Метод осущест-
вляется. с помощью .виброуста-
новки, г показанной на рис. 89.
Притир „1 жестко закреплен В па- Рис. 89. Виброустановка для довод-
троне 2, установленном на якоре ки деталей типа втулок
3. Якорь совершает крутильные
колебания (2—4°) вокруг вертикальной оси с помощью вибратора 4
и осевые (линейные) колебания (0,1—0,2 мм) вдоль этой оси с по-
мощью электромагнитного вибратора 5. На рабочую поверхность
притира наносят абразивную пасту и свободно надевают прити-
раемую деталь. К детали присоединена инерционно-нагрузочная
приставка, сообщающая детали момент инерции для ее непрерыв-
ного медленного вращения вокруг притира и создающая опти-
мальное удельное давление.
В зависимости от формы обрабатываемой полости могут при-
меняться стальные, твердосплавные (с прямолинейной образующей
конической поверхности) и пластмассовые притиры на основе
эпоксидных и фурановых смол (если образующая обрабатывае-
мой поверхности криволинейна).
Процесс вибрационной обработки проходит весьма интенсивно.
Способ вибрационной обработки обеспечивает значительное умень-
шение трудоемкости (в 3—5 раз) и получение шероховатости по-
верхности до Rz = 0,05 мкм, что зависит в основном от зернисто-
сти пасты. Размеры абразивных зерен должны соответствовать
исходной шероховатости поверхности, чтобы не было контакта
между микронеровностями обрабатываемой и обрабатывающей
поверхностями. Например, шероховатость поверхности с Ra =s
== 0,08н-0,16 мкм достигается применением пасты АСМ28. При
этом давление равно 3 кгс/см2, длительность обработки 6 Тмив.
Вибропритиркой достигается почти полное совпадение сопря-
женных конических поверхностей, что особенно важно в пресс-
формах для формования резинотехнических изделий.
Значительное снижение трудоемкости достигается применением
вибродоводки. Вибродоводка осуществляется с помощью электро-
157
магнитного вибратора, в подвижной, части которого крепится
притир, совершающий возвратно-поступательные перемещения
с частотой 3000 кол/мин. Амплитуда колебаний плавно регулиру-
ется трансформатором от 0 до 1 мм. В зону обработки подается
водная суспензия карбида бора зернистостью 4—12 для предвари-
тельной обработки и алмазная паста для окончательной обработки.
Колебания притира передаются абразивным зернам, которые
снимают микростружку с обрабатываемой поверхности. Элек-
тромагнитный вибратор может быть установлен на станине свер-
лильного или фрезерного станка, имеющего стол с вертикальным
перемещением.
Особенно эффективно применение вибродоводки с целью взаим-
ной пригонки твердосплавных пуансонов и матриц штампов, так
как достижение эквидистантности их контуров представляет зна-
чительную трудность. В этом случае притир обрабатывается
совместно с пуансоном (метод профильного шлифования). Необ-
ходимое увеличение размеров отверстия матрицы на величину
зазора между пуансоном и матрицей происходит в процессе вибро-
доводки в зависимости от зернистости абразива, а также при по-
следующей слесарной доводке. Так как притир вводится в матрицу
с нерабочей стороны, при вибродоводке создается необходимое
расширение отверстия в результате вибрации притира. Угол
уклона боковых поверхностей в отверстии матрицы обычно полу-
чается равным заданному чертежом 15—30'.
ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ ПРЕСС-ФОРМ
Хромирование. Для увеличения стойкости пресс-форм и полу-
чения глянцевой поверхности формующие детали пресс-форм тща-
тельно полируют и покрывают слоем хрома. По техническим усло-
виям требуется равномерное отложение хрома и получение зер-
кально блестящего осадка. Основными факторами, влияющими на
успешное ведение процесса хромирования, является правильный
выбор состава электролита, режима работы, формы и расположе-
ния анода.
Наибольшее применение имеет электролит с низкой концентра-
цией хромового ангидрида СгО3 (125—150 г/л) и серной кислоты
H2SO4 (1,2—1,5 г/л) при режиме работы ванны: температура
электролита 53—58* С и плотность тока 15—40 А/дм*. Лучшие ре-
зультаты при хромировании деталей со сложным профилем по-
лучены в саморегулирующихся электролитах следующего состава:
хромовый ангидрид СгО3 (250 ± 25 г/л) сернокислый стронций
SrSO4 (6 г/л), кремнефтористый калий K2SiFe (20 г/л) при режиме
работы ванны: температура электролита 53—58е С, плотность тока
20—45 А/дм*. Саморегулирование электролита заключается в ав-
'	СгО»
тематическом поддержании постоянного отношения -gg2- и
кремнефтористого калия,
158
Саморегулирующий электролит характеризуется лучшей по
сравнению с обычным электролитом кроющей способностью в глу-
бину, равномерностью отложения слоя хрома и широким диапазо-
ном режима электролиза, обеспечивающим получение блестящих
осадков хрома. Время электролиза может быть уменьшено в 1,5—
2 раза. Осадки хрома имеют повышенную твердость и износостой-
кость. Можно наращивать слои хрома толщиной до 1 мм. Необ-
ходимую толщину слоя хрома устанавливают, исходя из харак-
тера среды, в которой работает пресс-форма. Практически уста-
новлено, что слой хрома, полученный в саморегулирующихся
Электролитах (в пределах 6—7 мкм), хорошо защищает металл от
Коррозии. У матриц на внутренней стенке (у верхней кромки)
слой хрома отлагается больше, чем на тех же стенках у плоскости
дна матрицы, особенно в углах. В результате отложения различ-
ных слоев хрома в матрице образуется поднутрение. В процессе
работы из такой пресс-формы невозможно вынуть деталь, так
как происходит закаливание. При хромировании необходимо по-
лучить минимальный слой хрома, но равной толщины по всей
поверхности оформляющей части пресс-формы, особенно в углах.
Это достигается главным образом применением дополнительных
анодов, а также установкой соответствующих экранов над острыми
и выпуклыми участками деталей пресс-форм. Для хромирования
применяют различные приспособления, способствующие более
производительной работе и лучшему качеству.
Никелирование. При изготовлении пресс-форм для прессо-
вания деталей из пластмасс АГ-4С, К-Н4-35А и К-211-3 применя-
ется упрочнение пресс-форм химическим никелированием взамен
хромирования. При этом стойкость пресс-форм увеличивается со
100 до 500 циклов, а после удаления налипания пластмасс и потем-
нения на выступах общее число рабочих циклов до повторяюще-
гося никелирования составляет 1200. По износостойкости и хими-
ческой стойкости никель-фосфорные покрытия не уступают хромо-
вым, а при сухом трении и повышенных температурах их стой-
кость даже выше. У никель-фосфорных покрытий с повышением
температуры до 400е С твердость не снижается. При нагреве и су-
хом трении образующаяся на поверхности фосфидная пленка
препятствует схватыванию и задирам. Для химического никели-
рования пресс-форм рекомендуется проводить процесс в растворе
состава: 30 г/л сернокислого никеля, 1,15 г/л гипофосфита и 30 г/л
яблочной кислоты (4,9—5,3 pH). Для новых пресс-форм рекомен-
дуется покрытие делать толщиной 8—10 мкм. После покрытия
пресс-формы термически обрабатывают при температуре 380—
400° С в течение 1 ч. Нагревать пресс-формы следует до 200° С
вместе с печью со скоростью не больше 10° С/мин, так как объ-
емные изменения при 300° С и выше происходят очень быстро и
вызывают растрескивание и отслаивание покрытия. При медлен-
ном нагреве превращения происходят более спокойно. Кроме
того, одновременно происходит диффузионное внедрение покрытия
159
в основной металл, что улучшает его сцепляемость с основой.
Рекомендуется следующий порядок химического никелирования:
обезжиривание в трихлорэтилене или щелочном растворе, проточ-
ная промывка, щелочное обезжиривание, травление в кислоте
или анодная обработка в никелевом электролите, проточная
промывка, химическое никелирование. Химическое никелирование
обеспечивает получение равномерных по толщине слоя покры-
тий независимо от формы покрываемых изделий без применения
дополнительной оснастки.
Цианирование и азотирование. Повышение стойкости пресс-
форм из стали ЗХ2В8 для литья алюминиевых сплавов Ал2 до-
стигается низкотемпературным газовым цианированием. Стой-
кость пресс-формы при цианистом слое Q, 1—0,2 мм увеличивается
в 2—3 раза. Оптимальным является соотношение 25 —35% аммиака
и 65—75% городского газа. Газовое цианирование проводится
при температуре 560—580° С. С увеличением выдержки твердость
повышается. Наибольшая твердость при температуре 560° С
достигается с выдержкой 6—8 ч. При температуре 580° С твер-
дость получается ниже, микротвердость по глубине уменьшается.
При температуре 560° С и выдержке 6—8 ч глубина слоя равна
0,13—0,2 мм; твердость поверхности HRC&\—63.
Рекомендуется следующий технологический процесс изгото-
вления пресс-форм для литья под давлением из стали ЗХ2В8.
Для улучшения структуры деталей пресс-форм до механической
обработки рекомендуется заготовку подвергать закалке при тем-
пературе 1080° С с последующим двойным отпуском при темпера-
туре 700—720° С. Механически обработанные детали обезжири-
вают. Затем производят низкотемпературное цианирование по
указанным режимам. Пресс-формы для пластических материалов,
требующих высокой стойкости против истирания, имеющих низ-
кую шероховатость и блестящую поверхность, рекомендуется
изготовлять из хромистой или хромоникелевой стали с последу-
ющим высокотемпературным цианированием при температуре
880° С. После цианирования получается твердый наружный слой
и вязкая сердцевина.
Для предотвращения налипания прессуемого материала и по-
вышения износостойкости формующих элементов пресс-формы
наряду с хромированием и цианированием применяется азотиро-
вание. Азотирование рекомендуется применять в первую очередь
для деталей из сталей, плохо поддающихся хромированию (на-
пример, Х12). Хорошие результаты по стойкости получены при
изготовлении деталей пресс-форм из стали 40Х, подвергнутой
азотированию. Перед азотированием детали полируют. Рекомен-
дуется применять следующий режим: для деталей из стали 40Х
нагрев до 510 —540° С, выдержка в течение 11—12 ч (при степени
диссоциации 15—30%); для деталей из стали Х12 нагрев до тем-
пературы 560—590° С, выдержка в течение 20—21 ч (при степени
диссоциации 20 —40%), охлаждение до температуры 150—200° С
160
под током аммиака с последующим охлаждением на воздухе.
При указанном режиме толщина слоя составляет 0,3—0,35 мм.
Нитроцементация в триэтаноламине применяется для упроч-
нения деталей пресс-форм из цементуемых сталей вместо цемен-
тации. Для деталей сложной конфигурации (формообразующих)
предпочтительна среднетемпературная (860° С) обработка, после
которой деформации деталей могут быть существенно уменьшены.
Для деталей простой формы следует применять высокотемператур-
ную нитроцементацию (900—920° С). Оптимальная глубина нитро-
цементованного слоя 0,6—0,9 мм, твердость после закалки
HRC 52—58.
Процесс осуществляется при непосредственной подаче карбю-
ризатора (триэтаноламина с добавлением 10% этилового спирта)
в серийные цементационные печи после их незначительной модер-
низации. По сравнению с цементацией обеспечивается уменьшение
деформаций обрабатываемых деталей на 25—30%, сокращение
цикла термической обработки в результате уменьшения времени
процесса и ликвидации дополнительного нагрева под закалку,
уменьшение расхода электроэнергии, повышение износостойкости
деталей на 15—20%.
6 М. М Палей
161
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ШТАМПОВ
ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Штампы для листовой штамповки классифицируют по трем
признакам: технологическому, конструктивному и эксплуатацион-
ному. С точки зрения технологии производства штампы делят
по характеру и видам деформации: на разделительные —для
вырезки, пробивки, обрезки, зачистки и просечки; на формообра-
зующие — гибочные, вытяжные, формовочные и объемной штам-
повки; по совмещенности, операций — простого, последователь-
ного и совмещенного действия; по конструктивному признаку —
штампы с направляющими устройствами и штампы без направляю-
щих; по конструкции формообразующих деталей — целые и со-
ставные (секционные). В настоящее время нет единой общеприня-
той классификации штампов по их размерности, необходимой
для организации специализированного производства. По нормам
технологического проектирования инструментальных цехов ма-
шиностроительных заводов (по данным Гипроавтопрома) штампы
классифицируются по массе (табл. 12).
Формующие элементы (матрицы и пуансоны) штампов для хо-
лодной штамповки должны обладать достаточной износостойко-
стью и высокой прочностью, чтобы выдерживать без разрушения
высокие давления, вязкостью для восприятия при высадке и вы-
рубке динамических нагрузок, малой остаточной деформацией
Таблица 12
Классификация штампов по массе
Группа	Масса, кг	Габаритная величина, мм	Размер матрицы, мм
Мелкие	  . Небольшие	 Средние 	 Крупные 	 Весьма крупные ....	10—30 40—70 150—200 400—500 3000—5000	250—400 500—600 900—1000 1400—1600 4500—5000	60X50—120X94 140X 94—200X174 250Х 174—400X300 420Х 300—600X 500
Примечание. Габаритная величина представляет собой сумму полупери-
метров нижней плиты и закрытой высоты штампа.
162
Таблица 13
Материалы для изготовления штампов холодной штамповки
Детали штампов	Материалы	
	рекомендуемые	заменяющие
Пуансоны и матрицы для вы- рубки: простой формы	 сложной формы 		У10А Х12М, Х12Ф1, ХБВФ, 7ХГ2ФВМ	ШХ15, У8А 7X3, ХВГ, 5XB2G
Пуансоны и матрицы гибочных и формовочных штампов: простой формы	 сложной формы 		У8 У10А, Х6ВФ	УВ, У10, МСЧ 32—52 Х12Ф, ШХ15
Пуансоны и матрицы вытяжных и отбортовочных штампов: простой формы	 сложной формы 		У10А, Х12, ВК8 МСЧ 32—58 Х613Ф, специальный термически обработан- ный чугун, пластмасса	Х12Ф, ВК15, СЧ 28—48 ХВ5, Х12Ф1
Пуансоны и матрицы чеканоч- ные: простой формы	 сложной формы 		Х12Ф X, Х12М	Х12Ф1 9ХС, ХВГ, 9ХВГ
Пуансоны для холодного вы- давливания деталей из: алюминия	 меди и латуни 	 стали		У10А, Х12М Р18 Р18, Х12М	Х12Ф, 7ХГ2ФМ 7ХГ2ФМ ХГЗСВФМ
Матрицы для холодного вы- давливания деталей из: алюминия	 меди и латуни 	 стали	Х12М, Х12Ф1 Х12М, Р18 Р18, Х10М, 4Х5В2ФС	ШХ15, 9ХС, Х6ВФ Х12ФД, 7ХГ2ФМ ХГЗСВФМ
для сохранения формы штампа при выдавливании с большими
нагрузками и достаточной теплоемкостью.
Технологические требования к материалам для изготовления
формующих элементов заключаются в малой деформации при
термической обработке и хорошей обрабатываемости (табл. 13).
В мелкосерийном производстве при изготовлении упрощенных
штампов используют конструкционные стали, цинковые сплавы
и др.
6*	163
Сплав ЭКБ предназначен для изготовления литых матриц
разделительных штампов. ЭКБ — легкоплавкий сплав на основе
цинка, АВ 120—150. Низкая температура плавления (360° С)
позволяет изготовлять из него матрицы разделительных штампов
методом заливки расплавленного сплава на закаленные и окон-
чательно обработанные пуансоны из стали Х12. При этом полу-
чаются рабочие окна матрицы, повторяющие без зазора контуры
пуансона любой конфигурации. На полученной после извлечения
пуансона матрице благодаря свойствам самозатачивания сплава
ЭКБ можно вырубать любой штампуемый материал толщиной
0,05—2 мм. При этом стойкость составляет 3—30 тыс. вырубок.
Для повышения стойкости на матрице из сплава ЭКБ вырубают
несколько пластин из отожженной углеродистой стали толщиной
2—2,5 мм и после термической обработки и разделки требуемого
зазора и шлифования накладки устанавливают на матрицу из
ЭКБ. Стойкость таких матриц при вырубке деталей толщиной 2 мм
составляет 50—100 тыс. ударов.
Для изготовления формовочных и гибочных штампов в усло-
виях серийного производства применяют пластмассы на основе
эпоксидных смол. При производстве штампов на ГАЗе и других
предприятиях находит применение литье в формы с газифицируе-
мыми моделями.
Для повышения стойкости вырубных и вытяжных штампов
используют литые и спекаемые твердые сплавы. Литые сплавы на-
плавляют дуговой или газовой сваркой на крупные штампы.
Мелкие и средние штампы оснащают вставками из спекаемых
(металлокерамических) твердых сплавов ВК8, ВК15 и ВК20.
Новым материалом для изготовления рабочих частей вырезных,
гибочных, формовочных и вытяжных штампов является полиуре-
тан. Полиуретан представляет собой плотный резиноподобный
синтетический материал, обладающий высокой упругостью и из-
носостойкостью. Он не оставляет царапин на поверхности штам-
пуемого материала. Полиуретановые заготовки подвергают раз-
личным видам обработки резанием.
Класс точности вырубных и пробивных штампов устанавливает
в зависимости от класса точности штампуемых деталей.
Класс точности детали	..... 2а	За	4	5	7
Класс точности штампа....... 1	2	2а	За	4
Качество поверхности штампуемой детали в значительной мере
зависит от зазора между пуансоном и матрицей. Величина зазора
задается в процентном отношении от толщины штампуемого мате-
риала.
Толщина материала, мм До 0,2 0,3—3	3—10	10—25
Зазор, %	............. 0	3—6	6—10	10—15
Для вырубки и пробивки материала из нержавеющей стали тол-
щиной до 3 мм зазор составляет 0,02—0,03 мм; толщиной 3—10 мм
164
0,04—0,05 мм. Для электротехнической стали зазор должен быть
3—6% толщины материала.
Шероховатость рабочих и направляющих поверхностей боль-
шинства вырубных и гибочных штампов и пуансонов, вытяжных
пуансонов должна находиться в пределах Ra = 0,32-5-0,63 мкм,
вытяжных матриц и штампов для выдавливания в пределах Ra =*
~ 0,08-г-0,16 мкм.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВЫРУБНЫХ И ПРОБИВНЫХ
ШТАМПОВ
Точность штампа определяется точностью изготовления пуан-
сонов и матриц и зазором между ними. Помимо величины зазора
весьма важна и равномерность его распределения, которая зави-
сит от эквидистантности профиля пуансона и матрицы и точности
их совмещения при сборке. Точность совмещения пуансона и
матрицы в рабочем положении определяется соосностью напра-
вляющих и зазором между колонками и втулками, т. е. направля-
ющими деталями штампа. В настоящее время применяют два ме-
тода изготовления пуансонов и матриц вырубных и пробивных
штампов: независимая обработка и совместная обработка или
взаимная подгонка пуансона и матрицы.
Независимая обработка применяется для пуансонов и матриц,
рабочие поверхности которых представляют собой сочетание про-
стых геометрических поверхностей, или в тех случаях, когда можно
применить методы обработки, обеспечивающие получение высокой
точности (шлифование, координатное растачивание, обработку
по одному копиру и др.). Совместная обработка, т. е. изготовение
одной из деталей по фактическим размерам другой, применяется
при сложных геометрических формах сопряженных поверхностей
и малых технологических зазорах между пуансонами и матри-
цами. При взаимной подгонке пуансонов и матриц в зависимости
от конструкции штампов используют различные приемы. Пуан-
соны вырубных и пробивных штампов в ряде случаев изготовляют
по оттиску готовой матрицы или матрицы прошивают и подгоняют
по пуансонам. У формообразующих штампов широко применяют
обработку пуансона и матрицы по шаблонам и последующую
взаимную подгонку их по краске. Подгонка производится с по-
мощью ручных и пневматических или электрических машинок
вращающимися напильниками (фрезами) или шлифовальными
кругами.
Совмещение верхней и нижней частей штампов достигается
точной обработкой на координатно-расточных станках пуансоно-
держателей, матрицедержателей и посадочных мест для них в пли-
тах с увязкой положения осей направляющих отверстий под
втулки и колонки (у предварительно собранного блока); сборкой
матрицы на плите с установкой пуансона по матрице с последую-
щей фиксацией положения пуансона на верхней плите штифгамц
165
или заливкой сплавами цветных металлов или пластмассой!
электроэрозионной обработкой матрицы пуансонами после сборки
штампа и электроэрозионной вырезкой матрицы и пуансонодержа-
теля.
Направляющие отверстия под колонки и втулки в плитах рас-
тачивают совместно или раздельно. Раздельное растачивание,
как правило, производится на координатно-расточных станках
или в приспособлениях на фрезерных и токарных станках при из-
готовлении блоков со взаимозаменяемыми плитами. В тех случаях,
когда по конструкции штампа предусмотрено врезание инстру-
мента в плиту, расточенные на токарном станке отверстия под
пуансоны и матрицы могут быть использованы в качестве уста-
новочной базы при растачивании направляющих отверстий под
втулки и колонки.
Лучшие результаты достигаются при совместной обработке
отверстий в обеих плитах. Перед растачиванием верхняя и нижняя
плиты должны быть сцентрированы с помощью технологической
оправки или произведена сборка инструментов и совмещение
пуансона и матрицы.
Совместная обработка сверлением, растачиванием и разверты-
ванием каждого отверстия под колонки и втулки в плите произ-
водится с одной установки последовательно разными инструмен-
тами. В зависимости от размеров штампа отверстия обрабатывают
на сверлильных, фрезерных или радиально-сверлильных станках.
Растачивать и развертывать отверстия можно комбинированным
инструментом —зенкер-разверткой. У штампов со значительной
высотой плит, вызывающей затруднение при растачивании на
координатно-расточных станках, производится растачивание от-
верстий под направляющие втулки и колонки в каждой плите
раздельно. Базирование производится по поверхности рабочего
контура. Отверстия под втулки второй плиты растачивают по
фактическим координатам отверстий под колонки первой плиты.
Такие плиты могут быть расточены своместно на радиально-свер-
лильном станке. Когда по конструкции штампа предусмотрен
монтаж инструментов без врезания в плиты или врезание только
одного инструмента, а также когда пуансон и матрица монтируются
на промежуточных плитах, инструменты совмещают с помощью
центров-переводников. В этом случае по разметке устанавливают
положение матрицы на нижней плите. Через отверстия в матрице
сверлят и нарезают крепежные отверстия, затем матрицу крепят
винтами. Далее по матрице устанавливают пуансон в сборе с пу-
ансонодержателем. Для того чтобы пуансон занял требуемое ра-
бочее положение, между ним и матрицей кладут полоски фольги,
толщина которых соответствует величине зазора между послед-
ними. Когда зазор между пуансоном и матрицей незначительный,
рекомендуется производить омеднение или никелирование пуан-
сона. Толщина покрытия должна быть равна зазору между пуан-
соном и матрицей.
1С6
В крепежные отверстия пуансонодер-
жателя вставляют центры-переводники 1
(рис. 90). Между матрицей и пуансоно-
держателем устанавливают мерные брус-
ки 2.
Верхняя плита, установленная на ко-
лонки, опускается вниз. После приложе-
ния усилия центры-переводники, встав-
ленные в отверстия пуансонодержателя,
выдавят центровые углубления в верхней
плите. Сняв верхнюю плиту с колонок, в
ней по центровым углублениям сверлят
отверстия под винты. После нарезания
резьбы и предварительного закрепления
струментов с помощью цен-
тров-переводников
пуансонодержателя винтами устанавливают верхнюю плиту на
колонки. Проверяют и при необходимости регулируют с помощью
легких ударов по пуансонодержателю зазор между пуансоном и
матрицей, после чего окончательно закрепляют пуансонодержа-
тели винтами. Далее сверлят и развертывают отверстия под
штифты, затем штифты запрессовывают.
Посадочные гнезда в пуансонодержателе нужно обрабатывать
совместно или согласованно с рабочим профилем матрицы. Луч-
шие результаты дает растачивание посадочных гнезд пуансоно-
держателя и матрицы на координатно-расточных станках. При
размещении всех пуансонов пробивного штампа в одном пуансо-
нодержателе, а всех матриц в одном матрицедержателе отверстия
в них сверлят на координатно-расточном станке в сборе с плитами
штампа. Отверстия под матрицы сверлят так, чтобы на нижней
плите остался след сверла глубиной до 2 мм, по этим следам свер-
лят отверстия в нижней плите. Одновременно с этим растачивают
отверстия в нижней плите под направляющие колонки, затем
матрицедержатель снимают с плиты и согласно чертежу растачи-
вают в нем с обратной стороны гнезда. Отверстия в верхней плите
под направляющие втулки растачивают одновременно с обработ-
кой пуансонодержателя.
Для совмещения верхнего и нижнего инструментов широко
используют метод перевода координат отверстий матриц на пуан-
сонодержатель на координатно-расточном станке. При наличии
в матрице нескольких рабочих полостей, а пуансоножержателя
в виде общей планшайбы отверстия в матрице совмещают с поло-
жением отверстий в пуансонодержателе последовательным раста-
чиванием на координатно-расточном станке. Первоначально раста-
чивают матрицу, подвергают ее термической обработке, затем
устанавливают на координатно-расточный станок и определяют
фактические координаты отверстия. По фактическим координатам
отверстия матрицы растачивают отверстия в пуансонодержателе
(рис. 91, а).
167
Рис. 91. Метод перевода
координат отверстий мат-
риц или пуансон-матриц
на пуансонодержатель с
помощью координатно-ра-
сточного станка:
а — инструмент комбиниро-
ванного штампа (пуансоны
круглые); б — инструмент
пробивного штампа (один из
инструментов фасонный);
1 — пуансон-матрицы; 2 -а
матрица; 3—пуансонодер-
жатель; 4 «— фольга; 5
пуансон; 6 мерные плитки
a)	S)
При обработке пробивных штампов с цилиндрическими отвер-
стиями и наличии отверстия сложной формы положение отверстия
матрицы и пуансонодержателя совмещается в следующей последо-
вательности: обрабатывают отверстие сложной формы в матрице
и пуансонодержателе, затем на координатно-расточном станке
в матрице растачивают цилиндрические отверстия. В пуансоно-
держатель запрессовывают пуансон сложной формы. Матрицу
поеле термической обработки устанавливают на координатно-
расточный станок и определяют фактические координаты отвер-
стий. Для базирования пуансонодержателя пуансон сложной
формы совмещают с отверстиями матрицы, после чего растачивают
отверстия в пуансонодержателе по фактическим координатам
межосевых расстояний отверстий в матрице (рис. 91, б).
В крупных многопуансонных пробивных штампах, когда
в конструкции отсутствует общий матрицедержатель (планшайба),
а матрицы крепятся непосредственно на плите, целесообразно их
устанавливать на контрольной плите с помощью универсальных
измерительных средств.
Изготовление матриц. Круглые взаимозаменяемые вырубные
и пробивные матрицы, а также составные матрицы прямоугольной
и сложной формы рекомендуется изготовлять раздельно по пре-
дельным размерам и тем самым обеспечивать технологический за-
зор между ними. Окончательная обработка матриц осуществляется
шлифованием на внутришлифовальных станках. Составные ма-
трицы сложной конфигурации шлифуют на плоскошлифовальных
станках непрофилированным или профилированным шлифоваль-
ным кругом или на профилешлифовальных станках. При изгото-
влении взаимозаменяемых цельных матриц небольших размеров,
но сложной конфигурации рекомендуется изготовлять рабочие
части матриц доводкой (прошивкой) мастер-пуансонами. Мастер-
пуансон должен быть изготовлен с учетом необходимых зазоров.
При индивидуальном производстве вырубных или пробивных
штампов сложной конфигурации для материалов толщиной до
168
Рис. 92. Оттиски пуансо-
на (а) и матрицы (б)
0,05 мм рекомендуется прошивка незакаленной цельной матрицы
закаленным и доведенным пуансоном. Индивидуальное изготовле-
ние матриц с рабочим отверстием некруглого контура рекомен-
дуется производить по шаблонам и оттискам с последующей сле-
сарной пригонкой матрицы по пуансону (для пробивных штампов)
с соблюдением технологического зазора между ними. Когда рабо-
чие поверхности цельной матрицы изготовляют, по пуансону,
окончательно изготовленный закаленный шлифовальный и дове-
денный пуансон устанавливают в блоке штампа и под ним закре-
пляют винтами и штифтами незакаленную заготовку матрицы
(рис. 92). Установив на прессе блок штампа, надавливают пуан-
соном на матрицу, в результате чего получают отпечаток контура
пуансона. По полученному отпечатку производят механическую
и слесарную обработку контура. Обработанную матрицу устана-
вливают в блок и пуансоном окончательно калибруют рабочий
контур. Пуансоны для калибровки применяют при малых техноло-
гических зазорах между пуансоном и матрицей.
При изготовлении партии матриц целесообразно применять
специально изготовленный мастер-пуансон или прошивки. Нахо-
дит применение прошивание и калибрование окон в матрицах
с помощью вибраторов, работающих по принципу пневмомолотка.
В Ленинградском производственном объединении «Красная заря»
успешно применяется механизированная высадка сквозных и глу-
хих полостей в деталях штампа. Высадку полости производят на
специальном высадочно-обсечном прессе-автомате. В заготовке
в пределах контура первоначально сверлят отверстия.Затем с по-
мощью пуансона пульсирующими ударами прошивают отверстие.
Одновременно с обратной стороны другим пуансоном, имеющим
форму предварительно обработанного сверлением отверстия, сре-
зают металл, переместившийся в отверстие. Также обрабатывают
фасонные пуансоны с помощью режущей матрицы. Обработку
сквозных полостей можно производить с помощью набора универ-
сальных прошивок.
В матрицах многопуансонных штампов, в которых сочетаются
цилиндрические и фигурные отверстия, рекомендуется обрабаты-
вать вначале фигурные отверстия, а затем цилиндрические. Ци-
линдрические отверстия обрабатывают на координатно-расточных
станках, принимая за базу прямолинейные участки фигурных
169
отверстий. Изготовление матриц по пуансонам дает положитель-
ные результаты при применении малодеформируемых в процессе
термической обработки сталей. При обработке крупных матриц
со значительными по размерам фигурными отверстиями вслед-
ствие значительной деформации в процессе термической обработки
этот метод не дает положительных результатов. Деформации при
термической обработке нарушают равномерность распределения
технологического зазора между пуансоном и матрицей, что осо-
бенно недопустимо при вырубке деталей из материала малой
толщины. В этом случае более рациональным является оконча-
тельное изготовление матрицы с последующей подгонкой пуан-
сона по матрице. Пуансон в процессе термической обработки де-
формируется мало, в результате чего технологический зазор, по-
лученный при подгонке пуансона по матрице, остается почти рав-
номерным. Для изготовления матриц с рабочим контуром слож-
ной формы применяют шаблоны из листовой стали, форма и раз-
меры которых соответствуют вырубленным деталям.
Цилиндрические отверстия с заданными координатами в ма-
трицах и другие детали штампа обрабатывают на координатно-
расточных станках. Все линейные размеры, относящиеся к рабо-
чему контуру, целесообразно задавать в прямоугольной системе
координат и проставлять от одной базы (рис. 93). Сложный кон-
тур рабочих отверстий матриц, пуансонов и других деталей штам-
пов в большинстве своем состоит из сочетаний дугообразных пря-
молинейных и криволинейных участков (рис. 94). Нецилиндриче-
ские отверстия можно обрабатывать по элементам. Вначале рас-
тачивают цилиндрические отверстия, с которыми совпадают или
которые касательны дуговым или криволинейным участкам кон-
тура, а затем, приняв отверстия за базу, обрабатывают остальные
части контура. Для растачивания вспомогательных отверстий рас-
Рис. 93. Расчет координат:
а » размеры заданы по чертежу; б *=* размеры заданы для коорди-
натного растачивания от одной базы в прямоугольной системе коор«
170
считывают их диаметры и координаты расположения (рис. 95).
Размеры проставляют от выбранной базы. Диаметры d и dj вспо-
могательных отверстий принимают в зависимости от дальнейшей
обработки. При радиусных сопряжениях диаметр отверстия при-
нимают равным удвоенному радиусу, в случае необходимости оста-
вляют припуск на дальнейшую обработку. При сопряжениях
без радиуса (рис. 96) диаметры отверстий и их координаты прини-
мают такими, чтобы образующая отверстия была касательной
к образующей рабочего профиля.
На рис. 97 показана матрица, профиль рабочей фигуры и ко-
ординатный расчет вспомогательных отверстий с 1-го по 21-й,
а также вспомогательные построения при определении размеров
и координат вспомогательных отверстий, оформляющих рабочий
профиль.
Точные отверстия при обработке сложного рабочего контура
рекомендуется растачивать как при обработке матриц, так и при
обработке съемников пуансонодержателей. Такая обработка об-
легчает их взаимное согласование. Сложный рабочий контур цель-
ной матрицы можно шлифовать на контурно-шлифовальном станке
с ЧПУ или по копиру, а также на координатно-шлифовальном
станке.
Для вырезания сердцевины в матрицах применяют ленточно-
пильный вертикальный станок 8А531. При вырезке замкнутого
контура предварительно сверлят технологическое отверстие, в ко-
Рис. 96. Схема расчета раз-
меров матрицы с прямо-
угольным окном:
а — матрица; б коорди-
натный расчет

171
Рис. 97. Схема расчета матрицы вырубного штампа:
а профиль матрицы; б « профиль рабочей фигуры; в — координатный расчет; е, д а
вспомогательные построения
торое вводят конец ленты, после чего концы ленты сваривают.
Затем ленту надевают на шкивы и натягивают раздвижением шки-
вов.
Ряд зарубежных фирм выпускает станки для контурной резки,
оснащенные фотоэлектрической копировальной системой. Стол
на этих станках перемещается по двум координатам с помощью
гидравлической системы; точность обработки =t=0,025 мм, толщина
обрабатываемой заготовки до 45 мм.
При изготовлении пресс-форм, штампов и приспособлений воз-
никает необходимость в подгонке и опиловании поверхностей.
Механизация подгоночных работ осуществляется применением:
а) опиловочных станков с возвратно-поступательным движением
172
напильников, бормашинок с фрезами (напильниками) или шлифо-
вальными кругами; б) фрез (вращающихся напильников) на свер-
лильных станках с ручным перемещением опиливаемой детали
в) установок 2УМД, ЗУМД и 1ПДС. Опиловочно-выпиловочные
станки применяют для обработки штампов и пресс-форм, трудно
поддающихся фрезерованию или долблению. Опиловочный станок
873 сокращает время слесарной обработки на 30—50%. На опи-
ловочном станке можно производить получистовое опиливание по
разметке машинными напильниками. При обработке контура ма-
трицы стол станка можно устанавливать под углом 0—15° к гори-
зонтальной плоскости для получения скосов в отверстии матрицы.
На ряде заводов разработан и внедрен метод химического тра-
вления конусов в матрицах вырубных штампов. Установка для
химического травления состоит из верхнего резервуара и нижней
ванны. Внутри ванны помещена подвижная ванна с травящим
раствором. Матрицу устанавливают на подвеске в строго горизон-
тальном положении. В резервуар заливают профильтрованную
воду, которая через калиброванную стеклянную капиллярную
трубку поступает в ванну, поднимая внутреннюю ванну. Травле-
ние начинается с момента соприкосновения травящего раствора
с нижней плоскостью матрицы. По мере повышения уровня раствора
в окне матрицы происходит травление боковых стенок. Конусность
зависит от скорости поступления жидкости из резервуара, тра-
вящей способности раствора и стали обрабатываемой детали.
Рекомендуется следующий состав травящего раствора (в г/л):
серная кислота 25, хромовый ангидрид 400, фтористый аммоний
18. Метод химического травления особенно эффективен при образо-
вании конусности в сложнофасонных отверстиях.
Обработка пуансонов. Пуансоны со сложным рабочим конту-
ром бывают двух типов: с постоянным и переменным сечением.
Пуансоны с постоянным сечением по всей длине обрабатывают
на поперечно-строгальных или фрезерных станках. Чаще всего
их можно окончательно обрабатывать профильным шлифованием.
Пуансоны с утолщением обрабатывают строганием на станке
7Е49. Обработка производится по разметке, по припаянному на
торце заготовки шаблону или по оттиску, нанесенному на торец
пуансона. Особенность станка заключается в том, что перемещение
резца на большей части хода прямолинейное, вблизи фланца пуан-
сона оно может переходить в перемещение по окружности, радиус
которой зависит от вылета резца из резцедержателя. К станку
прилагается оптическое устройство, служащее для точной уста-
новки пуансона и наблюдения при окончательной обработке.
Станок оснащен координатным столиком, который дает возмож-
ность обрабатывать пуансоны по координатам и радиусам с цен-
трами, не совпадающими с осью вращения стола.
При изготовлении большого количества одинаковых пуансо-
нов применяют мастер-матрицу толщиной 6—12 мм. Она служит
Для постепенного удаления припуска, срезаемого с пуансона.
173
Рис. 98. Фрезерование пуансонов на горизонтально-фрезерном (а) и верти-
кально-фрезерном (б, в) станках
При необходимости получения минимальных зазоров оттиск про-
изводят дважды: по первому выполняют фрезерование, по вто-
рому — припиливание. Для лучшего направления пуансона при
получении оттиска рекомендуется применять направляющую часть
на конце пуансона. Иногда пуансоны обрабатывают на универ-
сально-фрезерных станках (рис. 98).
При окончательной обработке пуансонов широко применяют
профильное шлифование на уни-
версально-шлифовальных стан-
ках. Мелкие пуансоны сложно-
го профиля целесообразно шли-
фовать на профилешлифоваль-
ных станках 395М1, ЗГ95ФЗ и
др. Ниже описан технологиче-
ский процесс изготовления и
сборки вырубного штампа с не-
подвижным съемником (рис. 99).
Матрицу 9 после предвари-
тельной обработки заготовки
изготовляют в следующей по-
следовательности: разметка кон-
тура, отверстий крепления и
фиксации; сверление отверстий
крепления и фиксации и техно-
логического отверстия для вы-
резки рабочего контура, раз-
вертывание отверстий фикса-
ции; при сложном контуре ра-
стачивание отверстий, образую-
Рис. 99. Вырубной штамп с неподвиж-
ным съемником (матрица цельная)!
1 « верхняя плита; 2 *=* втулка; 8 » ко-
лонка; 4 « упои; хвостовик; 6 ® цуан>
&>нодержатель; 7 пуансон; 8 » съем-
ник; 9 » матрица; 10 нижняя плита
174
щих контур на координатно-расточном станке; вырезание контура
(с припуском) на широкоуниверсальном фрезерном станке; нор-
мализация; шлифование двух плоскостей; разметка рабочего
контура; предварительное припиливание рабочего контура по
риске на выпиловочном станке; оттиск пуансонами на прессе;
припиливание рабочего контура по оттиску на выпиловочном
станке; припиливание рабочего контура и конуса по пуансону с
необходимым зазором; термическая обработка —закалка и от-
пуск; шлифование двух плоскостей.
Фасонный пуансон 7 после предварительной обработки заго-
товки изготовляют в следующей последовательности: шлифование
торца; разметка и фрезерование рабочего профиля с припуском
на шлифование; термическая обработка —закалка и отпуск;
шлифование профиля рабочего контура на плоскошлифэвальном
или профилешлифовальном станке; шлифование хвостовой части;
отрезка удлинения.
Съемник 8 и пуансонодержатель 6 после предварительной об-
работки заготовки изготовляют в следующей последовательности:
разметка и растачивание отверстий, образующих рабочий контур
на координатно-расточном станке или разметка через матрицу
рабочего контура и сверление отверстий, образующих рабочий
контур; разметка, сверление отверстий крепления и фиксации на-
резания резьбы в отверстиях; крепление и развертывание отвер-
стий фиксации; вырезание (фрезерование или долбление) рабочего
контура; припиливание (предварительное) рабочею контура по
риске; оттиск пуансонами через матрицу и припиливание рабо-
чего контура по оттиску.
Сборка вырубного штампа производится в следующей после-
довательности: отпуск нерабочей части пуансонов 7; установка
их в пуансонодержатель 6 и расклепка; шлифование пуансонодер-
жателя совместно с пуансонами; заточка рабочей части пуансо-
нов (надеть на пуансоны матрицу и поставить между пуансоном
й матрицей опорные плитки); разметка через матрицу и сверление
отверстий крепления и фиксации матрицы в нижней плите 10;
зенкерование углублений под головки винтов в нижней плите;
развертывание отверстий фиксации в нижней плите через матрицу
9; разметка рабочего контура через матрицу на нижней плите
(зафиксировав плиту с матрицей штифтами); сверление техноло-
гических отверстий для вырезки рабочего контура в нижней плите;
вырезка (фрезерование или долбление) рабочего контура в нижней
плите; сборка матрицы на нижней плите; соединение пуансонов
с матрицей и разметка отверстий крепления и фиксации пуансоно-
держателя к верхней плите 1 методом перевода центров; сверление
отверстий крепления и фиксации в верхней плите; зенкерование
углублений под головки винтов в верхней плите; развертывание
отверстий фиксации совместно с пуансонодержателем; сборка
пуансонодержателя с верхней плитой; сборка съемника 8 с нижней
плитой (предварительно надеть его на пуансоны, совместить их
175
с матрицей и произвести раз-
метку); запрессовка хвосто-
вика в верхнюю плиту. Пер-
спективным процессом обра-
ботки фасонных поверхно-
стей и крепежных отверстий
матрицы, съемника и пуансо-
нодержателя после предва-
рительной обработки загото-
вок является обработка на
станке с ЧПУ и автоматиче-
Рис. 100. Схема электроискровой обработ-
ки матрицы готовыми пуансонами
ской сменой инструмента (без
разметки, оттиска и слесарной пригонки). После термической
обработки рабочий контур следует шлифовать на контурно-шли-
фовальном станке или непрофилированным электродом на элек-
троэрозионном станке с ЧПУ.
Электроискровая обработка находит применение для разметки
и обработки сложного контура сопряженных деталей (пуансоном
матрицы или наоборот), получения между пуансоном и матрицей
малых технологических зазоров (в пределах 0,01 мм). С помощью
электроискровой обработки можно изготовлять детали штампов
монолитной конструкции со сложной конфигурацией и тонкими
полостями. Чистовая электроискровая обработка применяется
после термической обработки деталей, что исключает влияние де-
формации при термической обработке на их точность.
В настоящее время известен метод обработки матрицы штам-
пов непосредственно комплектом собранных пуансонов (рис. 100).
Технологический процесс заключается в следующем. Верхнюю
часть штампа собирают окончательно с готовыми пуансонами,
нижнюю часть — с матрицей, еще не имеющей рабочих отверстий.
Пуансоны изготовляют обычным способом. После механической
обработки их термически обрабатывают. Затем на их торцах
с помощью клея, растворимого в кипящей воде, закрепляют на-
садки-электроды. Высота электрода несколько превышает высоту
матрицы для того, чтобы электрод проходил насквозь через от-
верстие, а собственно пуансон еще не успевал в него войти. Та-
ким образом, пуансон непосредственно не участвует в процессе
электроискровой обработки, и его поперечное сечение не изменя-
ется. После приклеивания электрода окончательно шлифуют
профиль пуансонов, причем одновременно обрабатывают и элек-
трод.
Собранные таким образом штампы устанавливают на электро-
искровом станке (хвостовик крепят в шпинделе) и при пуске
станка на верхней полости матрицы намечают все контуры отвер-
стий в строгом соответствии с положением пуансонов. После
этого матрицу демонтируют и из подлежащих обработке отверстий
удаляют основную массу металла высверливанием или выпили-
ванием на ленточной пиле с припуском 0,3—0,5 мм на электро-
176
эрозионную обработку. Затем матрицу термически обрабатывают
и снова устанавливают на штамп на контрольные штифты. Вто-
рично электроискровую обработку всех отверстий выполняют
одновременно. Режим работы электроискрового станка устана-
вливают в зависимости от технологического зазора между матри-
цей и пуансоном. Обработанный штамп снимают со станка. Верх-
нюю часть с пуансонами погружают в кипящую воду для удале-
ния электродов. Насадки, служащие электродом, можно изго-
товлять из латуни, меди, графита и графитизированных масс
ЭЭГ и МПГ-7. При малых размерах отверстий применяют сталь-
ные электроды-пуансоны без насадки. Латунные электроды обычно
применяют при больших размерах обрабатываемых отверстий
(в этих случаях электроды крепят к пуансонам винтами). При
изготовлении как мелких, так и средних и крупных штампов для
соединения графитовых электродов с пуансонами применяют эпок-
сидный клей на основе смол ЭД-5 и ЭД-6 с пластификатором—
дубитилфталатом (10—15% по массе) и отвердителем—полиэтилен-
полиамином (12% по массе). При использовании описанного спо-
соба может быть достигнута величина зазора 0,03—0,1 мм. Для
получения меньших рабочих зазоров штампа требуется уменьшать
на соответствующую величину поперечные размеры чистовой
части электрода-инструмента.
При прошивке матрицы со стороны рубящей кромки высоту
рабочего пояска матрицы нужно выбирать минимальной (0,5—
0,7 мм), чтобы уменьшить влияние обратной конусности, получаю-
щейся при электроэрозионной обработке. Конусность прошивае-
мого окна матрицы можно уменьшить применением многоступен-
чатого электрода-инструмента, у которого число ступеней соот-
ветствует количеству применяемых режимов. Ступенчатый элек-
трод можно изготовить механической обработкой или же хими-
ческим травлением. Химическое травление электродов на основе
меди производится в смеси азотной и фосфорной кислот (400 см3
HNO3, 50 см3 Н2РО4, 550 см3 Н2О). Симметричную матрицу можно
прошивать с обратной стороны электродами совместно с обработан-
ными пуансонами. При этом отсутствует обратная конусность и
возможна обработка профиля любой конфигурации. При наличии
в станке или в приспособлении осциллирующего движения воз-
можна прошивка электродами, наклеенными на пуансоны и зани-
женными относительно пуансона при совместной обработке.
ЭНИМС рекомендует следующие режимы прошивки стальных
матриц при использовании генераторов ШГИ-215-100,
ШГИ-40-440 и графитированных электродов: частота импульсов
8 кГц; скважность 2; плотность тока при черновой обработке 6—
10 А/см2, при чистовой 0,5—1 А/см2, максимальный рабочий ток
при черновой обработке 35—40 А, при чистовой 2—3 А; боковой
зазор при черновой обработке 0,095 мм, при чистовой 0,03 мм;
шероховатость поверхности при черновой обработке Rz = 30 —
4-37 мкм, при чистовой Rz = 5—7 мкм. При электроэрозионной
177
обработке вырубных штампов в качестве диэлектрической жидко-
сти следует применять осветительный тяжелый керосин (пиро-
пафт) с температурой вспышки 90° или смесь керосина с маслом
индустриальным 12 в соотношении 2:1. Для повышения произ-
водительности при изготовлении деталей штампа предложен спо-
соб [52 ] одновременного вырезания рабочих контуров
(рис. 101, а) у пуансонодержателя 3, пуансона 4, съемника 5,
матрицы 6, подматричной пластины 7 и нижней плиты 8. Блок
штампа состоит из верхней 1 и нижней 8 плит, связанных между
собой направляющими колонками.
Обработанные заготовки собирают в следующей последователь-
ности (рис. 101, б): верхняя плита У, подпуансонная пластина 2,
пуансон 4, пуансонодержатель 3, матрица 6, съемник 5, подма-
тричная пластина 7, нижняя плита 8. На периферии заготовок
сверлят два отверстия а через весь собранный пакет и устанавли-
вают штифты. Затем сверлят еще два отверстия b через верхнюю
плиту 1 и заготовку подпуансонной пластины 2 и пуансона 4
таким образом, чтобы они проходили через тело будущего пуан-
сона 4 (рис. 101, в).
Последующие два отверстия с сверлят через верхнюю плиту /,
заготовки подпуансонной пластины 2, пуансона 4, съемника 5
в таком месте, в каком при сборке штампа будут установлены на-
правляющие колонки для съемника. Так же сверлят ряд отвер-
стий в рассматриваемом пакете, нарезают, где требуется, резьбы,
с помощью которых при сборке штампа будут крепить обработан-
ные детали. После тщательной обработки всех шести отверстий
снимают верхнюю плиту 1 с направляющими колонками штампа
и подпуансонную пластину 2.
Затем в заготовках пуансонодержателя 3, матрицы 6, съем-
ника 5, подматричной пластины 7, нижней плиты 8 и отдельно
в заготовке пуансона 4 сверлят по одному отверстию. Эти отвер-
стия проходят в непосредственной близости от будущих рабочих
контуров: у заготовки пуансона 4 с наружной стороны будущего
рабочего контура, во всех остальных заготовках — с внутренней.
Затем пакет заготовок разбирают, заготовки термически обраба-
Рис. 101. Схемы электроискровой обработки пакета штампа
178
тывают и шлифуют их опорные поверхности, после чего заготовки
указанных деталей (без подпуансонной пластины 2 и верхней
плиты 1) и нижнюю плиту 8 вновь собирают пакетом в прежней
последовательности, устанавливают штифты в отверстия а и за-
крепляют пакет в приспособлении. При этом между заготовками
пуансона 4 и пуансонодержателя 3 устанавливают зазор, доста-
точный для размещения опоры с направляющими элементами
электрода-проволоки 9. При вырезании рабочих контуров по ко-
пиру над заготовкой пуансона 4 устанавливают копир. Приспо-
собление монтируют на станке.
В отверстие вводят электрод-проволоку 9. Затем электрод-
проволоку 9 врезают в тело пуансона 4, подводя ее к копиру.
Другой участок электрода-проволоки 9, которым обрабатывают
остальные детали, врезают в тело заготовок на необходимую
величину, выводя электрод-проволоку 9 на линию будущих рабо-
чих контуров (рис. 101, в). При этом оба участка электрода-
проволоки располагают в вертикальной плоскости. Ось участка
электрода-проволоки, которой обрабатывают пуансон 4, распола-
гают вертикально, а ось участка электрода-проволоки, которой
обрабатывают остальные детали, смещают по отношению к оси
первого участка и наклоняют под углом, необходимым для обес-
печения требуемого зазора между пуансоном 4 и матрицей 6
и другими вырезаемыми деталями. Затем электроэрозионным спо-
собом вырезают рабочие контуры одновременно во всех деталях,
собранных в пакет.
После электроэрозионного вырезания рабочих контуров детали
собирают в штампе, используя ранее обработанные отверстия для
закрепления и фиксации их взаимного расположения: по отвер-
стиям а фиксируют матрицу 6, подматричную пластину 7 с нижней
плитой 8, а пуансонодержатель 3 и подпуансонную пластину 2
с верхней плитой /; по отверстиям b — пуансон 4 с верхней пли-
той 1; по отверстиям с устанавливают направляющие съемника 5.
В результате после сборки штампа получают необходимые по
величине равномерно распределенные зазоры между обработан-
ными деталями и, кроме того, достаточный натяг между пуансо-
нодержателем 3 и пуансоном 4.
Сборка вырубных и пробивных штампов. Когда пуансон и
матрица должны быть посажены в гнезда, отверстия для втулок
и колонок в плитах растачивают после предварительной сборки
штампа и скрепления верхней и нижней плит.
Предварительную сборку штампа производят в следующей по-
следовательности: матрицу собирают с нижней плитой, а пуан-
сонодержатель — с верхней. После этого верхнюю плиту соеди-
няют с нижней (рис. 102, а) так, чтобы был обеспечен технологи-
ческий равномерный зазор между пуансоном 4 и матрицей 2, для
чего в зазор помещают щупы или пластинки 3 из фольги. Верх-
нюю плиту опускают на две параллельные прокладки /, скрепляют
болтами или струбцинами и растачивают отверстия под втулки
179
Рис. 102. Приемы сборки штампа
и колонки. Мелкие штампы, у которых предусмотрено располо-
жение матрицы и пуансонодержателя на плоскостях плит с фик-
сацией их положения штифтами или монтажа одной из них в по-
садочном гнезде, а другой на плоскости (рис. 102, б), собирают
после растачивания направляющих отверстий и запрессовки на-
правляющих втулок. В нижней плите устанавливают и скрепляют
болтами и штифтами матрицу 2. Пуансон 4 вместе с пуансонодер-
жателем совмещают с матрицей, заложив в зазор между пуансо-
ном и матрицей пластинки 3 из фольги. На колонки 5 надевают
верхнюю плиту, опускают до соприкоснования с опорной пло-
скостью пуансонодержателя и плоскостями двух параллельных
брусков 1 и скрепляют струбцинами 6 с пуансонодержателем,
затем сверлят и нарезают отверстия для закрепления пуансоно-
держателя.
Для сверления плит средних штампов применяют метод пе-
ревода координат отверстий с помощью центропереводников,
как было описано ранее. К верхней плите привертывают пуансоно-
держатель с пуансоном так, чтобы была возможность незначи-
тельными ударами перемещать его по плоскости плиты. После
проверки равномерности зазора между пуансоном и матрицей,
перемещая пуансонодержатель легким постукиванием, добива-
ются равномерного зазора, после чего затяжкой болтов фикси-
руют положение пуансонодержателя. Затем, сняв верхнюю плиту,
сверлят и развертывают отверстия под штифты в плите через пу-
ансонодержатель. Сборка пробивных штампов, в которых каждый
пуансон и каждая матрица запрессованы в отдельные пуансонодер-
жатели и матрицедержатели, начинается с установки и закрепле-
ния пуансонов в сборе с пуансонодержателями на верхней плите
штампа. Пуансоны с пуансонодержателями устанавливают по
шаблону, расточенному на координатно-расточном станке, а мат-
180
рицы с матрицедержателями — по окончательно закрепленным
пуансонам. При запрессовке всех матриц в одном целом матрице-
держателе, а пуансонов в отдельных пуансонодержателях сборка
штампа начинается с установки и закрепления матрицедержателя
в сборе с матрицами на нижней плите штампа. После этого пу-
ансоны устанавливают по матрицам. При сложной форме профиля
пуансона и матрицы, нескольких пуансонодержателях и малом
технологическом зазоре матрицу и пуансонодержатель устанавли-
вают от направляющих отверстий под колонки и втулки на кон-
трольной плите с помощью концевых мер и штангенрейсмуса.
При изготовлении мелких вырубных и пробивных штампов
с большим количеством близко расположенных друг к другу
в пуансонодержателе пуансонов некруглой формы применяют
сборку штампов с помощью легкоплавкого сплава НИАТ23
или стиракрила, исключающих подгонку пуансонодержателя
(рис. 103). Пуансонодержатель и посадочное место пуансонов
обрабатывают без особой точности с зазором 2—3 мм. Пуансоны
тщательно подгоняют по матрице. Для центрирования при сборке
с матрицей пуансоны покрывают слоем меди или никеля на вели-
чину технологического зазора между пуансоном и матрицей.
При больших технологических зазорах для обеспечения рабочего
положения пуансона в матрице можно применять фольгу. Пуан-
соны устанавливают в матрице и выверяют перпендикулярность
их по отношению к режущей кромке. Пуансонодержатель кладут
на плиту, пуансоны в собранном виде с матрицей устанавливают
в гнезда пуансонодержателя. Между пуансонодержателем и мат-
рицей или съемником укладывают мерные плитки. Затем пуансо-
Рис. 103. Прием сборки штампов с помощью легкоплавкого сплава!
1 — матрица; 2 — пуансоны; 3 -•=» съемник; 4 =» пуансонодержатель;, 5 •=•
сплав; 6 мерные бруски
181
Рис. 104. Приемы сборки штампов с помощью пластмасс!
1 — пуансонодержатель; 2 — пуансон; 3 *=» съемник; 4 пласт-
массовый поясок; 5, 6 армированные гнезда; 7 — направля-
ющие колонки в съемниках
нодержатель заливают легкоплавким сплавом состава (%) 48Bi,
32Pb, 15Sn и 5Sb или самотвердеющими пластмассами (стира-
крилом ТШ и акрилатом АСТ-1). Следует сказать, что они приме-
няются не только для закрепления пуансонов и шаговых ножей
в пуансонодержателе (рис. 104, а), но и для направления пуансо-
нов в съемнике (рис. 104, б), для точного направления пуансо-
нов в выталкивателе и т. д.
Низкий коэффициент трения самотвердеющих пластмасс по
стали обеспечивает высокую износостойкость направляющих по-
верхностей в подвижных соединениях, а незначительные величины
усадки при отверждении — малые величины зазоров в съемниках,
что позволяет осуществлять подвижные посадки с высокой точ-
ностью без доводки. При закреплении пуансонов в пуансоно-
держателе с помощью быстротвердеющей пластмассы отверстие
в пуансонодержателе изготовляют простой формы с зазором не
менее 3 мм. Пуансоны крепят пластмассой каждый в отдельности
или группами одновременно. Закрепление в одном окне пуансо-
нодержателя нескольких пуансонов рекомендуется в том случае,
когда расстояние между ближайшими сторонами менее 7 мм
(рис. 104, в). Стиракрил ТШ и акрилат АСТ-1 обладают высокой
адгезией с поверхностями металлических деталей, что обеспечивает
прочное соединение при заливке пластмассой различных деталей
штампов. Величина сцепления повышается с увеличением шеро-
ховатости. Для повышения прочности соединения предусматри-
вают в месте закрепления пуансона канавки шириной и глубиной
182
Рис. 105. Призмы для установки деталей штампов при заливке
пластмассой
2—3 мм. Перед заливкой пластмассой детали должны быть вза-
имно ориентированы. Например, перед закреплением пуан-
сонов в пуансонодержателе пуансоны должны совмещаться с мат-
рицей без зазора или с минимальным равномерным зазором.
При технологическом зазоре между матрицей и пуансоном до
0,05 мм применяют химическое никелирование или меднение,
при зазоре 0,05—0,1 мм — парафинирование или нанесение слоя
алюминиевой краски, растворенной в ацетоне, и при зазоре более
0,1 мм —обертывание фольгой или бумагой. При сборке деталей
штампов под заливку необходимо обеспечить строгую перпенди-
кулярность колонок к плитам пуансонов и ножей относительно
плоскости пуансонодержателя или съемника, для чего применяют
универсальные или специальные приспособления, универсальные
установочные призмы (рис. (105, а) технологические пластины
(рис. 105, б), технологическую оснастку с магнитными пли-
тами. Допускается центрирование пуансонов путем плотной по-
садки в матрицу и проверка перпендикулярности угольником.
По пуансонам с нанесенным утолщающим слоем можно точно
установить в матрице вставки с некруглым рабочим отверстием.
На пуансон, закрепленный в пуансонодержателе, надевают
вставки, свободно помещенные в гнезда матрицы. Затем зазор между
вставкой и гнездом матрицы заливают стиракрилом. Поверх-
ности деталей штампов при применении пластмасс для образова-
ния неподвижных соединений перед заливкой должны быть обез-
жирены и просушены в течение 15—20 мин. На поверхности де-
талей при применении пластмасс для образования подвижного
соединения должен быть нанесен равномерный слой смазки.
В зависимости от посадки применяют различную смазку: графит
ПБ-А для посадки и парафин для посадок и (в зависи-
мости от величины слоя парафина).
Детали штампов, смежные с заливаемыми, следует для защиты
от прилипания их к поверхности пластмассы смазывать силико-
183
новым маслом, парафином или изолировать бумажными про-
кладками. Сборку штампа для соединения пуансонов с пуансо-
нодержателем производят так же, как и при применении легко-
плавкого соединения. Перед заливкой пластмассой необходимо
пуансоны и пуансонодержатель обезжирить и просушить, после
чего в зазор между ними залить пластмассу. При армировании
пластмассой направляющей поверхности съемника окна в нем
делают простой формы с зазором 3—5 мм. Для повышения проч-
ности соединения по контуру окна делают выточки. Внутреннюю
сторону армированного пояска оформляют по контуру пуансона.
Перед заливкой производят сборку блока, затем зеркало матрицы
смазывают разделительным составом — маслом или покрывают
графитом. Окно в съемнике обезжиривают и просушивают в те-
чение 20 мин. Поверхность пуансона смазывают разделительным
составом — маслом или наносят слой парафина. Далее собирают
съемник с матрицей и направляющими планками и нижней плитой.
Затем пуансоны, соединенные с пуансонодержателем, вставляют
по плотной посадке в отверстия матрицы. Между пуансонодержа-
телем и съемником устанавливают две одинаковые по высоте
призмы. Затем в зазор между окном съемника и пуансономи
заливают пластмассу. Величину зазора между съемником и пу-
ансоном регулируют разделительной смазкой. При сборке много-
пуансонных штампов для установки вставок-матриц рекоменду-
ется применять шаблоны, имеющие установочные штифты. За-
ливку стиракрилом производят в два этапа: сначала закрепляют
вставки в матрице, затем пуансоны, которые устанавливают в пу-
ансонодержателе по матрице. Этот прием облегчает получение за-
данных координат расположения фасонных рабочих отверстий
в матрице и обеспечивает идентичность их расположения во всех
штампах-дублерах.
С целью повышения точности сборки вырубных штампов при-
меняют приспособления для подсветки рабочих зазоров. При-
способление с набором электролампочек помещают между пуан-
сонодержателем и матрицей. Применяют также приспособление
с боковой подсветкой. Зазор наблюдают сверху через лупу,
закрепленную на гибкой стойке.
Сборка комбинированного штампа совмещенного действия
для вырубки и пробивки. При сборке штампа необходимо учиты-
вать трудности одновременного совмещения всех рабочих частей,
расположенных на одной плите, с рабочими частями, располо-
женными на другой плите. Способ сборки зависит от конструкции
штампа. В том случае, когда матрица крепится на плите, а пуан-
соны в отдельном пуансонодержателе, сборка производится по-
следовательно. Вначале совмещают матрицу с пуансоно-матрицей.
С помощью центров-переводников переводят центры крепежных
отверстий матрицы на плиту. Сверлят отверстия в плите и после
крепления матрицы центрируют ее по пуансоно-матрице, фикси-
руют ее положение с помощью штифтов, затем демонтируют
184
матрицу, после чего совмещают пуансоны, закрепленные в пу-
ансонодержателе, с пуансон-матрицей, а также с помощью цеа-
тров-переводников размечают отверстия в плите для закрепления
пуансонодержателя. В плите сверлят крепежные отверстия и
прикрепляют пуансонодержатели к плите. Центрируют пуансоны
по пуансон-матрице. Затем сверлят и развертывают отверстия
под штифты и фиксируют штифтами положение пуансонодержа-
теля на плите. Матрицу устанавливают на штифты и крепят
к плите болтами.
Когда пуансоны и матрицу крепят в одной державке, необ-
ходимо в технологическом процессе ее изготовления обеспечить
взаимное расположение пуансонов и матрицы и совмещение с пу-
ансон-матрицей. Для этой цели применяют несколько способов
переводов координат и на координатно-расточном станке и заливку
пуансонов в пуансонодержателе и др. По первому способу в пуан-
сонодержателе размечают и сверлят отверстия по матрице. С по-
мощью технологических болтов матрицу прикрепляют к пуан-
сонодержателю, затем в пуансонодержателе растачивают на коор-
динатно-расточном станке отверстия для пуансонов с базированием
по рабочей части матрицы и фактическим межосевым расстояниям
отверстий в пуансон-матрице. Для этого готовую пуансон-матрицу
устанавливают на столе координатно-расточного станка и выверяют
по рабочей части, после чего определяют фактические коорди-
наты межосевых расстояний отверстий в пуансон-матрице. Затем
совмещают матрицу, закрепленную на пуансонодержателе, с пу-
ансон-матрицей. Для центрирования между матрицей и пуансон-
матрицей кладут прокладки по размерам технологического зазора.
Пуансонодержатель в таком виде закрепляют на столе станка и
в нем растачивают отверстия под пуансоны.
Ниже в качестве примера приведен технологический процесс
изготовления основных деталей и сборки комбинированного
штампа совмещенного действия для вырубки и пробивки с цельной
матрицей (рис. 106).
Матрицу 6 после предварительной обработки заготовки из-
готовляют в следующей последовательности: точение наружной
поверхности и растачивание отверстия с припуском на дальней-
шую обработку; шлифование плоскостей; разметка внутреннего
рабочего контура по шаблону и отверстий под болты 19 и штифты
20-, сверление и нарезание резьбы под болты 19, сверление и
развертывание отверстий под штифты 20; фрезерование рабочего
контура по разметке с припуском под шлифование: термическая
обработка — закалка и отпуск; шлифование нижней и верхней
плоскостей; шлифование рабочего контура на контурно-шли-
фовальном или на координатно-шлифовальном станке.
Пуансонодержатель 9 после предварительной обработки за-
готовки изготовляют в следующей последовательности: точение
и шлифование плоскостей; разметка и сверление отверстий под
болты по матрице; соединение матрицы с пуансонодержателем
185
Рис. 106. Комбинированный штамп совмещенного действия:
1 — плита нижняя; 2, 19, 21 — болты; 3 — колонки; 4 — съемники; 5 — упор;
6 — матрицы; 7 — направляющие втулки; 8 — плита верхняя; 9 — пуансоно-
держатель; 10, 18 — пуансоны; 11 — хвостовик; 12 — крестовина; 13 — тол-
катель; 14 — пуансон-матрица; 15, 20 — штифты, 16 — выталкиватель; 17
пружины съемника
с помощью технологических болтов; сверление и развертывание
отверстий под штифты через матрицу и запрессование штифтов;
растачивание на координатно-расточном станке отверстий под
пуансоны с базированием по матрице, совмещенной с пуансон-
матрицей по фактическим координатам и межосевых расстояний
в пуансон-матрице; сборка с пуансонами; шлифование двух пло-
скостей в сборе с матрицей и пуансонами.
Пуансон-матрицу 14 после предварительной обработки за-
готовки изготовляют в следующей последовательности: токарная
обработка с припуском на обработку; шлифование плоскостей;
разметка рабочего контура по шаблону или по матрице и отвер-
стий под крепежные болты 21 и штифты; сверление отверстий и
нарезание резьбы под болты 21; сверление и развертывание от-
верстий под штифты; фрезерование контура по разметке; оттиск
матрицей 6; фрезерование контура по оттиску; растачивание на
координатно-расточном станке центрального отверстия и отвер-
стий под пуансоны с базированием по рабочему контуру; термиче-
ская обработка — закалка и отпуск; шлифование плоскостей;
шлифование центрального отверстия с базированием по рабочему
контуру или по шлифуемому отверстию; шлифование рабочего
контура по шаблону или подгонка на контурно-шлифовальном
станке контура к матрице с помощью пневматической зачистной
машинки.
Перспективным процессом изготовления матрицы 6 и пуан-
сон-матрицы 14 после токарной обработки является фрезерова-
ние фасонного контура, сверление и нарезание резьбы, разверты-
вание, растачивание отверстий на многооперационном станке
186
с ЧПУ и шлифование фасонного контура на контурно-шлифоваль-
ном станке с ЧПУ.
Сборка комбинированного штампа совмещенного действия
состоит из следующих операций:
1,	Установка пуансон-матрицы 14 на плите 1; разметка от-
верстий под болты 21 и провальные отверстия.
2.	Сверление и зенкование отверстий под болты 21 и проваль-
ные отверстия.
3.	Установка пуансон-матрицы 14 на плите 1 и закрепление
болтами 21.
4.	Посадка съемника 4 на пуансономатрицу 14 с установкой
между съемником и плитой мерных плиток; разметка на плите
через съемник отверстия под пружины 17 и винты 2.
5.	Сверление и развертывание отверстий под штифты и прес-
сование штифтов.
6.	Сверление и зенкование гнезд под пружины 17, сверление
отверстий под винты 2 съемника.
7.	Установка матрицы 6 на пуансон-матрицу 14 с проклад-
кой между ними фольги по величине технологического зазора
и мерных плиток между матрицей 6 и плитой Г, ввертывание центра
переводника в матрицу 6, посадка плиты 8 на колонки 3 и разметка
отверстий под крепежные болты 19 и штифты 20.
8.	Сверление отверстий под болты 19 в пуансонодержателе 9.
9.	Установка пуансонодержателя в сборе со всеми пуансонами
на плите 8 и закрепление болтами 19-, посадка плиты 8на колонки 3;
центрирование всех пуансонов по пуансон-матрице и затягива-
ние болтов.
10.	Сверление и развертывание отверстий под контрольные
штифты в пуансонодержателе через отверстия в матрице; запрес-
совывание штифтов.
11.	Установка шпильки толкача в отверстие плиты 8, планки 12
в гнезде, штифта 15 и выталкивателя 16 на место; установка мат-
рицы на штифты и затяжка болтами.
12.	Посадка пружины 17 в гнездо плиты 1, упора 5 в съем-
ник 4, съемника на пуансон-матрицу и закрепление болтами 2.
13.	Испытание штампа на прессе.
При изготовлении комбинированных штампов последователь-
ного действия матрицу с пуансонами совмещают растачива-
нием отверстия в пуансонодержателе на координатно-расточ-
ном станке по фактическим размерам координат отверстий в
матрице.
Ниже приведен технологический процесс изготовления ос-
новных деталей комбинированного штампа последовательного
действия для вытяжки, пробивки и вырубки (рис. 107).
Матрицу 9 после заготовительных операций изготовляют
в следующей последовательности: фрезерование всех плоскостей;
шлифование нижней и верхней плоскостей; сверление крепежных
и рабочих отверстий; сверление и развертывание отверстий под
187
1 2 J 4 5 6	7 в 9 10 ft 12 13 14 15 Ю 17 18
19
Рис. 107. Комбинированный штамп последовательного действия:
I — верхняя плита; 2 — направляющие втулки; 3 » колонки; 4 пружина
прижима; 5 — прижим; 6 пуансонодержатель; 7 *— подкладка; 8 *>- выруб-»
ной пуансон; 9 вырубная матрица; 10 »— пробивной пуансон; 11 нижняя
плита; 12, 15 — выталкиватели; 13, 16 пружины выталкивателя; 14, 17
вытяжные пуансоны; 19 — пробивная матрица
штифты; растачивание рабочих и провальных отверстий; фрезе-
рование углов на наружном контуре (рекомендуется произ-
водить на сверлильно-расточно-фрезерном станке с ЧПУ); тер-
мическая обработка (закалка и отпуск); шлифование нижней и
верхней плоскостей; запрессовка вкладыша; притирка отверстий
под штифты; шлифование основания в сборе со штифтами; сборка
с нижней плитой.
Прижим 5 после заготовительных операций изготовляют в сле-
дующей последовательности: фрезерование шести плоскостей
на сверлильно-расточно-фрезерном станке с ЧПУ; сверление и
нарезание отверстий под специальные болты; сверление гнезд
под пружины; сверление рабочих отверстий; фрезерование за-
нижений и бобышек; растачивание рабочих отверстий и обтачи-
вание бобышек; шлифование торца бобышек; сборка с верхней
плитой.
Пуансонодержатель 6 после заготовительных операций из-
готовляют на многооперационном станке в следующей последо-
вательности: фрезерование плоскостей и углов по контуру; свер-
ление отверстий под болты и рабочих отверстий с припуском;
растачивание отверстий под пуансоны; запрессовка пуансонов;
шлифование на плоскошлифовальном станке основания в сборе
с пуансонами и рабочего торца каждого пуансона в размер; раз-
борка и заправка радиусов пуансонов; запрессовка пуансонов;
монтаж на верхнюю плиту с переводом положения крепежных
отверстий в плите с помощью центров; сверление и нарезание
крепежных отверстий в плите; проверка зазоров между пуансо-
ном и матрицей; сверление и развертывание отверстий под штифты;
запрессовка штифтов.
188
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СЕКЦИОННЫХ ШТАМПОВ
Иногда матрицу и пуансон изготовляют составными, состо-
ящими из отдельных секций, пригнанных друг к другу, и плиты
(рис. 108). Составными изготовляют также матрицы (рис. 109, а)
или пуансоны сложной формы (рис. 109, би 110) для обеспечения
возможности их шлифования. На рис. 111 приведен пример
профильного шлифования секций.
Секции пуансонов и матриц штампов с цилиндрической ра-
бочей частью предварительно обрабатывают по плоскостям и
стыкам. У крупногабаритных секций сверлят отверстия под
крепежные болты и штифты. Дальнейшую обработку произ-
водят в сборе на специальной планшайбе (рис. 112). Секции на
планшайбе крепят болтами и фиксируют штифтами. На ней раста-
чивают отверстие, обтачивают наружный контур и посадочное
место. Секции подвергают термической обработке, шлифуют пло-
скости и стыки, после чего их собирают на планшайбе и оконча-
тельно шлифуют рабочую и посадочную части. Посадочную часть
шлифуют по гнезду в плите штампа. При обработке малогабарит-
ных секций без крепежных отверстий в конструкции планшайбы
предусматривают зажимное устройство.
Ниже приведен маршрутный технологический процесс изго-
товления цилиндрических деталей штампа с секционной матрицей
(рис. ИЗ).
Секционную матрицу 6 после обработки заготовки изготов-
ляют в следующей последовательности: фрезерование двух пло-
скостей; шлифование верхней и нижней плоскостей; разметка
наружного и внутреннего диаметров (с припуском под протачи-
вание), стыков (с припуском под шлифование), отверстий под
болты и углов; фрезерование (долбление) по контуру секции; свер-
ление отверстий под болты в штифты, развертывание отверстий
под штифты; шлифование стыков (по шаблону); сборка секций
на вспомогательную планшайбу болтами и штифтами; точение
наружной и внутренней поверхностей с припуском под шлифова-
ние, уступа, клеймение положений секций; термическая обра-
ботка — закалка и отпуск; шлифование нижней и верхней пло-
скости и стыков; притирка или шлифование отверстий под штифты;
сборка на вспомогательной планшайбе болтами и штифтами; шли-
фование внутренней и наружной поверхностей.
Пуансон-матрицу 14 после предварительной механической об-
работки заготовки изготовляют в следующей последователь-
ности; точение наружной и внутренней поверхностей и торцов;
шлифование торцовых поверхностей; разметка отверстий; свер-
ление отверстий под болты и штифты; развертывание отверстий
под штифты; растачивание на координатно-расточном станке
отверстий под вкладыши 10; термическая обработка — закалка
и отпуск; шлифование внутренней и наружной поверхностей
и торца; растачивание отверстия под вкладыш (эльборовым рез-
189
Рис. 108. Матрица, состоящая
из отдельных секций
Рис. 109. Сборные матрицы (а) и пуансоны (б);
1 пуансон; 2 =» матрица
190
Рис. 111. Примеры профильного шлифования пуансона (а) и матрицы (б)
A
2 Рис. 110. Примеры разбивки матриц на секции
Рис. 112. Планшайба для обра-
ботки штампов с цилиндричес-
кой рабочей частью
Рис. 113. Комбинированный штамп с секционной матрицей:
1 — верхняя плита; 2 — направляющая втулка; 3 — колонка; 4 — съемник;
5 — болт; 6 — матрица; 7 — упор; 8 — выталкиватель; 9, 11 — пуансоны;
10 — вкладыш (матрица); 12 — толкатель; 13 — обойма; 14 — пуансон-
матрица; 15 нижняя плита; 16 — пружина съемника
цом); запрессовка вкладышей; шлифование двух плоскостей
с вкладышами; притирка или шлифование отверстий под штифты;
монтаж на нижнюю плиту с установкой по матрице; установка
на болты и штифты.
Обойму 13 после предварительной механической обработки
заготовки изготовляют в следующей последовательности: точе-
ние торцов, внутренней и наружной поверхностей; шлифование
двух плоскостей; разметка отверстий под болты (для матрицы
переводом центрами с матрицы); сверление и нарезание резьбы
в отверстиях под болты; сверление отверстий под толкающие
шпильки, монтаж секции с обоймой; сверление и развертывание
отверстий под штифты через секции матрицы; растачивание на
координатно-расточном станке отверстий под пуансоны пере-
водом размеров межцентровых расстояний в пуансономатрицы;
прессование пуансонов; шлифование двух плоскостей в сборе
с матрицей и пуансонами; сборка с верхней плитой (с пуансонами
и матрицей); совмещение с пуансон-матрицей 14, закрепление на
болтах, проверка зазоров, сверление и развертывание отверстий
под штифты в сборе с верхней плитой; запрессовка штифтов.
192
Рассмотрим обработку и сборку крупногабаритного секцион-
ного штампа со сложным профилем секций. Размеры штампов
определяются расстоянием между режущими кромками секций.
Эти размеры могут быть обеспечены двумя способами: выдержива-
нием размеров и допусков гнезда-врезки в плите и ширины сек-
ции или подгонкой ширины секции по фактическим размерам
гнезда. Гнезда в плите выполняют обычным фрезерованием с до-
пуском 0,5 мм. Перед шлифованием секций измеряют фактический
размер гнезда-врезки (рис. 114, а). Секции обрабатывают в следую-
щем пордяке: шлифуют верхнюю С и нижнюю А плоскости, за-
тем заднюю поверхность D рабочей части. Измеряют фактическую
ширину bY и &2 противоположных секций. Зная фактический раз-
мер а гнезда-врезки в плите и ширину секций, определяют при-
пуск, подлежащий сошлифованию с противоположной стороны В
секций. С противоположной стороны одного ряда секций сошли-
фовывают припуск и определяют фактический размер секций
по ширине. По фактическим размерам b первого ряда секций и
размерам а гнезда-врезки плиты определяют необходимую
ширину противоположного ряда секций Ьг = с—Ь. Противополож-
ную сторону второго ряда секции шлифуют с учетом определен-
ных размеров так, чтобы после монтажа размеры между рабочими
сторонами соответствовали чертежным. Стыки секций также шли-
фуют с учетом фактических размеров гнезда-врезки плиты по длине.
Когда штампуемая деталь имеет сложный контур, после
шлифования стыков рабочую часть секций пуансона шлифуют
по шаблонам. Рабочую часть секций матриц предварительно
шлифуют по контршаблонам, а окончательно подгоняют по со-
бранному пуансону на краску, для чего собранный пуансон /
(рис. 114, б) устанавливают на плиту 3 на мерных брусках 5.
Рядом с пуансоном устанавливают брусок 2 так, чтобы верхняя
его часть была на уровне нижней части секции пуансона. На ра-
Рис. 114. Схемы измерения секции матрицы при подгон-ке
размера
7 М. М. Палей

193
A
Рис. 115. Приспособление для подгонки секций
бочую поверхность пуансона наносят тонкий слой краски. За-
тем каждую подгоняемую секцию матрицы 4 устанавливают на
брусок 2. Секцию матрицы прижимают рукой к окрашенной со-
прягаемой секции пуансона и легкими ударами молотка по проти-
воположной стороне секции матрицы получают отпечаток краски
на рабочей стороне матрицы. Проверка сопряженных секций
может производиться с помощью приспособления.
На рис. 115 показано приспособление для подгонки секций
штампа. По окончательно обработанной поверхности /С секции 1,
закрепленной в верхней подвижной плите 4, проверяют по краске
поверхность режущего контура секции 2, закрепленной на не-
подвижной плите 3.
С помощью ручной шлифовальной машинки или шлифоваль-
ного станка с вертикальным шпинделем сошлифовывают пятна
краски на рабочей части секции матрицы до тех пор, пока после
проверки краска не покроет равномерно всю рабочую поверх-
ность секции матрицы. Затем шлифуют противоположную поверх-
ность секции матрицы по размерам пуансона и фактическим раз-
мерам гнезда-врезки в плите матрицы. Для определения разме-
ров секций матрицы по фактическим размерам гнезда-врезки плиты
в секции пуансона (см. рис. 114, в) на параллельных брусках 5
над плитой матрицы 4 устанавливают плиту пуансона 1. Рабочий
контур пуансона относительно контура гнезда-врезки плиты
матрицы 4 устанавливают по разметочным рискам, а фактические
размеры х и у между пуансоном и гнездом-врезкой плиты матрицы
194
Рис. 116. Комбинирован-
ный штамп (а) с секцион-
ной матрицей (б):
1 — верхняя плита; 2 — на-
правляющая втулка; 3 —
нижняя плита; 4 — план-
шайба; 5 — матрица; 6 —
щеки; 7 — крестовина; 8 —
толкатель; 9, 14 — пуансо-
ны; 10 — съемник; 11 — па-
лец; 12 — пружина съемни-
ка; 13 — упор; 15 — штифт;
16 — выталкиватель; 17 —
пуансон-матрица; 18 — болт;
19 — колонка
6)
определяют измерительными плитками. Крепежные отверстия
и отверстия под контрольные штифты в плитах сверлят через
отверстия в секциях. В секциях отверстия под контрольные штифты
развертывают алмазными развертками, притирают или шлифуют
на координатно-шлифовальном станке.
Фасонные поверхности пуансонов и матриц вырубных штам-
пов можно шлифовать на разработанном в ЭНИМСе вертикально-
контурно-шлифовальном станке с ЧПУ (мод. 396ФЧ).
Ниже приведен технологический процесс изготовления штампа
с секционной матрицей для детали сложной формы (рис. 116).
Секцию матрицы 5 после предварительной механической об-
работки изготовляют в следующей последовательности: фрезеро-
вание плоскостей и торцов; шлифование двух плоскостей; раз-
метка рабочей части, стыков углов, буртов и отверстий под болты;
фрезерование буртов, углов под провальные отверстия стыков
и углов по наружному контуру; клеймение; термическая обра-
ботка (закалка и отпуск); шлифование нижней и верхней плоско-
стей, рабочей части (фигурные элементы по шаблону), стыков
и торца по результатам измерения гнезда в планшайбе; притирка
или шлифование отверстий под штифты; сборка с планшайбой 4.
При наличии контурно-шлифовального станка сложный про-
филь рабочей части шлифуют после сборки с планшайбой. При
отсутствии указанного станка секции матрицы проверяют на
7*	195
краску в сопряжении с пуансоном и подгоняют шлифовальной
машинкой.
Пуансон-матрицу 17 после предварительной механической
обработки изготовляют в следующей последовательности: фрезе-
рование плоскостей; шлифование нижней и верхней плоскостей;
разметка рабочей части, углов, отверстий под болты и штифты;
фрезерование рабочей части с припуском 0,5 мм; сверление от-
верстий под болты, сверление и развертывание отверстий под
штифты; предварительная сборка с нижней плитой; оттиск ра-
бочего контура по готовой матрице; фрезерование рабочего кон-
тура по оттиску; опиливание или шлифование рабочего контура
по шаблонам или по секции матрицы; растачивание отверстий
под пуансоны (базирование по наружному контуру); термическая
обработка (закалка и отпуск); шлифование двух плоскостей; при-
тирка или шлифование отверстий под штифты; подгонка рабочего
зазора по матрице; сборка с нижней плитой болтами; установка
по матрице равномерного зазора; сверление и развертывание
отверстий под штифты в нижней плите.
'.Планшайбу 4 после предварительной механической обработки
изготовляют в следующей последовательности: фрезерование шести
плоскостей; шлифование нижней и верхней плоскостей; разметка
гнезда (углов, отверстий под болты и технологических отверстий
для захода инструмента); сверление отверстий под болты и для
захода инструмента; фрезерование гнезд под секции матрицы;
разметка отверстий под болты по отверстиям матрицы; сверление
отверстий под болты и штифты, развертка отверстий под штифты;
растачивание отверстий на координатно-расточном станке под
пуансоны переводом размеров координат осей с пуансон-матрицы.
Съемник 10 после предварительной обработки заготовки
изготовляют в следующей последовательности: фрезерование шести
плоскостей; шлифование верхней и нижней плоскостей; разметка
рабочего контура; растачивание отверстий, оформляющих ра-
бочий контур и отверстий под специальные болты на координатно-
расточном станке; фрезерование рабочего контура, углов по ра-
бочему и наружному контурам, окончательная обработка рабо-
чего контура шлифованием на контурно-шлифовальном станке
или с помощью шлифовальной машинки подгонкой по пуансон-мат-
рице.
Ниже приводится маршрутная технология изготовления сов-
мещенного штампа для обрезки, пробивки и местной правки
заднего крыла легкового автомобиля 131 ]. Секции нижней части
штампа изготовляют в следующей последовательности: разметка
секций по шаблону, на который наносят линии разъема каждой
секции, затем размечают их с учетом припуска на обрезку, равного
3—5 мм; разметку рекомендуется производить с помощью шаблона,
установленного на технологических колонках (рис. 117); разметка
и сверление в секциях крепежных отверстий; шлифование пло-
скостей разъема секций; установка секций, фиксаторов и мат'рш-
196
Рис. 117. Схема разметки криволи-
нейных контуров обрезки секций пу-
ансона по подвижному шаблону;
1, 5, 6. 7 — секции; 2 — колонка, 3 —
втулка; 4 — шаблон
7
6-6
Рис. 118. Схема разметки по шаблону сек-
ции пуансона и матрицы:
а — нижняя плита с секциями пуансона; б —*
подгонка режущего контура секций матрицы
по секциям пуансона
цедержателей на нижней плите по шаблону; разметка крепежных
отверстий на нижней части штампа под винты с помощью керна;
сверление отверстий для закрепления секций, фиксаторов, мат-
рицедержателей на плите, при этом несколько секций выполняют
с припуском с учетом усадки после закалки; секции обрабаты-
вают на копировально-фрезерном станке, для чего их с припуском
устанавливают через одну-две секции (/—5) на нижней плите
и крепят только винтами; монтаж секций без припуска на нижней
части штампа без секций 1—5, имеющих припуск на усадку;
фрезерование на копировально-фрезерном станке секций по кон-
турам 7 и 8 (рис. 118); снятие секций без припуска после их об-
работки на копировально-фрезерном станке и монтаж секций
1—5 с припуском на усадку на плите и фрезерования их на копи-
ровально-фрезерном станке; подгонка нижней части штампа
по объемному шаблону, подгонка фиксирующих плоскостей по
отпечаткам краски, соответствующим форме детали; разметка
обрезного контура и пробивных отверстий по объемному ша-
блону мастер-модели; фиксация секций с отверстиями для матрицы
на плите штампа; перед снятием секции с плиты их положение
фиксируется чертилкой; фрезерование секций по режущему
197
Контуру с припуском, равным 1 мм, и мест, не подвергаемых чи-
стовой обработке на вертикально-фрезерном станке; растачива-
ние отверстий для матриц на координатно-расточном станке;
закалка обрезных секций ТВЧ до HRC 56—60, а секций с отвер-
стиями для матриц — в пламенной печи; шлифование секций
после термической обработки нижнего основания и место разъ-
ема и их установки на нижней части штампа в первоначальное
положение по отметкам чертилкой; подгонка фиксирующих пло-
скостей секций по объемному шаблону по окрашенным местам и
проверка щупом наружного обрезного контура; после оконча-
тельной подгонки все секции фиксируют; проверка рабочего
контура секций по объемному шаблону и мастер-модели; неко-
торые участки размечают по чертежу детали, особенно зоны
для последующей фланцовки; шлифование рабочего контура
секций, доводка слесарем-сборщиком обрезного контура криволи-
нейных участков секций; установка верхней плиты на нижнюю
с совмещением их осевых линий, разметка и растачивание отвер-
стий под втулки и колонки с последующей их запрессовкой.
Последовательность изготовления и монтажа секций верхней
части штампа: разметка рабочего контура секций в плане по
шаблону и линий разъема секций с припуском 0,8 мм; установка
нижней части штампа на верхнюю; разметка контура секций
матрицы по секциям пуансона, фрезерование контура секций;
сверление и зенкерование отверстий; термическая обработка сек-
ций матрицы ТВЧ на HRC 56—60 и последующее шлифование
их рабочих поверхностей; подгонка матрицы по контуру резки 6
по окрашенным местам; шлифование линий разъема по контуру
обрезки; обводка чертилкой мест расположения секций матрицы
и разметка отверстий для их закрепления; установка пуансо-
нодержателей и обводка мест их расположения; разметка свер-
ления отверстий и нарезание резьбы в верхней плите для секций
и пуансонодержателей; установка нижней части штампа на верх-
нюю; закрепление пуансонодержателей; закрепление секций,
проверка щупом плотности их прилегания; при открытом штампе
сверление и развертывание отверстий под штифты, фиксация всех
деталей контрольными штифтами.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГИБОЧНЫХ, ВЫТЯЖНЫХ
И ФОРМОВОЧНЫХ ШТАМПОВ
Особенностью гибочных, вытяжных и формовочных штампов
является отсутствие острых кромок и наличие закруглений на
рабочей части, что исключает применение оттиска для согласова-
ния профиля матрицы и пуансона. Рабочие части этих штампов
часто изготовляют литыми. Основной технологической задачей
при изготовлении штампов является обеспечение эквидистантно-
сти рабочего профиля пуансона и матрицы и равномерного техно-
логического зазора между ними. Это достигается обработкой пу-
198
Рис. 119. Вытяжной
штамп:
1 — нижняя плита; 2 — на-
правляющая втулка; 3 —
колонка; 4 — верхняя пли-
та; 5 — матрица; 6 — упор;
7 — болт; 8 — пружина при-
жима; 9 — планшайба; 10 —
толкатель; 11 —специальный
болт; 12 — пуансон; 13 —
выталкиватель; 14 — при-
жим
ансона и матрицы в зависимости от сложности контура, методом
построения или копирования по шаблону или модели. При слож-
ных контурах рабочих элементов практикуется окончательная
обработка их взаимной подгонкой на подгоночных прессах или
на стендах по краске.
При изготовлении мелких и средних штампов сборку обычно
осуществляют методом перевода центров крепежных отверстий
пуансона на пуансонодержатель. Пуансон совмещают с матрицей.
Для ликвидации технологического зазора между ними проклады-
вают полоски из штампуемого материала. При изготовлении
крупных штампов после сборки пуансона с матрицей практи-
куется исправление опорной поверхности пуансона или опорной
плиты строганием или фрезерованием.
Ниже в качестве примера приведен технологический процесс
изготовления вытяжного штампа (рис. 119).
Матрицу 5 после заготовительных операций изготовляют в сле-
дующей последовательности; фрезерование шести плоскостей;
шлифование верхней и нижней плоскостей; растачивание отвер-
стий, образующих рабочий контур, и отверстий под упоры; раз-
метка рабочего контура, отверстий под болты и штифты; фрезе-
рование (долбление) рабочего контура; опиливание рабочего кон-
тура по шаблону; сверление отверстий под болты, сверление и
развертывание отверстий под штифты; термическая обработка
(закалка, отпуск); шлифование нижней и верхней плоскостей;
шлифование рабочего контура на контурно-шлифовальном станке;
полирование рабочего контура.
Пуансон 12 после заготовительных операций изготовляют
в следующей последовательности: фрезерование шести плоско-
стей; шли^ювание верхней и нижней плоскостей; разметка рабо-
чего профиля и отверстий; фрезерование рабочего контура; свер-
ление и нарезка крепежных отверстий; термическая обработка
(закалка и отпуск); шлифование рабочего контура (по факти-
ческим размерам матрицы) на плоскошлифовальном станке;
полирование рабочей поверхности; монтаж на верхнюю плиту
с установкой по матрице.
199
Выталкиватель 13 после заготовительных операций обраба-
тывают в следующей последовательности; фрезерование всех
плоскостей; шлифование нижней и верхней плоскостей; разметка
наружного и внутреннего контуров и отверстий; сверление* и
нарезание резьбы в отверстиях под специальные болты; фрезе-
рование (долбление) наружного и внутреннего контуров под»
Шлифование; термическая обработка; шлифование нижней и
верхней плоскостей на плоскошлифовальном станке; шлифование
внутреннего контура на контурно-шлифовальном станке.
Обработка крупных формовочных штампов. Подготовка произ-
водства формовочных штампов включает изготовление дере-
вянной или пластмассовой мастер-модели для литья матрицы,
пуансона и кольца; изготовление гипсовых моделей для обработки
отливок и поковок на копировально-фрезерных станках, изго-
товление объемных и плоских шаблонов. Рабочий контур мастер-
модели представляет собой точную копию контура штампуемой
детали. Мастер-модель изготовляют из пластмасс, красного де-
рева или ольхи, устойчивых при изменении температуры и влаж-
ности окружающей среды (допустимая влажность не выше 12%).
Рабочую поверхность мастер-модели контролируют шаблонами
внешних обводов. Шаблоны изготовляют деревянными или ме-
таллическими. Для всех сечений, указанных в чертеже, наносится
разметка на модели или набивается планка для указания мест
подгонки по шаблонам. Кромку шаблона натирают карандашом,
и при незначительном перемещении по поверхности модели видны
выступающие точки, подлежащие удалению. После подготовки
сопряженных мест поверхности модели зачищают шкуркой и
покрывают спиртовым лаком.
По мастер-модели изготовляют объемные шаблоны для кон-
троля остальной оснастки и готовой детали. Мастер-модель должна
храниться весь период изготовления детали. Рекомендуется ком-
плект штампов для деталей на всех операциях изготовлять по
одной мастер-модели и шаблонам, снятым с нее. По мастер-модели
изготовляют гипсовую модель матрицы для отливки и модель
для обработки отливки на копировально-фрезерных станках.
Мастер-модель может быть использована в качестве копира
на копировально-фрезерном станке для обработки рабочего про-
филя пуансона. Модель матрицы служит для изготовления мо-
дели, по которой делают литейную форму пуансона и производят
копировально-фрезерные работы. Ее используют также для про-
верки сварочных и контрольных приспособлений. В мелкосерий-
ном производстве модель матрицы используют и для изготовления
литейной формы для матрицы.
Мелкие модели изготовляют целиком из гипса, средние и
крупные — составными. Основание — каркас изготовляют из со-
сновых досок и брусков, а рабочую часть из гипса. Мастер-модель
укрепляют на специальной подставке, которая определяет ее
положение соответственно положению пуансона в штампе, пере-
200
вермутом на 180°. Над мастер-моделью устанавливают каркас.
Всю установку обшивают вокруг досками, а щели промазывают
густым гипсом. Мастер-модель и внутреннюю поверхность об-
шивки покрывают спиртовым лаком, что предохраняет от впиты?
вания воды из гипса и прилипания гипса, а также облегчает разъем
модели и обшивки. В пространство между мастер-моделью и
нижней поверхностью каркаса заливают гипс; через 5 мин гипс
твердеет. После некоторой выдержки снимают обшивку и осто-
рожно разъединяют модели. Рабочую поверхность гипсовой
модели матрицы зачищают и покрывают лаком. Мастер-модель
очищают от прилипшего гипса.
При изготовлении прижимного кольца используют мастер-
модель и модель матрицы. Мастер-модель с обшивкой по чертежу
вытяжного штампа и подставкой устанавливают на плиту на вер-,
тикальных стойках. Модели придают соответствующее положение
пуансона в штампе. На плиту с помощью угольника переносят
проекцию контура модели. По чертежу кольца и по проекции
контура мастер-модели изготовляют деревянный каркас. Гипсовую
модель матрицы помещают внутрь каркаса и накладывают гипс
на верхние доски каркаса до уровня верхней кромки модели
матрицы. Слой гипса выравнивают с кромкой модели линейкой.
После застывания и просушки модель прижимного кольца тща-
тельно обрабатывают, затем зачищают наждачной бумагой и
покрывают спиртовым лаком. Одновременно с изготовлением ниж-
него прижимного кольца готовят модель верхнего, которая полу-
чается как негативный отпечаток нижнего кольца. Стенки ящика
для модели верхнего прижимного кольца должны иметь очертание,
соответствующее очертаниям ящика для модели нижнего при-
жимного кольца. Ящик верхнего прижимного кольца устанавли-
вают над нижним с помощью брусьев. Щель между ящиками
закрывают досками. Гипс в жидком виде заливают через литники,
сделанные в верхнем ящике. После застывания и затвердения
гипса снимают обшивку, убирают излишки гипса и зачищают.
К моделям набивают раскосы-планки и плиты для получения
необходимых конструктивных форм по чертежу штампа.
При обработке рабочих поверхностей матрицы и пуансонов,
имеющих поверхности произвольной формы или сложное соче-
тание простых геометрических форм, применяют специальные
технологические приемы, направленные на создание эквидистант-
ных поверхностей. Рабочие поверхности крупных вытяжных фор-
мовочных пуансонов и матрицы прижимных колец обрабатывают
на копировально-фрезерных станках или на станках с ЧПУ.
Затем их проверяют и подгоняют по плоскости и пространствен-
ным шаблонам и окончательно матрицу и пуансон взаимно под-
гоняют по краске. Взаимную подгонку матрицы и пуансона про-
изводят на подгоночном прессе с помощью электрозачистной или
пневматической машинки фасонными напильниками и кругами.
При отсутствии крупногабаритных внутришлифовальных станков
201
для шлифования матриц используют токарные станки, снабжен-
ные шлифовальной головкой, установленной на суппорте станка.
При наличии фасонного контура пуансоны и матрицы можно
шлифовать профилированным кругом. Фасонные участки конт-
ролируют шаблонами. Чистовая обработка пуансонов произво-
дится шлифованием на плоскошлифовальных станках в зависимости
от профиля профилированным или непрофилированным кругом.
Закрытые матрицы шлифуют на контурно-шлифовальных станках,
или их изготовляют секционными, что позволяет шлифовать их
на плоскошлифовальных станках. Перспективным является фре-
зерование матриц с последующим шлифованием фасонных поверх-
ностей на станках с ЧПУ. При шлифовании пуансонов и матриц
исключается их взаимная подгонка.
Ниже приводится маршрутная технология изготовления
штампа на дверь кабины трактора (рис. 120).
Оснастка для изготовления рабочих деталей штампа состоит
из мастер-модели с нанесенными осевыми рисками планок,
гипсовой модели матрицы, изготовленной по мастер-модели,
и объемного шаблона, изготовленного по мастер-модели.
Рис. 120. Вытяжной штамп для прессов двойного дей-
ствия:
1*- матрица; 2 болты; 3 — нижняя плита; 4 — колонки;
5 — втулки; 6 — верхнее кольцо; 7 •— перетяжные пороги;
8 — пуансон; 9 — плита пуансона; 10 — штифты выталкивав
теля; 11 —’ секции вкладыша; 12 —* вкладыш матрицы; 13 =s
выталкиватель; 14 » направляющая втулка
202
Пуансон 8 изготовляют в следующей последовательности:
литье, разметка отливки (рекомендуется использовать коорди-
натно-разметочную машину); фрезерование основания; разметка
осевых базовых линий и отверстий под болты; сверление и наре-
зание отверстий под болты; фрезерование на копировально-фре-
зерном станке фигурной части и контура пуансона с припуском
0,3 мм и перенесение положения базовых рисок с мастер-модели
на пуансон; разметка; фрезерование (долбление) по высоте и кон-
туру; подгонка фигурной части пуансона по объемному шаблону
по краске; монтаж на плиту и установка на подгоночный стенд;
взаимная подгонка с вкладышем матрицы.
Вкладыши матрицы 12 изготовляют в следующей последо-
вательности: литье, разметка основания; фрезерование основания;
разметка наружного контура и технологических площадок;
фрезерование наружного контура и технологических площадок;
разметка осевых линий и уступов секции вкладыша; фрезерование
уступов под секции вкладыша; разметка отверстий под болты
вкладышей (через вкладыши), разметка отверстий крепления
с плитой; сверление и нарезание резьбы; сборка с термически
не обработанными вкладышами; фрезерование рабочей поверх-
ности в сборе с секциями вкладыша на копировально-фрезерном
станке по гипсовой модели; клеймение положения секций; де-
монтаж секций вкладышей; термическая обработка вкладыша;
сборка с секциями, сверление и развертывание отверстий под
штифты, сборка с матрицей и выталкивателем; установка на под-
гоночный пресс и подгонка фигурной части по готовому пуансону
по краске с помощью пневматической машинки; полирование
рабочей части.
Матрицу 1 изготовляют в следующей последовательности:
литье, фрезерование двух плоскостей; разметка рабочего кон-
тура, пазов под перетяжные ребра и отверстий под болты; свер-
ление отверстий под болты и заход инструмента; нарезание резьбы
в крепежных отверстиях; фрезерование рабочего контура с ради-
усами; фрезерование пазов под перетяжные ребра; термическая
обработка; шлифование рабочего контура и радиуса; сборка
с перетяжными ребрами; сборка с нижней плитой — крепление
болтами и штифтами.
Выталкиватель 13 изготовляют в следующей последователь-
ности: литье, разметка основания, фрезерование основания;
разметка наружного и внутреннего контуров и опорной техноло-
гической площадки; фрезерование опорных площадок, наружного
и внутреннего контуров; разметка осевых линий относительно
контура; фрезерование на копировально-фрезерном станке фа-
сонной вогнутой части с припуском 0,3 мм; сборка с матрицей,
подгонка на подгоночном прессе фигурной части по готовому пу-
ансону по краске; сверление, зенкерование и развертывание от-
верстий под направляющие колонки выталкивателя (вместе с пли-
той); разборка; запрессовка колонки в плиту; сборка с матрицей
203
я плитой; подгонка и полирование выталкивателя при отладке
штампа.
Электроэрозионная обработка наиболее эффективна при изго-
товлении сложных вытяжных штампов, например, на внутренние
кузовные детали. Применение электроэрозионной обработки со-
кращает трудоемкость в 1,5—2 раза преимущественно в резуль-
тате сокращения слесарной обработки. Электроэрозионная об-
работка применяется после черновой обработки на копировально-
фрезерных станках. Основная часть припуска, составляющего
1,5—2 мм на сторону, приходится на высоту гребешка между
строчками после копировально-фрезерной обработки; толщина
сплошного слоя при этом 0,3—0,4 мм. При фрезеровании бо-
ковые поверхности желательно обрабатывать с минимальным при-
пуском, так как снятие припуска на боковых поверхностях
значительно увеличивает время обработки.
Перспективной является электроэрозионная обработка чу-
гунных вытяжных штампов непосредственно после литья. При
электроэрозионной обработке вытяжных штампов рекомендуется
применять тонкостенные медные электроды вместо электродов
из графитированных материалов, которые оказываются слишком
тяжелыми и чрезмерно трудоемкими.
Вытяжные штампы, рабочая поверхность которых может до-
стигать нескольких квадратных метров, обрабатывают с приме-
нением многоконтурной обработки. Электроэрозионную обра-
ботку рекомендуется вести на безызносных режимах. Обработка
вытяжных штампов может производиться на станке 4726, до-
полнительно оснащенном двумя генераторами ШГИ-125-100, име-
ющими безызносные режимы. Указанный станок должен также
быть оснащен насосным агрегатом для прокачки и отсоса рабочей
жидкости. Для обработки деталей больших размеров, которые
не могут быть установлены на станке 4726, используют специаль-
ные станки.
Тонкостенные медные электроды изготовляют методом галь-
ванопластики по эпоксидной технологической модели или по дру-
гим моделям, описанным ниже.
Технологический процесс изготовления электродов методом
гальванопластики состоит из следующих операций: подготовки
модели электрода к осаждению, электролитического осаждения
слоя меди толщиной 3—3,5 мм, прокладки охлаждающих каналов,
нанесении конструкционного слоя толщиной 15—20 мм из
эпоксидной смолы со стеклотканью, разделки отверстий прокачки
и отсоса, изготовлении и монтажа несущего каркаса электрода.
Подготовка модели к наращиванию слоя меди включает окан-
товку модели медной полосой, нанесение токопроводящего и
разделительного слоев, монтаж разделительных перегородок для
получения многоконтурного электрода.
Важным этапом при изготовлении электрода методом гальвано-
пластики является нанесение токопроводящего слоя, от качества
204
которого зависит в дальнейшем работоспособность электрода.
В качестве токопроводящего слоя могут применяться серебряные
и медные пленки, получаемые химическим восстановлением ме-
талла из соответствующих растворов, а также графитированные
поверхности. Необходимо отметить, что химическое серебрение
или меднение позволяет получить более качественную токо-
подводящую пленку, чем графитирование. Однако сложность
технологического процесса химического восстановления пленок
не позволяет применять этот метод при изготовлении электродов
для вытяжных штампов.
В ЭНИМСе применяли графитирование поверхности, когда
осаждение меди на изготовленную таким образом модель велось
в сернокислом электролите реверсивным током (источник питания
ВАКГР 630/12) при плотности 3—4 А/дм2 и перемешивании
электролита сжатым воздухом. Время осаждения слоя меди тол-
щиной 3—3,5 мм составляет 450—500 ч.
Работоспособность электрода в процессе электроэрозионной
обработки обеспечивается при его изготовлении путем нанесе-
ния охлаждающих каналов, отверстий или щелей для прокачки
и отсоса. Отверстия располагают так, чтобы исключить образова-
ние застойных зон и сократить путь эвакуации продуктов эрозии.
Наличие охлаждающих каналов позволяет уменьшить толщину
медного слоя до 3 мм по сравнению с 5—6 мм при работе без
охлаждения и соответственно сократить время осаждения меди.
По окончании гальванического процесса до разъема медного слоя
от модели на нерабочую поверхность наносят слой эпоксидной смолы
со стеклотканью толщиной 15—20 мм и закрепляют каркас из де-
ревянных стоек, покрытых
эпоксидной смолой со стекло-
тканью. Для более крупных
электродов могут применять-
ся металлические стойки,
обеспечивающие ему боль-
шую жесткость и прочность.
Подгоночные прессы и
стенды. В процессе сборки
штампов и пресс-форм возни-
кает необходимость много-
кратного соединения верхней
части штампа или пресс-фор-
мы с нижней при подгонке
матрицы или пуансона. Для
этой цели используют спе-
циальные подгоночные прес-
сы для крупных штампов.
Для средних штампов приме-
няют сборочные стенды-прес-
сы (рис. 121).
в
Рис. 121. Стенд для подгонки штампов:
®8
205
Стенд состоит из нижнего стола, двух подъемных колонн и
верхнего поворотного стола с поворотным механизмом. Закреп-
ленная на плите верхняя часть штампа поворотом стола может
быть установлена в удобное положение для подгонки. Пуансон
или матрицу подгоняют электрическими или пневматическими
шлифовальными машинками. К стенду пристраивают радиально-
сверлильный станок. Комбинация пресса радиально-сверлиль-
ным станком позволяет выполнять непосредственно на стенде
всю слесарную обработку и сборку на одном рабочем месте.
На заднем конце траверсы радиально-сверлильного станка имеется
устройство для подъема и снятия штампа со стола. Для испыта-
ния и наладки мелких штампов и пресс-форм используют пере-
движной стенд-пресс с подъемной и поворотной верхней плитой.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАСТМАССОВЫХ ШТАМПОВ
Пластмассы применяют для изготовления пуансонов, рабочих
частей штампов, матриц, вытяжных и гибочных штампов, съем-
ников, выталкивателей, прижимов и для укрепления элемен-
тов конструкции штампов между собой. Пластмассы применяют
также в рабочих частях штампов, имеющих сложные контуры,
когда необходима сложная подгонка отдельных частей штампов
между собой при изготовлении их из металла. Не рекомендуется
изготовлять из пластмасс режущие элементы вырубных штампов,.
Трудоемкость изготовления штампов с применением пластмасс
на 20—50% меньше трудоемкости изготовления металлических
штампов. Стойкость штампов на основе эпоксидных смол ниже
стойкости штампов из стали, но значительно выше стойкости
штампов из цинковых сплавов. Особенно эффективно применение
пластмасс при изготовлении штампов для деталей, изготовля-
емых небольшими сериями.
При изготовлении оснастки из пластмасс применяют литье,
прессование, выклейку, напыление. Наиболее сложным в техно-
логическом отношении является изготовление элементов кон-
струкции, связанных с образованием рабочих поверхностей.
Для их выполнения используют модели, макеты поверхностей и
эталонные детали. В этом случае рабочая поверхность может
быть получена снятием слепков. Такой метод изготовления ос-
настки называют макетным. Если же рабочая поверхность штампа
получается путем наложения пластмасс между шаблонами кон-
тура сечения с последующей механической обработкой с бази-
рованием формующего или режущего инструмента по кон-
турам шаблонов, такой метод называют безмакетным. В качестве
макета используется эталонная деталь, модели из гипса и других
материалов, пуансон или матрица, контрмакеты из пескоклеевой
массы и др.
В настоящее время существуют различные методы изготовле-
ния штампов из пластмасс: изготовление штампов с различными
206
наполнителями, облицовка металлических штампов пластмассами,
изготовление отдельных элементов штампов из пластмасс с уста-
новкой их в металлические плиты, армирование металлической
оснастки пластмассами, закрепление металлических частей штам-
пов пластмассами.
Для повышения стойкости пластмассовых штампов НИИавто-
пром разработал метод металлизации рабочих частей штампов.
Сущность этого метода заключается в изготовлении тонкостенной
(0,5—0,75 мм) оболочки рабочей поверхности штампа из высоко-
углеродистой стали или никель-хромо-молибденового сплава и
соединения ее с помощью пластмассы с пескомассовым каркасом.
Технология металлизации состоит в следующем. Изготов-
ляют две одинаковые гипсовые формы. На одну из форм, обра-
ботанную разделительным составом, с помощью высокочастот-
ного металлизатора типа МВ4-2 напылением наносят слой ме-
талла толщиной 0,5—0,75 мм. Металлизация проводится при
следующем режиме: напряжение высокой ступени 9—9,5 кВ,
анодный ток 2—2,5 А, подача проволоки 0,6 м/мин, давление
сжатого воздуха 6 кгс/см2. По второй форме обычным способом,
описанным ранее, изготовляют пескомассовый каркас и покрывают
его эпоксидной композицией. На остывшую металлизованную
поверхность оболочки корпуса наносят также слой эпоксидной
композиции. Затем пескомассовый корпус извлекают из второй
формы, устанавливают в опоку над формой и нанесенным на нее
металлическим покрытием и слоем пластмассы. Через литьевые
каналы в зазор между пескомассовым каркасом, покрытым пласт-
массой и металлической оболочкой, заливают эпоксидную компо-
зицию. После отверждения (при комнатной температуре) извле-
кают из формы армированную деталь.
Металлизации могут подвергаться рабочие поверхности мат-
рицы, пуансоны, прижимы вытяжных, формовочных и гибоч-
ных штампов. Стойкость металлизованных штампов намного выше
стойкости обычных пластмассовых.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ШТАМПОВ
Заготовки для штампов. Вырубные штампы изготовляют из
сплавов ВК15, ВК20 и ВК25, вытяжные штампы с малым обжа-
тием из сплавов ВК6 и ВК8. При глубокой вытяжке и больших
обжатиях матрицы рекомендуется изготовлять из сплавов ВКЮ
и ВК15. При недостаточном натяге при запрессовке матрицы
в обойму рекомендуется твердый сплав ВК20 и ВК25. Заготовки
для деталей штампов и пресс-форм изготовляют в виде стандарт-
ных плит, стержней или по форме детали. Заготовки могут быть
пластифицированными, окончательно спеченными, полуспечен-
ными и изготовленными способом горячего прессования. Пласти-
фицированные заготовки получают после предварительного спе-
кания спрессованных заготовок при температуре 600—700° С.
207
В качестве пластификатора применяют парафин (до 7%). Пласти-
фицированным заготовкам придают соответствующую форму и
размеры (близкие к чертежным) механической обработкой обычны
твердосплавным режущим инструментом, но с увеличенными
передними и задними углами (у — 10-И 5°, а = 204-30°) при
скорости резания V = 50 ч-150. м/мин и малых подачах.
Вследствие низкой прочности пластифицированных заготовок
при их закреплении необходимо применять меры предосторож-
ности. Детали, изготовленные из пластифицированных заготовок,
окончательно спекают при температуре 1350—1400° С в атмо-
сфере водорода. Заготовки при окончательном спекании дают
значительную усадку. При расчете линейных размеров заготовки
до спекания учитывается величина усадки (18—30% в зависимо-
сти от марки сплава) и величина припусков, снимаемых до и после
спекания. Размеры заготовки можно определить по формуле
Л^и + cu^G,
где А — окончательный линейный размер детали; С — сумма
припусков и допусков после спекания; Сг — сумма припусков
и допусков до спекания; Д — коэффициент усадки (обычно зада-
ется поставщиком в сертификате на партию).
Ориентировочно коэффициент усадки принимается в зависи-
мости от содержания кобальта в твердом сплаве.
Сплав............... BKS	ВК8	ВК15	ВК20
К.................... 1,19	1,20	1,25	1.28
При построении технологического процесса изготовления де-
тали из пластифицированных заготовок поверхности, являющиеся
базовыми, до спекания используют как базовые после спекания.
Полуспеченные заготовки получают предварительным спеканием
прессованных заготовок при температуре 900—1000° С, вследствие
чего они имеют большую твердость, чем пластифицированные.
Полуспеченные заготовки обрабатывают шлифовальными кру-
гами из карбида кремния. Преимущество полученных заготовок
перед спеченными — в возможности вести шлифование с большими
режимами, не опасаясь образования дефектного слоя в виде тре-
щин. После шлифования полуспеченные заготовки окончательно
спекают при температуре 1350—1450° С. Так же как и для пласти-
фицированных заготовок, должна учитываться усадка размеров
при спекании. При серийном производстве штампов используют
окончательно спеченные заготовки, изготовленные в специаль-
ных пресс-формах по форме готовой детали с припуском 0,2—
0,3 мм на сторону. Широко используются стандартные спечен-
ные заготовки в виде круга или пластин.
Для изготовления беспористых крупных заготовок массой
до 50 кг применяют горячее прессование в графитовых пресс-
формах при температуре 1300—1500° С под давлением 70—
208
150 кгс/см2. Нагрев производится электротоком, проходящим
через пресс-форму. При определении размеров заготовки, полу-
чаемой горячим прессованием, необходимо учитывать повышенный
дефектный слой (0,5—0,7 мм на сторону). Выбор способа полу-
чения заготовок зависит от партии деталей и сложности рабочих
поверхностей. Величина припуска на обработку твердосплавных
деталей штампов зависит от методов изготовления и предваритель-
ной обработки. Применение пластифицированных заготовок после
их механической обработки позволяет оставлять припуск после
спекания в зависимости от размеров заготовки: от 0,2 мм для за-
готовок малых размеров и до 1 мм для заготовок больших размеров
и сложной конфигурации. При прессовании заготовок в специаль-
ных пресс-формах припуск может быть снижен до 0,2—0,3 мм.
Ориентировочно припуск для обработанных пластифициро-
ванных заготовок: на предварительную обработку 0,2—0,3 мм,
на окончательную алмазную обработку 0,05—0,08 мм. Припуск
на предварительную обработку для спеченных заготовок 0,3—
0,5 мм; припуск для пластифицированных стандартных заготовок
0,2—1 мм. Для изготовления биметаллических заготовок реко-
мендуется диффузионная сварка [27 ].
Технологический процесс изготовления деталей твердосплав-
ных штампов зависит от формы детали и характера заготовки.
Детали, изготовленные из пластифицированных заготовок, об-
рабатывают металлорежущим инструментом, детали из полуспе-
ченных заготовок — абразивными кругами, детали из спечен-
ных заготовок — абразивными кругами из карбида кремния,
алмазными кругами или электрофизическими методами обработки,
а также инструментом из эльбора-Р. При обработке вставок из
сплавов ВК15, ВК20 и ВК25 возможно вести- шлифования алмаз-
ными кругами применять точение резцами из эльбора-Р, при этом
производительность увеличивается с 40—100 мм3/мин при шлифо-
вании до 70—600 мм8/мин при обработке резцами из эльбора-Р
и 200—900 мм8/мин при обработке резцами АСПК.
Стойкость резцов зависит от содержания кобальта в сплаве
и возрастает по мере увеличения содержания кобальта и значи-
тельно снижается по мере увеличения скорости резания и в мень-
шей степени с увеличением подачи. При v — 20 м/мин,.$ =
0,07 мм/мин и t — 0,1 мм стойкость при обработке сплава ВК25
составляет 18 мин, стойкость резцов из АСПК выше, однако
их труднее затачивать. Применение резцов из эльбора-Р и АСПК
способствует упрощению технологического процесса (в ряде
случаев механическая обработка может выполняться полностью
на токарно-винторезных станках). Обработка вставок на токарно-
винторезных станках производится без охлаждения. Шерохо-
ватость поверхности Ra — 0,32-5-0,63 мкм, точность обработки
достигает 2-го класса (7 квалитета).
Геометрические параметры заточки для резцов из эльбора-Р:
V — 15-5-25°, а = 10-г-12°, г — 0,5 1,5 мм; для резцов из АСПК:
209
у — 15 4-20°, а= 10-4-12°, г = 0,54-0,7. Резцы из альбора-Р
затачивают кругами АСВ 100/80—50/40 Бх100% без охлаждения,
а резцы из АСПК кругами АСВ 100/80—50/40 ТО2 150% с приме-
нением в качестве СОЖ водного содового раствора. После заточки
производится доводка чугунными дисками, шаржированными ал-
мазным порошком АСМ 40/28—28/20. Возможна доводка резцов
из эльбора-Р алмазными кругами АСМ 40/22 Бх 100%.
Электроискровую обработку применяют преимущественно для
прецизионной обработки небольших деталей, а также для обра-
ботки глухих и сквозных отверстий, замкнутых контуров, пазов,
вырезки фасонных контуров, твердосплавных гибочных и выруб-
ных штампов, обработки малых отверстий (диаметром 0,3 мм),
а также для электроискрового шлифования твердосплавных де-
талей. Известны два технологических способа осуществления
электроискровой обработки металлов: профилированным и непро-
филированным электродами-инструментами. В первом случае на
деталь последовательно переносится геометрическая форма и
размер инструмента, с помощью которого он обрабатывается.
Обработка производится на копировально-прошивочных станках.
Наибольшее распространение имеют универсальные электро-
искровые копировально-прошивочные станки 4В721, 4Д721 и по-
вышенной точности 4Д722В. Электроискровая обработка про-
изводится прямым и обратным копированием. При прямом ко-
пировании электрод-инструмент располагается над обрабатыва-
емой деталью. Обычно этот прием применяется для обработки мат-
риц и отверстий, пазов в других деталях. При обратном копиро-
вании электрод располагается под деталью. Этот прием обычно
применяется для изготовления пуансонов. Обратное копирование
эффективно применять для улучшения условий процесса электро-
искровой обработки и для обеспечения эквидистантности рабочих
профилей матрицы и пуансона. Механической обработкой или
другим способом изготовляют электрод-инструмент, которым
обрабатывают матрицу и электрод-инструмент для обратного
копирования пуансона. Основными операциями метода обратного
копирования являются изготовление пакета из пластинчатых
электродов, в которых выполняют окна соответствующих размеров
и конфигураций; обработка пальцевого электрода для изготовле-
ния матрицы; изготовление пуансона; прошивка матрицы паль-
цевым электродом. Равномерность сопряжения матрицы и пуансона
достигается благодаря изготовлению пуансона и электрода для
прошивки матрицы пластинчатым электродом методом обратного
копирования. Рабочие зазоры образуются в результате регули-
рования электрических режимов во время изготовления пуансона,
пальцевого электрода и матрицы.
Для изготовления пластинчатых электродов рекомендуется
применять специальный высокостойкий медно-вольфрамовый сплав
марки АВМ. На рис. 122 представлены номограммы для опреде-
ления величины электроискрового зазора [3J.
210
Рис. 122. Номограммы для определения величины электроискрового зазора:
а — при прямой прошивке; б — при обратной прошивке; сплошные линии — для мате-
риалов латунь— твердый сплав; штриховые линии — для материалов ABM — ВК15;
штрихпунктирные линии — для материалов АВМ — латунь
Материалом для электродов служат латунь, медь, графит
или медно-графитовая композиция, алюминий и его сплавы,
чугун. При изготовлении прецизионных штампов находит приме-
нение вольфрам. По размерам профилированные электроды из-
готовляются с точностью не меньшей, чем само отверстие. Для
чистовой обработки электроды рекомендуется изготовлять по
точности на класс выше, чем точность обрабатываемой детали.
При электроискровой обработке профилированным электродом-
инструментом необходимо учитывать вымывания продуктов эрозии
из межэлектродного промежутка, для чего электроды-инструменты
изготовляют полыми с подачей жидкой диэлектрической среды
(керосина-бензина) через полость. Для вымывания продуктов эро-
зии в ряде случае в обрабатываемой детали изготовляют техноло-
гическое отверстие. Конструкция электродов-инструментов в за-
висимости от конфигурации и размеров рабочих полостей, числа
изготовляемых деталей и других конкретных условий бывает
различная. Электроды могут быть получены резанием, штампов-
кой, прессованием, электроэрозионной обработкой. Шерохова-
тость поверхности и производительность процесса зависят от ре-
жимов обработки, которые разделяются на жесткие, средние,
мягкие и характеризуются съемом металла, шероховатостью по-
верхности и точностью обработки (табл. 14).
При работе на высокочастотной электроискровой установке
с применением кратковременных импульсов малой энергии и
малой мощности при большой частоте следования удается повы-
сить производительность, при этом шероховатость поверхности
/?а = 0,63 -е-1,25 мкм. При электроимпульсной обработке дли-
тельность импульса составляет 1000 мк-с, шероховатость поверх-
ности Rz > 20 мкм.
211
2
Рис. 123.Схема вырезания
деталей на станке 4531
Таблица 14
Режимы электроискровой обработки
Режим	Емкость кон- денсатора, мкФ	Размеры лунки		
		диа- метр, мм	глу- бина, мм	объем. мм8
Жесткий .....	400	1,20	0,033	0,025
Средний .....	10	0,25	0,020	0,0005
Мягкий		1	0,1	0,015	0,000078
Непрофилированным электродом (про-
волокой) можно резать детали и выре-
зать фасонный профиль. Наибольшее рас-
пространение получили станки 4531,4531П
и 4532. На рис. 123 показана схема элек-
троискрового станка с электроконтактной
самонастраивающейся копировальной си-
стемой, предназначенной для вырезания
электродом-проволокой по копиру деталей,
сложноконтурных рабочих элементов вы-
рубных и некоторых типов гибочных
штампов, высадочных матриц, резьбовых
гребенок, фасонных резцов и др. На станке можно изготовлять из
одной заготовки без какой-либо доводки точно сопрягаемые де-
тали со строго параллельными поверхностями и равномерным
зазором. Точность обработки 0,003—0,005 мм, шероховатость по-
верхности Ra = 0,32-ь2,5 мкм, производительность 1—10 мм2/мин,
толщина обрабатываемой детали до 30 мм.
Технологический процесс вырезания деталей электродом-про-
волокой заключается в следующем. Латунная или медная прово-
лока 5, пропущенная через предварительно образованное в за-
готовке отверстие, перематывается с катушки 2 через ролики 4
на катушку /. Одновременно обрабатываемая заготовка 5 пере-
мещается по копиру 6, При перемещении заготовки относительно
электрода-проволоки последняя вырезает деталь требуемого кон-
тура. На установке без применения копира можно вырезать
детали прямоугольного контура и с помощью приспособления
вырезать и шлифовать по окружности.
Диаметр проволоки выбирают, исходя из требований к вели-
чине зазора с учетом межэлектродного промежутка по принятому
режиму работы. При изготовлении деталей-штампов с замкнутым
контуром матрицу изготовляют составной или проволоку под-
водят к копиру через прошитое отверстие на границе двух выре-
заемых деталей. В отверстие затем вставляют твердосплавную
вставку для вырубки технологического знака.
212
Рис. 124. Последовательность изготовления гибочного штампа:
а — подгонка твердосплавной заготовки к пуансонодержателю и матри-
цедержателю; б — вырезка пуансона и матрицы; в — сборка пуансона
и матрицы с пуансонодержателем и матрицедержателем
На рис. 124 показана последовательность изготовления ги-
бочного штампа из целой заготовки. Твердосплавную заготовку
1 подгоняют к пуансодержателю 2 и матрицедержателю 4, которые
закрепляют на нижней плите 5 и на верхней плите 5. Затем за-
готовку 1 демонтируют и на электроискровом станке с помощью
электродной проволоки 8 и копира 7 (прикрепленного через элект-
роизоляционную прокладку 6 к заготовке 1) вырезают пуансон 9
и матрицу 10. Пуансон и матрицу устанавливают и соединяют
с пуансонодержателем и матрицедержателем и монтируют на плите.
При изготовлении вырубных штампов, у которых пуансон
имеет утолщение, матрицу изготовляют вырезанием рабочего
контура на станке с проволочным электродом, а пуансон методом
обратного копирования (рис. 125). В качестве шаблона для из-
готовления матрицы (при достаточно широких допусках на де-
таль 0,2 мм) может быть использована вырубка при штамповке
детали, а в качестве электрода для обратного копирования пуан-
сона может быть использована готовая деталь. В тех случаях,
когда штамп изготовляется впервые или требуется более высокая
точность, в качестве копира применяют специальный шаблон, по
которому вырезают матрицу и электрод для обратного копирова-
ния пуансона. Использование одного шаблона обеспечивает точное
совпадение размеров пуансона и матрицы. Размер шаблона
(рис. 126, а) для изготовления матрицы рассчитывают по формуле
(для охватывающего контура шаблона берется знак—, для охва-
тываемого знак +)
4Ш = Ам [2 (а Rz0 —	~f~ Т1) + 6ш буст 4" SCT],
где Ам — размер матрицы, получаемой по шаблону; а — зазор
на сторону между деталью и инструментом на выходе проволоки;
Rzq — высота неровностей после обработки непрофилированным
электродом; /?гд — высота неровностей после удаления изменен-
ного слоя и шероховатостей; Г—глубина измененного слоя;
бш — погрешность изготовления; 6уст — погрешность установки;
SCT — погрешность станка [42].
213
Рис. 125. Последовательность изготовления электродов-инстру-
ментов и рабочих частей вырубных штампов с помощью обратного
копирования и вырезания контура непрерывно движущейся про-
волокой:
а — шаблоны; б — изготовление электродов-инструментов для гру-
бой обработки пуансона методом обратного копирования; в — то же, для
чистовой обработки; г — изготовление твердосплавного пуансона мето-
дом обратного копирования; д — изготовление матрицы непрерывно
движущейся проволокой; е — режущие элементы штампа в сопряжен-
ном виде; 1 —- отход штампуемого материала; 2 — вырубленная де-
таль; 3 — латунные пластины-электроды; 4 <— проволока-электрод;
5 — пуансон; 6 матрица
При вырезании матрицы и пуансона непрофилированным
электродом-проволокой одновременно из одной заготовки зазор
между ними может быть получен за счет ширины паза. В каче-
стве задающего элемента для изготовления пуансона использу-
ется контур окончательно обработанной матрицы. Когда зазор
между пуансоном и матрицей меньше диаметра проволоки, при-
меняют специальные приемы для получения заданного равномер-
ного зазора. Пуансон может быть вырезан по специальному ша-
блону с учетом зазора. Для достижения максимальной эквидистант-
ности профилей матрицы и пуансона рекомендуется по изготовлен-
ной матрице на станке проволокой вырезать контршаблон
(рис. 126, б), а затем по контршаблону вырезать шаблон, по ко-
торому изготовлять пуансон (рис. 126, в). Размер контршаблона
Лк — Аы ± 2 (dnpi 4- аг),
где Ям — размер матрицы; dnp, — диаметр проволоки при из-
готовлении контршаблона; aL — межэлектродный зазор.
Размер шаблона, изготовляемого по контршаблону,
Яш = Ак 2 (dnp2 4- й2).
Размер пуансона отличается от соответствующих размеров
шаблона на удвоенную разность между шириной паза и величиной
межэлектродного зазора
Яш = Яп zt 2 (&з — flj),
214
где Ап — размер пуансона после вырезки
непрофилированным электродом; а3 — меж-
электродный зазор при изготовлении пуан-
сона; Ь3 — ширина паза при изготовле-
нии пуансона, которая может быть выра-
жена через диаметр проволоки dnp2, зазор
и толщину заготовки h и угол наклона
проволоки ф; b3 = dnp& + 2а3 — 2h tg ср.
Изменяя диаметр проволоки, можно
получить любые заданные зазоры между
матрицей.
Известен другой метод получения со-
пряжений пуансона и матрицы с по-
мощью химического никелирования ко-
пира. На электроискровом станке 4531 или
4532Ф вырезают несколько стальных копи-
ров. Затем по одному копиру на станке
4531 вырезают пластинчатый электрод из
сплава АВМ для изготовления обратной
прошивкой пуансона. Другой копир нике-
лируют для получения требуемого рабо-
чего зазора при последующей обработке
по нему на станке 4531 матрицы. При
определении величины слоя никеля учи-
тывают припуск на доводку матрицы
0,03 мм и межэлектродный зазор. Для
Рис. 126. Сопряжение пу-
ансона с матрицей с помо-
щью контршаблона на ста-
нке с непрофилированным
электродом:
химического никелирования применяют
раствор (г/л): никель сернокислый 20,
гипофосфит натрия 20, янтарная кислота
4,3, едкий калий 2,95. Температура раст-
вора 92—98° С. Скорость осаждения ни-
1 — проволока-катод; 2 —
контршаблон; 3 — изоляци-
онный слой; 4 — матрица;
5 — заготовка шаблонов для
изготовления пуансона; 6 —
пуансон
келя 0,005 мм/ч. При выборе метода обработки сопряженных
деталей необходимо учитывать, что методы обратного копирова-
ния и химического никелирования позволяют изготовлять пуансо-
ны с короткой рабочей частью и минимальным радиусом пере-
хода от рабочей части к державке.
Матрицы, окна которых ограничены кривыми линиями либо
имеют криволинейные участки не более 10 X 10 мм, изготавливают
на электроэрозионном проволочном станке, а пуансоны методом
фотокопирования или электроискрового отпечатка. Фотокопи-
рование — это метод шлифования фасонного твердосплавного
пуансона алмазными кругами на оптико-шлифовальном станке
с экраном. Фотокопирование производится по чертежу на кальке,
выполненному с фотографии матрицы, полученной на этом же
станке. Матрицу, изготовленную непрофилированным электродом-
проволокой или другим способом, используя оптику станка 395М1,
фотографируют с увеличением в 50 раз. Фотографируемое окно
проектируют на экран. На экране помещают лист пленки ФГ-11
215
или ФГ-30, тыльная сторона которой закрыта черной бумагой.
Нижний осветитель включают на 5 мин. После обработки
с пленки снимают кальку и по ней шлифуют пуансон.
Алмазное шлифование обеспечивает высокую производитель-
ность, точность (1— 2-го класса) и шероховатость поверхности
(Ra = 0,02 4-0,63 мкм). Алмазное шлифование можно применять
для изготовления почти всех деталей оснастки, за исключением
цельных матриц с закрытыми контурами рабочих окон и глухих
фасонных отверстий. После алмазного шлифования объем до-
водочных работ минимальный, а в некоторых случаях алмазные
круги применяют для окончательной обработки. Алмазные круги
изготовляют по ГОСТ 16168 — 70, они характеризуются видом
связки, зернистостью и концентрацией алмазов. Алмазные круги
изготовляют на металлической пористой, органической, керами-
ческой и металлогальванической связках. Эффективность ис-
пользования алмазных кругов зависит от правильно выбранной
зернистости связки и концентрации алмазов. Зернистость ал-
мазного круга выбирают в зависимости от требуемой шерохова-
тости поверхности обрабатываемой детали (табл. 15).
Алмазные круги на металлической связке применяют при
обработке со снятием больших припусков и необходимости обес-
печения высокой размерной стойкости инструмента. Круги на
металлических связках более склонны к засаливанию и требуют
при работе охлаждения.
Металлические связки изготовляют из различных компози-
ций на основе меди, олова, железа, алюминия, никеля, цинка
и других металлов. Наибольшее распространение имеют связки
типа оловянистой бронзы с различными добавками. В качестве
наполнителя применяют высокотемпературные твердые смазки,
глинозем и др. Круги на связках МО13, МВ1, МО4, МСЗ, МС6
и другие обладают высокой стойкостью, повышенной режущей
способностью и могут работать без охлаждения. В качестве орга-
нических связок с порошками АСО, АСР (обычными и металли-
зированными) АСМ используются синтетические фенолформаль-
дегидные смолы и композиции на их основе. Круги из синтетиче-
ских алмазов на органической связке отличаются высокой режу-
щей способностью и малой температурой в зоне шлифования.
Они дают возможность получить минимальную шероховатость
обработанной поверхности и являются наиболее универсальными,
так как применяются как при чистовой, так и при черновой обра-
ботке деталей и могут работать с охлаждением и без охлаждения.
Однако удельный расход алмазов в кругах на органической
связке значительно выше, чем в кругах на металлической связке.
Поэтому круги на органических связках применяют в основном для
выполнения чистовых и доводочных операций со съемом неболь-
ших припусков и при необходимости работать без охлаждения.
Наибольшей износостойкостью обладают круги на связке Б2,
используемые для профильного шлифования. Круги на керами-
216
Таблица 15
Режимы при шлифовании алмазными кругами (данные ВНИИалмаза)
Шлифо- вание	Шерохо- ватость, мкм	Зерни- стость круга	Связ- ка	Припуск на обра- ботку, мм	Режим обработки		
					ско- рость кру- га, м/с	про- дольная подача, мм/ход	подача на глубину, мм
Плоское	1,25— 1	100/80— 80/63	м	0,1—0,2	20—30	5,0	0,04
	0,63— 0,5	80/63— 63/50	м	0,1—0,2	20—30	4,0	0,03 '
	0,32- 0,25	63/50— 50/40	О	0,05- ОЛ	25—35	3,0	0,02—0,03
Наруж- ное	0,65— 0,5	80/63— 63/50	м	0,1—0,2	20—30	0,5	0,0075— 0,01 на три хода
	0,32— 0,25	63/50— 50/40	О	0,05- ОЛ	30—35	0,5	0,075—0,01 на пять хсдов
Круг- лое	1,25— 1,0	100/80— 80/63	м	0,1—0,2	10—25	0,5	0,075—0,01 на два хода
Внут- реннее	0,63- 0,5	80/63— 63/50	м	0,1—0,2	10—25	0,4	0,005— 0,0075 на три хода
	0,32— 0,25	63/50— 50/40	О	0,05- ОЛ	15—20	0,4	0,005— 0,0075 на пять ходов
Про- фильное	1,25— 1,0	100/80— 80/63	м	0,1—0,2	20—25	1,0—1,5	0,02-0,03
	0,63— 0,50	80/63— 63/50	м	0,1—0,2	20—25	1,0—1,5	0,02—0,03
	0,32— 0,25	65/50— 50/40	О	0,5-1,0	20—25	1,0—1,5	0,01—0,02
Примечание. М — металлическая связка; О — органическая связка.
ческой связке Ki применяют для одновременного шлифования
твердого сплава и конструкционной стали.
Марки алмазов необходимо выбирать в полном соответствии
с характером выполняемой работы и связкой круга: АСО зерни-
стостью 50/40—160/125 и АСМ зернистостью 60/40—10/7 в инстру-
ментах на органической связке для чистовых и доводочных ра-
бот; АСР, АСРМ зернистостью 63/50—250/200 и АСОМ 50/40—
160/125 на органической связке для шлифований мелкоразмер-
ного инструмента; АСР зернистостью 63/50—250/200 на металли-
ческой и керамических связках для предварительной и чистовой
обработки; АСВ и А 80/63—400/315 на металлических связках
для работы с повышенными удельными нагрузками; микропо-
217
рошки АСМ зернистостью 1/0—60/40 для притирочных и дово-
дочных операций.
Зернистость кругов выбирают в зависимости от шероховатости
поверхности и требуемой производительности. С увеличением
зернистости повышается производительность обработки, снижа-
ется удельный расход алмазов, но увеличивается шероховатость
обработанной поверхности. С уменьшением зернистости алмазов
уменьшается шероховатость поверхности, но снижается произ-
водительность обработки и возрастает расход алмазов. Особенно
резко снижается режущая способность кругов и повышается
удельный расход алмазов при работе кругами зернистостью
60/40—50/40 и ниже.
Для достижения шероховатости Ra = 0,164-0,63 мкм реко-
мендуются круги АСР 125/100—80/63 на металлической и кера-
мической связках или АСО 160/125—100/80 на органической
связке. Для достижения шероховатости Ra — 0,084-0,32 мкм
рекомендуются круги АСР 80/63—50/40 на металлической и кера-
мической связках или АСО 100/80—50/40 на органической связке,
для шероховатости Ra = 0,04 4-0,16 мкм круги на органической
связке АСО 50/40—АСМ 60/40, для шероховатости Ra = 0,02 4-
4-0,08 мкм круги АСМ 40/28—14/10.
Концентрация алмазно-абразивного инструмента определяет
его режущие свойства, срок службы и производительность обра-
ботки. С увеличением концентрации повышается режущая спо-
собность и стойкость кругов на органической связке и способность
сохранять первоначальную форму, поэтому для чистового шли-
фования и доводки рекомендуются круги на органической связке
100-и 150%-ной концентрации, а для профильного шлифования —
150—200 %-ной концентрации алмазов, для предварительного
шлифования — круги на металлической связке со 150- и 100%-ной
концентрации.-Для кругов на керамической связке Ki оптималь-
ным является 100%-ная концентрация. При малом объеме шли-
фовальных работ и небольшом расходе алмазного инструмента
можно применять круги 50 %-ной концентрации алмазов. Режимы,
применяемые при алмазном шлифовании, должны обеспечивать
минимальный износ алмазных кругов, высокую производитель-
ность шлифования и отсутствие дефектного слоя. Скорость ал-
мазного круга должна быть не ниже 25 м/с.
Значительное повышение производительности и улучшение
качества твердосплавных пуансонов и матриц достигается алмаз-
ным глубинным шлифованием. Рекомендуются шлифование кру-
гами АСР 100/80—125/100 МО4 100%; скорость круга 20 м/с.
Поперечная подача соответствует припуску 0,3—1,2 мм/дв. ход;
продольная подача составляет 0,3—0,7 м/мин. В качестве СОЖ
применяют 3%-ный содовый раствор. При шлифовании торцом
чашечного круга рекомендуется использовать круг с заборным
конусом 10—15%.
218
При обработке твердосплавных деталей рекомендуется при-
менять шлифовальные круги, у которых на периферии чередую-
щиеся выступы и впадины. Длина выступов ориентировочно
применяется равной длине впадины при работе с охлаждением.
Температура и сила резания при шлифовании прерывистыми аб-
разивными и алмазными кругами снижается на 30—40%. При
шлифовании прерывистыми кругами даже при повышенных в 2—•
3 раза режимах резания исключается появление шлифовочных
трещин. Прерывистые абразивные круги изготовляют прорез-
кой пазов на рабочей поверхности обычных абразивных кругов.
Применяют также сборные круги, собранные на металлической
планшайбе.
Фасонные поверхности в настоящее время обрабатывают пре-
имущественно непрофилированными алмазными кругами в при-
способлениях и на профилешлифовальных станках (табл. 16).
Фасонные шлифовальные круги могут быть получены прессо-
ванием в пресс-формах, гальванопластикой и профилированием.
Применяется также шаржирование фасонным валиком алмаз-
ного порошка в незатвердевшую поверхность связки, состоящей
из порошкообразного металла с синтетической смолой, или ал-
мазов в диск из цветных металлов.
При изготовлении фасонных деталей оснастки наибольшее
распространение получило применение алмазных кругов стандарт-
ных профилей с последующим профилированием. Применяют три
основных способа воздействия на алмазносный слой: тепловой
(электроэрозионный), химический (электрохимический или трав-
лением), механический (абразивный, фасонное точение, пласти-
ческой деформацией).
Профилирование алмазных кругов на металлической связке
эдектроэрозионным методом производится с применением специ-
альных импульсных генераторов и генераторов постоянного тока
при восстановлении режущих свойств или профиля стандартных
кругов. Электроэрозионное профилирование может осуществляться
Таблица 16
Рекомендуемые режимы профильного шлифования деталей
из твердых сплавов на профилешлифовальном станке 395М1
Шероховатость поверхности На, мкм	Характеристика круга		Режим шлифования 1	
	Концентра- ция, %	Связка	Поперечная подача, мм/дв. ход	Глубина, мм
0,63—1,25	100—150	Ml	0,01—0,02	0,2—0,3
0,32—0,63	100		0,005—0,01	0,2—0,3
0,16—0,32	500—100	Б2	0,005—0,01	0,1— 0,2
1 Скорость круга 25 мм/с, продольная подача 45—85 мм/дв. ход.
219
Рис. 127. Профилирование алмазных кругов:
/ — алмазный круг; 2 — изоляция; 3 — электролит; 4 — электрод-инстру-
мент; 5 — резец
по двум схемам. По первой схеме алмазный круг обрабатывают
профилированным дисковым электродом-инструментом, профиль
которого образуется и восстанавливается механическим обтачи-
ванием фасонным резцом (рис. 127, а) либо резцом, имеющим дви-
жение по эквидистанте (рис. 127, б). Электроды рекомендуется
изготовлять из специального графита марки ЭЭГ или ЭЭПГ.
По второй схеме (рис. 127, в) алмазный круг обрабатывают не
профилированным электродом-инструментом с продольной по-
дачей, совпадающей с заданным профилем круга. В качестве
электрода-инструмента применяется диск, стержень или непре-
рывно перематывающаяся проволока (рис. 127, г). Вторая схема
рекомендуется для профилирования алмазных кругов прямого
профиля, а также кругов, профиль которых может быть получен
прямолинейным движением электрода-инструмента.
Электрохимическим методом правят круги при электроалмаз-
ном шлифовании для восстановления режущих свойств, а также
при профилировании алмазных кругов с несложным профилем.
Электрохимическое профилирование рекомендуется применять
на станках, приспособленных для электроалмазного шлифования.
230
Абразивная правка алмазных кругов является широкоуни-
версальным и практически наиболее эффективным методом правки
кругов на бакелитовой связке. Применяется также абразивное
профилирование алмазных кругов на металлической связке.
Профилирование фасонных алмазных кругов осуществляется
с продольной подачей, направленной по линии, совпадающей
с профилем обрабатываемой поверхности. Этот способ применя-
ется в тех случаях, когда продольное движение абразивного
круга образует на поверхности алмазного круга профиль, анало-
гичный траектории его движения. Практически это возможно
на кругах с прямым выпуклым или вогнутым профилем.
Получение сложных профилей возможно способом двойного
копирования при поперечном движении абразивного круга.
Шлифовальный абразивный круг профилируют накатным роли-
ком или с помощью копировального приспособления.
Применение любых способов абразивной обработки алмаз-
ных кругов сопровождается большим износом инструмента, что
усложняет получение высокой точности профиля. При фасонной
обработке алмазных кругов необходимо применять более твердые
и крупнозернистые абразивные круги. Профилирование круга
целесообразно проводить при попутном шлифовании с минималь-
ным относительным скольжением кругов. При возможности ре-
комендуется применять охлаждающую жидкость, которая сни-
жает теплонапряженность и способствует лучшей эвакуации от-
ходов. В качестве охлаждающей жидкости может быть использо-
ван 3%-ный раствор эмульсола ЭВ.
Фасонный профиль алмазного круга на металлической связке
может быть получен методом пластической деформации. Профи-
лирующий инструмент — фасонный ролик при взаимном вращении
с алмазным кругом вдавливается в алмазоносный слой и, деформи-
руя связку, придает ему требуемый профиль. При накатывании
кругов алмазные зерна вдавливаются в связку и располагаются
по линии профиля накатки. Отклонение профиля накатанного
круга не превышает 0,005—0,03 мм для линейных размеров и
5—10' для угловых и зависит в основном от точности и жесткости
системы СПИД, на которой производится процесс накатки.
Наибольшую пластичность имеют связки на основе бронзы
(МО7, МС7, Ml и др.). Рекомендуются следующие режимы на-
катки: частота вращения алмазного круга диаметром 300 мм
12,5 об/мин; поперечная подача 0,01—0,06 мм на 5 оборотов круга;
время калибровки 5—10 с. В качестве смазывающе-охлаждающей
жидкости применяют сульфофрезол. Резкое повышение пластично-
сти алмазоносного слоя может быть достигнуто при нагреве его до
температуры 600° С [55]. В этом случае возможно профилирование
алмазных кругов с большей степенью деформации при повышенной
поперечной подаче до 0,15 мм/об. Для повышения точности про-
филя рекомендуется после накатки в нагретом состоянии про-
изводить калибровку профиля в холодном состоянии. Накаты-
221
вание можно производить на токарном станке. Профилируемый
алмазный круг в сборе с фланцем закрепляют на специальной
оправке, устанавливаемой в шпинделе передней бабки станка и
поджимаемой задним центром. Накатывающий ролик крепят
в специальном приспособлении, которое устанавливают на суп-
порте станка.
Иногда по технологическим соображениям алмазное шлифо-
вание производят после электроискровой или абразивной обра-
ботки кругами из карбида кремния. Для удаления дефектного
слоя рекомендуется оставлять припуск на алмазное шлифование
0,1—0,2 мм. Алмазное шлифование необходимо проводить на
станках повышенной жесткости (в 1,5 раза выше жесткости обыч-
ных станков) с минимальным биением шпинделя.
В целях устранения засаливания рабочей поверхности алмаз-
ных кругов рекомендуется алмазно-катодная обработка, сущность
которой состоит в непрерывном электрохимическом растворении
металлической связки круга и обнажении режущих алмазных
зерен под действием электрического тока обратной (по отношению
к электрохимическому алмазному шлифованию) полярности
(круг—анод, деталь—катод). В результате между связкой и об-
рабатываемой поверхностью образуется зазор, который в процессе
шлифования поддерживается автоматически и предотвращает
засаливание круга.
При алмазно-катодном шлифовании наилучшие результаты
показали круги из синтетических алмазов АСВ 250/200 Ml 100%.
Состав электролита: водный раствор, содержащий 3% нитрита
натрия и 2% кальцинированной соды. Режим шлифования:
vKp — 20 м/с, snon = 0,03 мм, snp — 1,75 м/мин. При этом обес-
печивается шероховатость Ra = 0,16 4-0,32 мкм. Удельный рас-
ход алмазов равен 1,1 мг.
Шлифование алмазными лентами. Для шлифования, и полиро-
вания внутренних конических, фасонных и радиусных поверх-
ностей твердосплавных штампов применяются алмазные шлифо-
вальные ленты. Ленты изготовляют из высокопрочного плотного
капрона и шаржируют мелкими алмазными зернами. Эти ленты
обладают высокой мае л овлагостой костью и в процессе шлифова-
ния позволяют применять смазочно-охлаждающие жидкости —
легкие масла, керосин и воду.
Институт сверхтвердых материалов (ИСМ) АН УССР рекомен-
дует алмазные ленты на эластичных связках, обеспечивающие
получение шероховатости до Rz = 0,025 мм. Максимальный
съем металла достигается при использовании алмазной ленты на
жесткой связке Р14; при исходной шероховатости до Ra = 1,25 мкм
достигаемая шероховатость Ra = 0,32 мкм. При исходной шеро-
ховатости Ra = 0,32-4-1,25 мкм рекомендуются ленты на полу-
жесткой связке Р9 АСО 80/63; достигаемая шероховатость Ra =;
= 0,08 4-0,32 мкм. При исходной шероховатости Ra = 0,084-
4-0,32 мкм рекомендуются ленты на эластичной связке
222
РУ ACM 40/28; достигаемая шероховатость 7?а — 0,063 мкм,
а при связке АСМ 20/14 Ra — 0,04 мкм. При исходной шеро-
ховатости Ra — 0,04 4-0,08 мкм рекомендуются ленты на вязкой
связке Р АСМ 10/7; достигаемая шероховатость Ra = 0,025 мкм.
В зависимости от исходной шероховатости для достижения низкой
шероховатости шлифование и полирование производится после-
довательно в 2—3 перехода. Концентрация алмазов применяется
50—100%; с увеличением концентрации происходит незначитель-
ное увеличение съема, небольшое снижение шероховатости и
увеличение стойкости лент.
При работе алмазными лентами на эластичных связках реко-
мендуются скорость ленты 30—35 м/с, давление 2—3 кгс/см-.
При работе алмазными лентами применение охлаждающей жидко-
сти обязательно. Значительно повышает производительность про-
цесса введение в смесь керосина, 1—2% масла веретенного и оле-
иновой кислоты.
Доводка алмазной пастой. Для окончательных доводочных
операций при изготовлении штампов, пресс-форм, измерительного
инструмента, особо точных деталей гидравлической, пневмати-
ческой и топливной аппаратуры и других деталей с шероховато-
стью поверхности до Rz — 0,025 мкм применяют пасты и порошки
из синтетических алмазов. Использованием алмазной пасты
взамен обычной (из электро корунда, карбида кремния и карбида
бора) при той же зернистости можно повысить производитель-
ность в 2—3 раза. Алмазные пасты можно применять как при
ручной, так и при машинной доводке.
Пасты состоят из порошков синтетических или природных
алмазов, связующих и поверхностно-активных веществ. Для
изготовления паст применяют микропорошки АСМ и АМ 60/40—
1/0. Зернистость порошка зависит от требований к шероховатости
обработанной детали. Ориентировочно рекомендуется для до-
стижения Ra = 0,63-5-0,16 мкм зернистость алмазного порошка
(пасты) 60/40—40/28; для Ra — 0,32-5-0,08 мкм зернистость
40/28—28/14; для Ra — 0,16-5-0,04 мкм зернистость 28/14—14/10;
для Ra — 0,08-5-0,02 мкм зернистость 10/7—5/3. Концентрация
алмазного порошка зависит от материала обрабатываемой детали
и зернистости алмазного порошка. Он выпускается нормальной
(Н) и повышенной (П) концентрации. Для обработки твердого
сплава при зернистости алмазного порошка 60/40 концентрация
по массе составляет 40%, при зернистости 40/28 концентрация
20%, при зернистости 28/14 концентрация 14%; при зернистости
14/10 концентрация 10%.
Выпускаются пасты, смавыемые водой (в) и органическими рас-
творителями (0) (керосин, бензин, масло, спирт), а также смы-
ваемые водой и органическими растворителями (во). Например,
паста из порошков синтетических алмазов АСМ зернистостью
40/28 нормальной концентрации, смываемая водой, мазеообразной
консистенции обозначается: паста алмазная АСМ 40/28 НВМ
22$
ГОСТ 16877—71. Выбор характеристики пасты зависит от режимов
обработки, технических условий по шероховатости и геометриче-
ской точности, припуска на доводку и материала обрабатываемой
детали.
Алмазные пасты следует применять только после тщательной
предварительной обработки. Работа по доводке производится
последовательно двумя-тремя алмазными пастами и постепенным
переходом от крупнозернистой к мелкозернистой. При переходе
от одной пасты к другой следует обрабатываемую деталь тщательно
промыть спиртом, ацетоном или водой. В качестве материала
для притира применяют чугун, сталь, латунь, кожу, медь, дре-
весину, войлок и фетр. Выбор притира зависит от материала об-
рабатываемой детали, его твердости и требуемой шероховатости
поверхности. При выборе материала притира следует руковод-
ствоваться следующим: притир во всех случаях должен быть мягче
обрабатываемой детали; чем крупнее зернистость применяемой
пасты, тем тверже должен быть притир, и наоборот.
Электроабразив ное и электроалмазное шлифование широко
распространено при обработке стальных и твердосплавных дета-
лей и инструментов. Этот способ шлифования основан на приме-
нении абразивных или алмазных токопроводящих кругов в элект-
ролите с одновременным пропусканием постоянного тока через
круг (отрицательный полюс), электролит и обрабатываемую
деталь (положительный полюс). В процессе элейтроабразивного
или электроалмазного шлифования происходит сочетание электро-
химического (анодного) растворения обрабатываемого материала
и резания продуктов растворения абразивными или алмазными
зернами.
Для электроалмазного шлифования плоскостей твердосплав-
ных деталей применяют плоскошлифовальные станки с прямо-
угольным столом и вертикально расположенным шпинделем.
В качестве источника питания используют селеновый выпрями-
тель с выходными характеристиками: v = 2-4-12 В, I = 3200 А.
Шлифование ведут кругом типа АЧК на металлической связке
(80% меди 20% олова).
Наивысшая производительность достигается применением ал-
мазоносных кругов со 100%-ной концентрацией. Для лучшего
поступления электролита в зону обработки на алмазоносном по-
яске делают канавки. Режим обработки: v = 20 ч-25 м/с, напря-
жение 6—12 В, плотность тока 70—100 А/см2, давление круга
на обрабатываемую деталь 4—10 кгс/см2. Состав электролита:
3—5% нитрат натрия или калий; 3—5% фтористый натрий, 0,3%
нитрит натрия, остальное вода. Производительность при электро-
алмазном шлифовании твердого сплава ВК8 на станке ЗЭ731
при оптимальной площади шлифования 900—1000 мм3/мин, ше?
роховатость поверхности Ra = 0,32ч-0,16 мкм, точность обра-
ботки 0,01 мм на длине 380 мм, удельный расход алмазов 1,2—
1,6 мг/г. Оршанский станкостроительный завод изготовляет
224
станки ЗЭ70ВФЗ для профильного шлифования и ЗЭ11ОМ для
круглого шлифования. Производительность круглого врезного
шлифования 6000—7000 мм3/мин и продольного 1200—
1500 мм3/мин при удельном износе круга 0,8—1,2 мг/г. Глубин-
ное шлифование в 7—8 раз производительнее шлифования с про-
дольной подачей и в 1,5—1,8 раза производительнее врезного;
удельный износ круга 0,4—0,7 мг/г.
В основу конструктивного оформления элементов штампов
положен метод диффузионного соединения твердого сплава со
сталью. Для рабочей части применяют твердые сплавы ВК20.
Шлифование биметалла вследствие засаливания алмазного круга
вызывает затруднение из-за низкой производительности. Более
приемлемым является электроалмазное или катодное шлифование.
При электроалмазном шлифовании биметаллических деталей луч-
шие результаты показали круги МО4, М013Э АСВ100/800 100%.
Рекомендуется использовать электролит УкрНИИСМИ (6,5%
NaNO3, 1,2% NaNO2, 1% NaB4O7, 0,8% Na3PO4, 0,5N2CO3) или
15%-ный раствор соды с добавлением 5% NaNO3 и 1—2%NaNO2.
Режим шлифования: v = 25 м/с, глубина шлифования t = 0,03-ь
-ь0,05 мм, продольная подача 3—5 м/мин, поперечная подача
0,5 мм/ход, напряжение источника постоянного тока 8—12 В.
Оптимальные параметры режимов резания при врезном шлифова-
нии на плоскошлифовальном станке рабочих элементов твердо-
сплавных штампов из сплава ВК20 алмазными кругами на ме-
таллической связке; v = 25 м/с, продольная подача $пр = 12 м/мин,
глубина t — 0,015 мм/дв. ход. При этом достигается удельный
расход алмазов q = 0,41 мг/г, шероховатость Ra — 1,41 мкм.
Зазубренность режущей кромки р = 5 мкм, производительность
Q == 1,26 г/мин.
Электроалмазное сверление осуществляется в две операции:
трепанация отверстия и его шлифование. В качестве инструмента
используются алмазные корончатые и трубчатые сверла. Корон-
чатое сверло состоит из металлической трубки, на торцовой части
которой имеется алмазный слой толщиной 1—5 мм, высотой
5—7 мм, напресссованный на оправку с посадочным конусом для
точной установки инструмента в шпинделе головки станка. Труб-
чатое сверло состоит из тонкостенного алмазного корпуса, напрес-
сованного на оправку. Трубчатое сверло может быть использо-
вано для шлифования отверстия боковой поверхностью алмазо-
носного слоя. Электроалмазное сверление может производиться
с линейным съемом твердого сплава 5 мм/мин при токе 150 А и
напряжении 5 В.
Электрохимическое профилирование твердосплавных пуансо-
нов выполняют на электрохимическом профилешлифовальном
станке ЗЭ70ВФЗ-1, работающим графитированным кругом диа-
метром 200 мм из материала МПГ-6, МПГ-7, Н-40. Круг заправ-
ляется по требуемому профилю однолезвийным резцом по про-
грамме или фасонным мастер-резцом, устанавливаемым на столе
*/«8 М. М. Палей	225
станка. Скорость вращения профилированного круга равна 20—
25 м/с. Для устранения влияния пассивации, снижающей рабочий
ток, используется переменное напряжение до 7 В. Плотность ра-
бочего тока до 120—150 А/сма. Производительность обработки
составляет 30—35 см3 на 1 см ширины круга, шероховатость по-
верхности Ra = 0,16-ь0,63 мкм. Точность^ достигнутая в лабо-
раторных условиях, характеризуется погрешностями 0,02—
0,03 мм. Практически в настоящее время обрабатывают детали
в производственных условиях с точностью 0,03—0,05 мм, Ra =
= 0,6ч-0,3 мкм.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ШТАМПОВ
И ПРЕСС-ФОРМ
В основу организации производства штампов должна быть
положена стандартизация и нормализация штампов и пресс-
форм, типизация технологических процессов и специализация
участков или цехов. Оптимальным вариантом является организа-
ция специальных заводов по производству штампов и пресс-
форм с объемом производства 25 млн. руб. Рекомендуется всю
механическую обработку разделять на предварительную и окон-
чательную. Вся предварительная обработка плоскостей, торцов,
черновая обработка пройм в плитах, токарная обдирочная об-
работка — весь комплекс работ, связанных со снятием основной
массы металла, и получение заготовок деталей с минимальными
припусками под окончательную обработку производится в специ-
ализированном механозаготовительном участке или цехе. Об-
работка деталей в механозаготовительном участке производится
по групповой технологии. Нормализованные узлы изготовляют
на отдельном участке по технологии серийного производства
с применением специализированного и специального оборудова-
ния, а при достаточном объеме производства — на поточных
линиях.
Окончательная механическая обработка и сборка штампов
производится в специализированных участках или цехах. Специа-
лизация производится по размерам и типам штампов и пресс-
форм: участок или цех мелких штампов массой до 30 кг; участок
или цех средних штампов массой до 100 кг и участок или цех
крупных штампов массой 100—1000 кг. По аналогичным катего-
риям классифицируются цехи или участки по изготовлению пресс-
форм. Для изготовления узлов крупно-и среднегабаритных фор-
мовочных штампов по мастер-моделям создаются отдельные
участки, оснащенные соответствующим оборудованием для меха-
нической обработки деталей, площадок и прессов для подгоночных
операций и прессов для опробования штампов. Сборочные отде-
ления состоят из участков предварительной и окончательной
сборки. Характер производства в сборочном отделении учитывает
организацию технологического процесса сборки штампов по груп-
226
новому методу. Каждая бригада специализируется на сборке
определенной группы штампов или пресс-форм с учетом конструк-
тивных особенностей, их назначение, массы, размеров и т. д.
Механические и сборочные отделения оснащены подъемно-
транспортными средствами в зависимости от размеров обрабаты-
ваемых штампов или пресс-форм — мостовыми кранами, электри-
ческими подвесными однобалочными кранами, консольными сво-
бодностоящими поворотными кранами, кранами-штабелерами и др.
Слесарно-сборочные участки оснащают подгоночными прессами
для крупногабаритных штампов, механизированными сборочными
стендами-прессами для изделий размером 1000 X 500 X 400 кон-
струкции НИИавтопрома и для испытания и отладки мелких
штампов передвижными стенд-прессами конструкции Оргстанкин-
прома. На ВАЗе для подгонки пресс-форм эффективно исполь-
зуется подгоночный пресс фирмы NOWATOMILIAMESE (Италия).
Для механизации ручных работ при полировке и доводке круг-
лых и фасонных деталей используют полировально-доводочные
станки 2ПДС, а для полирования и доводки плит применяются
специальные доводочные станки.
Рабочие места сборщиков оснащают установками, состоящими
из электропривода с гибким шлангом, и большим набором выпи-
ловочных и доводочных инструментов.
На слесарно-сборочных участках для подгоночных работ
используют плоскошлифовальные станки и шлифовальные станки
с вертикальным шпинделем.
Механосборочные и заготовительные участки оборудованы
механизированными укомплектовочными лифтами. Планирова-
ние производства и укомплектование изделий ведется по специ-
альным укомплектовочным графикам. Перспективным является
использование малой ЭВМ и автоматизированной транспортно-
складской системы.
Трудоемкость и состав оборудования. По данным ленинград-
ского отделения института Гипростанок, трудоемкость условной
единицы по видам работ следующая (числитель — по штампам,
знаменатель — по пресс-формам): заготовительные 1,76/8,4 ч,
7,6/11,6%; изготовление нормалей 1,06/1,73 ч, 4,6/2,4%; электро-
физические методы обработки 0,55/2,27 ч, 2,4/3,2%; механическая
обработка 10,63/31,8 ч, 46,3/45,4% слесарные межоперационные
работы 0,4/0,7 ч, 1,8/1%; предварительная сборка 0,5/2 ч,
2,2/2,9%; окончательная сборка 7/20,7 ч, 30,4/29,6%; испытание
и доводка 1/2,3 ч, 4,3/3,3%; консервация и упаковка 0,1 ч, 0,4%.
Состав основного механического оборудования (%): токарные
14,8; токарные автоматы и полуавтоматы 3; вертикальные и ра-
диально-сверлильные 5,7; горизонтально-расточные 0,6; алмазно-
расточные 0,8; кординатно-расточные 4,9; сверлильные специаль-
ные 0,9; горизонтально- и вертикально-фрезерные 24,5; про-
дольно- и карусельно-фрезерные 1,8; копировально-фрезерные
3,3; продольно- и поперечно-строгальные 1,7; долбежные 0,6;
227
фасонно-строгальные 0,8; круглошлифовальные 6,2; внутришли-
фовальные 3,1; бесцентрово-шлифовальные 0,4; плоскошлифоваль-
ные 13,6; профиле- и координатно-шлифовальные 7,5; специально-
шлифовальные и заточные 0,4; доводочные и притирочные 0,8;
отрезные и прочие 1,2; станки электрофизической и электрохими-
ческой обработки 4.
Учитывая перспективное развитие электрофизических методов
обработки, рекомендуют оборудование для электрофизических
и электрохимических методов обработки увеличить до 8% за счет
уменьшения фрезерных станков и слесарных работ.
Групповая технология изготовления штампов. На Ленинград-
ском заводе им. Козицкого внедрен групповой метод сборки штам-
пов. С созданием групповых поточных линий произведена диффе-
ренциация операций и закрепление их за рабочими местами.
В результате стало возможным обеспечить такие места специаль-
ной высокопроизводительной оснасткой, быстродействующими за-
жимными устройствами, пневматическими настольными прессами,
специальными сборочными приспособлениями и др. Сборку штам-
пов делят на предварительную и окончательную. На участке
предварительной сборки производят следующие работы: разметку
деталей под механическую обработку, опиловку фасок и зачистку
деталей по контуру после механической обработки, сверление
и зенкерование отверстий, развертывание отверстий, нарезание
резьб и калибровку после термической обработки, вырезание
и опиливание фигурных отверстий на специальных станках.
На участке окончательной сборки выполняют следующие опе-
рации: рассверливание отверстий и обработку профилей недо-
ступных для шлифования сопрягаемых деталей; пригонку деталей
по чертежу и обработку отверстий прошивкой; механическое опи-
ливание по чертежу; припиловку матриц к пуансону и опиливание
недоступных для шлифования мест; припиливание неоформля-
ющих деталей штампа (пуансонодержателей и др.); окончатель-
ную обработку (доводку матриц, заправку и доводку пуансонов);
запрессовку (заливку деталей штампов); соединение пуансонов
и матриц, съемников (с предварительным их сверлением и штиф-
тованием); сборку нижней части штампа с основанием с установкой
направляющих планок; сборку верхней части штампа; обработку
и подгонку, установку упоров; регулирование; испытание.
Организации групповой обработки предшествовала значи-
тельная работа по унификации штампов и созданию альбома типо-
вых конструкций. Детали штампов классифицируют по общности
технологических задач, решаемых в условиях однородности их
классификации. В каждой группе определена комплексная деталь
или узел, имеющие наиболее сложную схему обработки или
сборки. Затем с учетом созданных групп разрабатывают техно-
логический классификатор, представляющий собой маршрутно-
операционную карту обработки и сборки различных типовых
Конструкций штампов, соединенных в группы. Технологический
228
классификатор делает ссылку на групповой технологический про-
цесс сборки, который строится на основе общей схемы групповых
технологических процессов. На базе типовых технологических
процессов разрабатывают групповые приспособления, они фикси-
руются по каждой группе технологического классификатора.
Затем создается групповое технологическое контрольное и транс-
портное оснащение; разрабатываются вопросы нормирования и
планирования производства; рассчитывается оборудование, рабо-
чая сила и производственная площадь.
Классификатор объектов сборки штампов признано целесо-
образным производить не по рабочим чертежам, а по схемам сборки
что позволяет рассматривать одновременно все интересующие
технолога объекты сборки и давать заключение о наличии или
отсутствии технологической их общности. В соответствии с этим
-по каждой типовой конструкции штампа составляется схема обра-
ботки и сборки. На основании анализа схем операции, требу-
ющие однотипного оборудования и исходных приемов работы,
объединяют в определенную группу, закрепляемую за конкретным
рабочим местом по ходу следования технологического процесса.
В каждой группе выбирают комплексные представители деталей
или узлов, отражающие всю совокупность типов штампов, входя-
щих в данную группу. Чертежи комплексных узлов заносят в рсо-
бую карту, которая шифруется особым образом. В ней имеются
графы, где указывается применяющиеся на групповой операции
оборудование, приспособления, дается принципиальная схема
обработки, а также указываются базирующие и обрабатываемые
поверхности. Здесь же дается ссылка на соответствующий группо-
вой технологический процесс, по которому нужно выполнять
операцию. Карта содержит также характеристику работ, выпол-
няемых на операции, с указанием класса точности и шероховато-
сти обработки. Каждая строка классификатора соответствует
операции и содержит все необходимые сведения ее выполнения,
за исключением режимов резания, времени обработки и размеров
партии. Для разработки групповых технологических процессов
рекомендуется использовать ЭВМ (30].
8 М. М Пале»
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ШТАМПОВ
ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Технические требования. У молотовых штампов наибольшее
отклонение от плоской формы на обработанных поверхностях
разъема, хвостовика и контрольного угла не должно превышать
0,15 мм на длине 600 мм. Непараллельность опорной плоскости
хвостовика с плоскостью разъема штампа не должна превышать
0,075 мм на длине 300 мм. Непараллельность боковой поверхности
хвостовика с боковой поверхностью бокового угла должна быть
не более 0,06 мм на 300 мм длины. Взаимная неперпендикуляр-
ность боковых сторон контрольного угла должна быть не более
0,1 мм на 300 мм длины штампа. На горизонтальные размеры
окончательного ручья обычной точности рекомендуется верхнее
отклонение устанавливать по 4-му классу точности (11 квалитету),
а нижнее по 3-му классу точности (9 квалитету). На вертикальные
размеры рекомендуется устанавливать допуск по 3-му классу
точности (9 квалитету). На боковых рабочих поверхностях не
допускаются поднутрения.
Допуски на размеры предварительного ручья назначают вдвое
больше допусков на размеры окончательного ручья; свободные
размеры — по 7-му классу точности (14 квалитету). Ручьи штам-
пов полируют до шероховатости Ra = 0,32 мкм.
Шероховатость нерабочих поверхностей должна соответство-
вать Ra .= 1,25. мкм. Допуски на изготовление ручьев крупно-
габаритных штампов принимают по 5-му классу точности (12 ква-
литету). Допуски на изготовление штампов для кривошипных
горячештамповочных прессов: непараллельность опорной пло-
скости под ручьевые вставки по отношению к опорной плоскости
башмака не должна быть более 0,1 мм на 500 мм длины; диаметры
гнезд под вставки в пределах 4-0,1 мм. Размеры рабочих цилин-
дрических ручьевых вставок должны быть выполнены с допусками
по посадочному диаметру в пределах 0,05 мм. Призматические
ручьевые вставки обрабатывают с допусками по длине ±0,05 мм
и по ширине ±0,1 мм. Остальные допуски аналогичны допускам
на молотовые штампы.
В штампах горизонтально-ковочных машин допуски на раз-
меры ручьев устанавливают в пределах 3—За классов точности
(9—10 квалитета). Формующие и пережимные участки ручьев
230
и просечная часть просечных ручьев должны иметь шероховатость
поверхности Ra — 0,32 ч- 0,63 мкм. Пуансоны изготовляют по
3—4-му классам точности (9—11 квалитету).
Заготовки для штампов. Штампы горячей объемной штамповки
работают в тяжелых условиях при ударных нагрузках, в резуль-
тате рабочие поверхности нагреваются до 400—500° С. Основными
причинами выхода штампа из строя являются износ истиранием,
деформация и смятие выступающих частей, появление сетки раз-
гара и крупных трещин. В зависимости от размеров, формы и
марки штампуемого материала преобладает тот или иной износ.
Например, износ истиранием в наибольшей мере характерен для
штампов с малой массой падающих частей, деформацией и смятием
для крупных штампов, смятием и истиранием — для молотовых
штампов. По разгарным трещинам выходят из строя штампы
с большой массой падающих частей, а по разгарности (термическая
усталость) — штампы горизонтально-ковочных машин. При под-
боре стали для штампов необходимо учитывать преобладающий вид
его износа. Кроме того, к штамповым сталям предъявляют требо-
вания технологического порядка: хорошая обрабатываемость реза-
нием; малая деформация при термической обработке для штампов,
ручьи которых окончательно обрабатываются до термической
обработки; удовлетворительная деформируемость для штампов,
у которых рабочая часть получается штампованием; для литых’
штампов — удовлетворительные литейные качества.
Наибольшее применение для штампов получили стали 5ХНМ,
5ХНВ, 5ХГМ, 5ХНТ, 5ХНС для молотовых штампов и штампов
горячештамповочных прессов; 4Х5МФС, 4Х5В2ФС для горячей
штамповки на механических прессах; 40Х и 4ХС для молотовых
литых штампов; 5ХНМ, 5ХНСВ, 5ХНВ, 5ХГМ для вставок
в 'штамповые блоки; 7X3, 8X3, 5ХНС, 5ХНСВ для зажимных
вставок; 6ХВ2С и 4Х8В2 для вставок полуматриц горизонтально-
ковочных машин; 8X3, 7X3, 4Х8В2, 6ХВ2С для вставок прошив-
ных полуматриц в блоки матриц горизонтально-ковочных машин;
8X3, 7X3, 5ХНВ, 5ХНТ, 4Х8В2 для формовочных пуансонов
горизонтально-ковочных машин; 4Х8В2, 6ХВ2С, 8X3 для про-
шивных пуансонов горизонтально-ковочных машин.
На стойкость штампов значительное влияние оказывает техно-
логия получения заготовки и ее термическая обработка. Наи-
большее применение имеет изготовление штампов из кубиков,
полученных свободной ковкой на молотах или прессах. Штамповые
кубики должны тщательно проковываться с осадкой с торца не
менее чем на 50% первоначальной высоты с последующей вытяж-
кой в перпендикулярном направлении. Уковка у штамповых
кубиков должна быть не менее 3 (отношение площади поперечного
сечения слитка после осадки к площади поперечного сечения
готовой заготовки для штампов); для особо напряженно работа-
ющих вставок — до 6. Штамповые кубики не должны иметь уса-
дочной рыхлости, флокенов, расслоений, трещин и неметалли-
8*	231
ческих включений. Рекомендуется контролировать кубики ультра-
звуковым дефектоскопом на наличие скрытых дефектов.
Для улучшения структуры штамповые кубики подвергают
отжигу, нормализации или закалке с высоким отпуском или только
отпуску. Предварительная термическая обработка должна обеспе-
чить кристаллизацию стали и в результате этого получение более
мелкой и однородной структуры. Кубики из стали 5ХНТ реко-
мендуется подвергать полному отжигу независимо от их размера.
Кубики молотовых штампов из других сталей с размером до 500 X
х 500 мм подвергают нормализации с высоким отпуском, а боль-
ших размеров — полному отжигу.
Для экономии инструментально-легированных сталей при про-
изводстве крупногабаритных штампов иногда применяют сварные
штампы. Рабочую часть штампов на V8 высоты изготовляют из
высоколегированной штамповой стали, а нерабочую часть из
конструкционной легированной стали 40Х. На Челябинском
тракторном заводе сваривают также изношенные штампы. После
отжига изношенный штамп строгают, затем обе обработанные
части сваривают. Рабочую и нерабочую части соединяют элект-
рошлаковой сваркой, затем медленно охлаждают в песке и далее
отжигают. Ведутся работы по плакированию штампов взрывом
U6J. Эффективно применение заготовок для штампов из стали,
полученной электрошлаковым переплавом.
Литые штампы применяют в целях снижения трудоемкости
и стоимости штампов. Литые штампы изготовляют следующими
способами: литье штампов с ручьями и хвостовиком в песчаные
формы; литье штамповых кубиков в металлические изложницы;
литье в охлаждаемый водой кокиль; литье в керамические формы
(шоу-процесс); литье по выплавляемым моделям и штамповка из
жидкого металла. Применение точного литья позволяет получить
отливки, максимально приближающиеся по своим размерам и
форме к готовому инструменту, сократить трудоемкость изгото-
вления штампового инструмента и путем изыскания специальных
составов стали повысить их стойкость.
Отклонение от размера отливок, полученных в керамические
формы, находится в следующих пределах:
Размеры отливок, мм . . . До 75	75—200 200—400 400—500
Отклонение ±, мм .... 0,075—0,3 0,125—0,5 0,25—1,2 0,25—1,5
Стойкость литых штампов не ниже, а в ряде случаев выше
стойкости штампов, изготовленных из деформированных кубиков.
Высокая эффективность литого инструмента может быть получена
в случаях, когда непосредственными причинами выхода штампов
из строя являются истирание или смятие, а также умеренное
нагарообразование. Значительный эффект от применения литых
штампов достигается при замене обычных сталей жаропрочным
сплавом, например ХН77Т10Р. Подобная замена материалов
232
штампов, применяемых для штамповки высокопрочных сталей,
приводит к увеличению их стойкости в 3—10 раз и сокращению
стоимости на 40—70%.
НИИТавтопромом разработан более простой и экономичный
способ точного литья кузнечных штампов по сравнению с литьем
в керамические формы — литье в формы из специальной термо-
реактивной смеси [24]. Литейная форма состоит из верхней
и нижней полуформ, в некоторых случаях из литниковой чаши
и стержней для образования сквозных отверстий. Нижняя полу-
форма, как правило, служит для образования отливки штампа,
а в верхней полуформе размещены прибыльная часть и литниковая
система. Для изготовления полуформ применяют металлическую
оснастку, состоящую из плиты с моделью и ограничительной
(наполнительной) рамки. Модели отливок, аналогичные по кон-
фигурации штампам, отличаются размерами на величину при-
.пуска под окончательную обработку и литейную усадку. Кроме
того, модели имеют литейные уклоны 1,5—2°.
При массовом производстве для отливки штампов рекомен-
дуется применять металлические модели. Полуформы изгото-
вляют в нагреваемой оснастке, для чего в пространство между
наполнительной рамкой и моделью, нагретыми до температуры
200° С, засыпают термореактивную смесь. После виброуплотнения
и выравнивания засыпанной смеси с верхней кромкой рамки осна-
стку со смесью помещают на 5—10 мин в печь с температурой
450—500° С для отверждения. Затем полуформы снимают с модели
и передают на сборку под заливку. При сборке верхнюю и нижнюю
полуформы фиксируют относительно друг друга с помощью име-
ющихся в них штырей и отверстий. Формовочную смесь готовят
в герметически закрытых смесителях центробежного действия.
Продолжительность приготовления одного замеса 8—10 мин, что
во много раз быстрее изготовления формы по шоу-процессу.
Формовочная смесь состоит (весовые единицы): циркониевый песок
100; пульвербакелит 2,5—3,5; керосин 0,3.
Собранные формы заливают без применения опорного мате-
риала. Перед заливкой формы нагружают грузами. Отливки
выбивают через 4—12 ч в зависимости от их массы. Съем полу-
форм в отвержденном состоянии позволяет получить точный отпе-
чаток модели. Толщину стенок формы рассчитывают так, чтобы она
выдержала без разрушения металлостатистический напор рас-
плавленной стали и первоначальный период кристаллизации
до образования в отливке литейной корки. Примерная толщина
стенок формы для отливок массой до 500 кг должна быть 20—
50 мм.
В процессе дальнейшей кристаллизации и охлаждения отливок
большая часть форм разрушается и осыпается. Несгоревшие
куски формы собирают и нагревают до температуры 800—900° С
для регенерации зернистого огнеупорного материала. После про-
сеивания огнеупорный материал можно использовать вторично.
233
Цикл регенерации повторяется неоднократно, качество смеси
при этом не снижается. Отливки, полученные в формах на основе
термореактивных смол, не имеют обезуглероженного слоя, так как
в процессе заливки и кристаллизации на поверхности раздела
форма — металл создается восстановительная атмосфера в ре-
зультате сгорания органического связующего.
В качестве материала для литых ковочных штампов исполь-
зуют стали ЗХ2В8Ф, 4Х5В2ФС и 5ХНВ, подвергнутые дополни-
тельному легированию и модифицированию. Применяют также
безвольфрамовые стали. Для получения мелкозернистой
структуры литой стали и повышения ее физико-механических
свойств в сталь вводят легирующие микродобавки редких ме-
таллов.
Отливки штампов должны быть плотными, иметь минимальное
количество неметаллических включений, пониженную концентра-
цию растворенных в металле газов и мелкозернистое строение.
Применение комплексных раскислителей и модифицирование ред-
кими или редкоземельными металлами позволяет производить
процесс выплавки стали в электропечах с кислой футеровкой.
В качестве шихты используют изношенные штампы, отрезанные
прибыли, литники, бракованные поковки. Отливки штампов после
выбивки подвергают отжигу. Нагрев производится в защитной
атмосфере до температуры 860° С и выдержки в течение 10 ч;
охлаждение до температуры 680—720° С и выдержка не менее 4 ч
с последующим охлаждением в печи. Твердость после отжига НВ
241. Закалка и отпуск производятся по режимам, аналогичным
принятым для обработки кованых сталей.
Микроструктура в исходном состоянии характеризуется резко
выраженной дендритной сегрегацией. В осях дендритов — крупно-
игольчатый мартенсит, в междуосных участках — аустенит и вы-
деление карбидов. Структура отливок после термической обра-
ботки представляет собой троостомартенсит и карбиды в виде
разрозненной сетки. Отливки не имеют пригаров, шероховатость
поверхности Ra ~ 10 н- 40 мкм. Приставшие к отливке частицы
формы удаляют с помощью металлической щетки.
Точность отливки — максимальное отклонение от номиналь-
ного размера 400 мм — составляет 0,1—0,2 мм. Припуск под
электроэрозионную обработку 0,5—0,75 мм. При точном соблюде-
нии технологического процесса отливки можно исключить электро-
эрозионную обработку фигуры штампа. Припуск под слесарную
зачистку фигуры штампа назначается равным 0,1—0,3 мм (ниж-
ний предел — для зачистки горизонтальных плоскостей, верх-
ний — для боковых). По данным НИИТавтопрома, стойкость
штампов, отлитых в термореактивные формы, в среднем в 1,5—
2 раза выше стойкости изготовленных из кованых заготовок меха-
нической обработкой. На ЗИЛе секции матриц и пуансонов для
горячей обрезки льют из стали 5ХНТ методом точного литья по
выплавляемым моделям.
234
Литьем по выплавляемым моделям можно получить облегчен*
ные коробчатые штампы без снижения их прочности. Металл
облегченных штампов получается более плотным. Термическая
обработка штампов включает отжиг до твердости НВ 241—207
и закалку до твердости HRC 56—59. Отливки, полученные литьем
по выплавляемым моделям, достигают точности до 5-го класса
и шероховатости Rz = 1,25	2,5 мкм.
Более качественные результаты получаются применением литья
в керамические и термореактивные формы и при штамповке вставок
из жидкой стали. Экспериментальные работы по отливке обрез-
ных штампов в термореактивные формы показали возможность
сократить длительность цикла изготовления отливок и повысить
их стойкость. Штамповка вставок к штампам из жидкой стали
заключается в следующем. Порцию жидкого металла заливают
в предварительно подогретую и закрепленную на столе гидро-
пресса пресс-матрицу, затем пуансон опускают под рабочим давле-
нием гидропресса. Пуансон смыкается с матрицей и занимает
объем, ранее заполненный жидким металлом, заставляет сплав
перемещаться вверх до окончательного заполнения образовав-
шейся полости. Давление вначале расходуется на перемещение
металла, а с момента начала кристаллизации на его уплот-
нение.
Способ получения деталей штамповкой жидкой стали соеди-
няет в себе все преимущества литейного и кузнечно-прессового
производства. С одной стороны, он обеспечивает получение загото-
вок заданной формы и размера, с другой стороны, придает за-
готовкам достаточную плотность и необходимые механические
свойства.
По данным Ульяновского автомобильного завода, жидкая
штамповка вставок крестовины кардана автомобиля с размерами
136x120x55 мм из стали 5ХНТ производится при следующих
режимах: температура выпуска металла из печи не ниже 1600° С,
температура стали в начале штамповки не ниже 1533° С, время
выдержки под давлением 20—30 с, давление прессования не ниже
380 кгс/см2. Для смазки пуансона и матрицы используют следу-
ющий состав (%): церезин 30, парафин 30, вазелин технический
26, графит черный 14.
Вставки после литья нужно охлаждать в песке или в печи
при температуре 700—750° С. Для снятия внутренних напряже-
ний отлитые детали загружают в ящик с отработанным карбюри-
затором и закрывают крышкой, подвергают отжигу с нагревом
до 860° С и выдержкой в течение 2 ч, после чего охлаждают до
760° С с выдержкой в течение 2 ч, затем охлаждают вместе с печью.
Микроанализ подтверждает отсутствие усадочных раковин
и наличие некоторой пористости по оси. Имеет место явно выра-
женная направленная кристаллизация металла. Кристаллы рас-
полагаются преимущественно перпендикулярно к рабочей поверх-
ности ручьев вставки.
235
Штамповка жидкой стали позволяет получить детали с раз-
мерами по 5—7-му классам точности, с шероховатостью Rz =
= 10-т-20 мкм. Сталь, отлитая с кристаллизацией под давлением,
имеет мелкозернистое строение и высокие механические свойства
при сохранении пластичности.
Изготовление ручьев выполняют механической обработкой,
штамповкой, литьем и электрофизическими методами. Техноло-
гический процесс механической обработки в зависимости от раз-
меров и формы ручьев, требуемой твердости штампа имеет не-
сколько разновидностей. Для мелких штампов, требующих по-
вышенной твердости (НВ 415—475), изготовляемых из кубиков
размерами 350X300X300 мм и 450X400X300 мм, имеющих
ручьи сложной конфигурации, окончательная механическая обра-
ботка производится до термической обработки, и после нее произ-
водят только слесарную доводку и полирование. При изготовлении
штампов по этому технологическому процессу к штамповым куби-
кам предъявляют требования минимальной деформации при тер-
мической обработке. Для средних и полутяжелых штампов, изго-
товляемых из кубиков размером 500x500x350 мм, с твер-
достью НВ 320—360 применяют следующую последовательность
изготовления: ковка, отжиг, предварительная механическая обра-
ботка, окончательная термическая обработка, чистовая механи-
ческая обработка и слесарная доводка.
Крупные штампы массой выше 8 т после ковки и отжига за-
каливают и отпускают до твердости НВ 320, после чего механи-
чески обрабатывают, таким образом исключая влияние коробления
на точность ручьев при термической обработке.
При наличии электроимпульсных станков технологический
процесс обработки штампов повышенной твердости может быть
иным. До термической обработки ручьи обрабатывают механи-
чески, оставляя припуск на окончательную обработку; проводят
термическую обработку, затем электроимпульсную и оконча-
тельно электрохимическую или слесарную доводку.
Ручьи могут быть получены электроимпульсной обработкой
без предварительной механической обработки. В этом случае
штамповые кубики после обработки хвостовика и замка подвер-
гают термической обработке, после чего проводят предваритель-
ную электроимпульсную обработку ручьев и окончательную
обработку.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ШТАМПОВ
Обработка ручьев. Средние и крупные штампы, имеющие
форму, в плане близкую к квадратной (при наличии круглого
замка), предназначенные для штамповки деталей, имеющих форму
тела вращения, целесообразно обрабатывать на карусельных
станках. На них обтачивают основание, лицевую часть штампа,
замок, растачивают и обрабатывают ручьи штампа. При обработке
236
молотовых штампов с фасонным ручьем целесообразно применять
карусельные станки с копировальным приспособлением или
с ЧПУ. Ручьи небольших штампов могут быть обработаны на
токарных станках 1К62ФЗ, 16К20ФЗ, 16К20РФЗ, 16К50ФЗ и
1П717ФЗ для обработки штампов диаметром до 320 мм.
После обработки замков ручьи штампов для заготовок, име-
ющих форму, отличную от тела вращения, фрезеруют на верти-
кально-фрезерных и копировально-фрезерных станках. Черновое
фрезерование ручьев штампов массой до 300 кг ведут на вер-
тикально-фрезерных радиусно-фрезерных станках ГФ751, вер-
тикально-копировально-фрезерных станках и станках с ЧПУ.
При выполнении чернового фрезерования ручьев на крупных
штампах применяют мощные вертикально-фрезерные станки с мас-
сивным столом, не имеющим подъема, и с массивным верти-
кально перемещающимся шпинделем или на станках со сменным
столом и перемещающейся в продольном и поперечном направле-
нии головкой, с массивным вертикально-перемещающимся шпин-
делем.
Ручьи штампа фрезеруют по разметке и проверяют по шабло-
нам. При разметке на поверхность разъема наносят не только
контуры ручьев, осевые и вспомогательные линии, но и все линии
пересечения внутренних выемок с поверхностью разъема. Ручьи
штампа начинают фрезеровать с наиболее глубокой части. Поль-
зуясь нониусом на станке, углубляют ручей по возможности на
максимальную глубину. Затем ручей расфрезеровывают начерно,
не доходя до рисок разметки на 2—5 мм плюс штамповочный
уклон. Черновое фрезерование на вертикально-фрезерном станке
производят концевыми или торцовыми цилиндрическими фрезами
с закругленным торцом. При твердости штампа HRC 35 фрезерова-
ние ведут со скоростью резания 15 м/мин и подачей на зуб 0,1—
0,2 мм.
После чернового фрезерования производят окончательное фре-
зерование глубокой части ручья по рискам разметки и шаблонам.
Фрезерование производят конической трехзубой фрезой. Торец
фрезы затачивают по радиусу, равному радиусу перехода между
дном и боковой стенкой ручья. Угол конусности фрезы берут
равным штамповочному уклону. Другие части ручья фрезеруют
в таком же порядке, переходя постепенно от более глубоких
частей к менее глубоким. Если на ручье имеется горизонтальная
цилиндрическая выемка, то ее обрабатывают (в зависимости ст
размеров) на разных типах станков. Тяжелые штампы растачивают
на горизонтально-расточном станке, средние и легкие штампы
с горизонтальными выемками диаметром до 152 мм на радиусно-
фрезерном станке ГФ751. На этом станке шпиндель с помощью
приспособления кроме обычного вращения может двигаться по-
ступательно. Приспособление состоит из каретки, передвига-
ющейся внутри станины станка на специальной кулисе, при этом
диаметр ее вращения регулируется в пределах 0—152 мм. Вместе
237
с кареткой по окружности перемещается и помещенный в ней
шпиндель с фрезой. Фрезерование осуществляется концевой двух-
или трехзубой цилиндрической или конической фрезой, имеющей
диаметр конца фрезы 2—6 мм. Кроме выемки по радиусу можно
фрезеровать и выступы (рис. 128).
Полуцилиндрические поверхности обрабатывают также с по-
мощью специального приспособления. Фреза получает вращение
непосредственно от ведущего зубчатого колеса (рис. 129).
При фрезеровании на вертикально-фрезерных станках высту-
пов в виде бобышек или выступов в форме усеченного конуса,
а также для обработки наружных углов штампа применяют дву-
зубые фасонные фрезы. Ручьи фрезеруют в две стадии: черновое
и чистовое фрезерование. После чернового фрезерования оста-
вляют припуск 2—5 мм, а после чистового — на слесарную до-
водку 0,3—0,5 мм. Вертикальные размеры ручьев фрезеруют
с превышением на 0,2—0,3 мм против чертежа с тем, чтобы иметь
возможность провести после термической обработки контрольное
шлифование поверхности разъема и за счет этого довести размеры
ручьев до требуемых.
Фрезеровать элементы штампа необходимо в определенной
последовательности. Вначале фрезеруют окончательный ручей,
затем делают слесарную подгонку, после чего фрезеруют все
остальные элементы штампа: предварительный ручей, тормозящую
площадку, заусенечную канавку, заготовительный ручей, нож
для обрубки и углубления для сухаря. Окончательное изгото-
вление штамповочного ручья необходимо до фрезерования за-
усенечных канавок для удобства контроля при слесарной обра-
ботке и рационального использования фрезеровщиков различной
квалификации. При обработке тяжелых штампов массой более
10 т штамповочный ручей и заусенечные канавки фрезеруют
с одной установки; для измерения вокруг ручья оставляют лен-
точку шириной 1,5—2,5 мм. Ручьи штампов сложного контура
фрезеруют по шаблону на вертикально-фрезерных станках с пере-
мещающимся в вертикальном направлении шпинделем.
Штампы со сложным криволинейным контуром, фасонным
или переменным сечением или с полостями ручьев, образованными
238
сопряжением кривых или наклонных поверхностей, рационально
фрезеровать на копировально-фрезерных станках по копирам
или шаблонам.
Точность и положение ручья в значительной мере зависят
от точности копира и наладки станка. При наладке обращают
особое внимание на горизонтальное положение базовой стороны
копира и совмещение копира и штампа в одной или параллельных
плоскостях, перпендикулярных оси шпинделя. На плоскость
разъема штампа с помощью центра (установленного вместо фрезы)
с копира переносят линии всех сечений ручья, контролируемых
профильными шаблонами. Фрезерование ручья на копировально-
фрезерных станках начинают с высверливания отверстия в самой
глубокой части полости, после чего подачей от руки расфрезеро-
вывают небольшой участок для посадки шаблона. При сложной
конфигурации ручья предварительное врезание производится
в нескольких местах, после чего переходят к фрезерованию всего
ручья на автоматическом цикле вертикальными или горизонталь-
ными строчками.
При изготовлении мелких штампов находят применение копи-
ровально-фрезерные станки с вертикальным шпинделем, работа-
ющие с механической или ручной подачей (6М1ЕК, 6М13К).
Для обработки крупных штампов применяют станки 6Б443Г,
6Б444Г, 6445, 6Б446, 66447, ЛР-214. Для изготовления штампов
со сложным криволинейным контуром, фасонным или переменным
сечением без применения копиров или шаблонов рекомендуется
применять станки с ЧПУ.
В ряде случаев в целях сокращения слесарно-доводочных
работ после фрезерования применяют электроэрозионную дообра-
ботку на безызносных режимах (при высокой частоте). В этом
случае целесообразно электрод-инструмент обрабатывать на фре-
зерном станке с ЧПУ по той же программе, по которой фрезеро-
вали ручей штампа.
Ручьи контролируют профильными шаблонами в нескольких
сечениях и контурными шаблонами на плоскости разъема и дне
ручья. При проверке осевые линии на шаблонах должны лежать
в одной плоскости (вертикальной) с осевой линией штампа. Окон-
чательную проверку и подгонку ручьев осуществляют по отливке
или снятием с них воскового слепка. Для получения отливки обе
половинки штампа тщательно выверяют по контрольным сторо-
нам. Мелкие и средние штампы стягивают струбцинами или стяж-
ками из цепей. Ручей заливают легкоплавким металлом, сплавом
Вуда, баббитом, свинцом, расплавленной смесью из калиевой
и натриевой селитры или пластической массой через луночку
или литник, которые обрабатывают одновременно с ручьями.
У крупногабаритных штампов с ручьев снимают восковой или
пластмассовый слепок. Полости штампа заполняют предвари-
тельно подогретым составом из технического воска и парафина
или пластмассой ACT. Верхней половиной штампа накрывают
239
нижнюю и тщательно спаривают их по обработанным базовым
сторонам. После затвердения отливки или слепки зачищают,
а у слепков с ручьев крупногабаритных штампов обрезают по
контуру заусенечные канавки. По результатам измерения от-
ливки или слепка определяют годность штампа, при этом опре-
деляют точность ручья в каждой половинке штампа и их взаимное
смещение. В том случае, когда по результатам измерения точность
ручья не соответствует допускам, производят дополнительную
обработку — обычно слесарную подгонку шлифовальными ма-
шинками. При отсутствии припуска на подгонку практикуют
шлифование плоскости разъема. Когда размеры ручья в каждой
половинке находятся в пределах допусков, иногда исправляют
контрольный угол.
При значительном смещении отливки или слепка части штампа
совмещают относительно друг друга так, чтобы получить пра-
вильную отливку. Закладывают в ручей эталонную деталь по
-размерам «горячей» детали, затем на строгальном станке совместно
обрабатывают контрольный угол штампа. Одновременно с этим
восстанавливают параллельность боковых сторон хвостовиков
и боковых сторон контрольного угла. У крупногабаритных штам-
пов для прессов, изготовляемых с мощными направляющими
колонками, ручей совмещают взаимно согласованной обработкой
отверстий под направляющие колонки и втулки с ручьем по двум
вариантам. Отверстия под направляющие втулки и колонки
растачивают после совмещения обеих половинок штампа с по-
мощью эталонной заготовки или слепка или разметкой и обра-
боткой ручьев относительно расточенных отверстий. Ручьи пред-
варительно обрабатывают с припуском. После сборки штампа
на колонках производят слепок с ручьев и окончательную их
взаимную подгонку, устраняя при этом возможные смещения
фигуры. Вначале подгоняют гназда ручьев, имеющих наибольшую
глубину. После подгонки гнезд и выступов по продольным шабло-
нам поверхности, находящиеся между ними, подгоняют по ли-
нейке.
При подгонке гнезд ручьев со значительной глубиной и малым
поперечным сечением применяют калибры «тайпсы» с твердостью
рабочей части HRC 55—60. Калибры имеют размеры гнезд и изго-
товляются по усадочному метру. Фасонные калибры шлифуют
или припиливают по шаблонам. Калибр устанавливают в гнезде
так, чтобы его вертикальная ось была перпендикулярна лицевой
полости штампа. По торцовой стороне калибра наносят молотком
несколько ударов, в результате чего на выступающих частях
выявляются следы, подлежащие снятию. Выступающие части
удаляют шабером, напильником или шлифовальным кругом. При
окончательной обработке калибр выполняет функции мастер-
пуансона, которым окончательно калибруют отверстия. Ручьи
штампов должны иметь полированную поверхность с шерохова-
тостью Ra = 0,16	0,63 мкм. Направление рисок должно совпа-
240
дать с течением материала при штамповке. Не допускаются риски,
перпендикулярные течению металла.
Наиболее распространенным методом окончательной обработки
ручьев в настоящее время является слесарная обработка фасон-
ными вращающимися борфрезами, напильниками и шлифоваль-
ными кругами. При отделке крупных полуцилиндрических по-
лостей целесообразно применять мерные, мало отличающиеся от
диаметра полости шлифовальные круги. Обработка производится
на электрических зачистных машинках (опиловочно-зачистных
станках) с гибким валом ОЗС, С-475, и Э6101М и пневматических
зачистных машинках.
Обработку вставок к молотовым штампам осуществляют фре-
зерованием или штамповкой. Фрезерованные вставки обрабаты-
вают со всех сторон под угольник с припуском на габаритные
размеры 0,6—1,5 мм и толщину около 0,55 мм. Фрезерование
двух заготовок производят одновременно и начинают с опорных
и разъемных плоскостей вставки. Две взаимно перпендикулярные
стороны тщательно фрезеруют или шлифуют для образования
контрольного угла, от которого размечают фигуру. При фрезеро-
вании фигуры одновременно фрезеруют место для заусенца с оста-
влением буртика 1,5—2 мм. После отделки ручья перед полиро-
ванием производят контрольную заливку. Принятые ОТ К вставки
термически обрабатывают, после чего подгоняют под размер гнезда
в блоке шлифованием двух габаритных сторон вставки (противо-
положные контрольным). Посадку вставки в гнездо блока произ-
водят нагревом блока до температуры 400° С или охлаждением
вставки жидким воздухом. Штампованные вставки обрабатывают
по габаритным размерам, пригнанным по размерам гнезда блока,
аналогично обработке фрезерованных вставок. Чтобы контроль-
ный угол и плоскость вставки совпали, контрольный угол обра-
батывают у обеих вставок (верхней и нижней) одновременно в спа-
ренном виде с заложенными в их штампованные полости сухарями,
имеющими форму штампованной детали. Штампованную полость
вставки подгоняют и проверяют аналогично фрезерованной.
Обработка ручьев и вставок выдавливанием. В массовом и круп-
носерийном производстве рабочую полость вставок окончательных
ручьев молотовых и прессовых штампов матриц обрезных и чека-
ночных прессов, полукольца и прошивные пуансоны горизон-
тально-ковочных машин получают штамповкой. Штамповка
позволяет значительно снизить расходы стали и затраты на их
изготовление.
Молотовые и прессовые вставки изготовляют в открытых
штампах с помощью мастер-пуансона (рис. 130). Мастер-пуансоны
изготовляют из стали 4Х5В2ФС механическим способом или
штамповкой. При штамповке ручьев с подогревом размеры мастер-
пуансона должны быть скорректированы с учетом усадки (1,5—
2%) штампованной детали, а при изготовлении мастер-штампа —
штампованной детали и штампованной вставки.
241
Рис. 130. Мастер-пуансон
для изготовления прессовых
вставок для штамповки кони-
ческих зубчатых колес:
1,2 — верхний и нижний шта-
мпы; 3,	4 — выталкиватели;
5 — вставка-пуансон
Вставки штампуют на молотах или
кривошипных прессах. Штамповать на
прессах с малой скоростью хода не ре-
комендуется, так как при длительном
соприкосновении мастер-пуансона с на-
гретой заготовкой происходит отпуск
мастер-пуансона. Вставку начинают
штамповать легкими ударами, смазы-
вая при этом мастер-штамп нефтью.
Затем поверхность вставки покрывают
содовой водой и штампуют сильными
ударами. При штамповке вставок не-
обходимо экспериментально подобрать
оптимальный режим нагрева, охлажде-
ния и термической обработки, так как
от этого в значительной степени за-
висит стойкость вставок и штампов.
При горячем выдавливании лицевую
поверхность вставки предохраняют от
образования окалины и обезуглерожи-
вания. Для этого зеркало штампа перед нагревом шлифуют.
Шлифованной стороной заготовку укладывают на оцинкованный
лист и нагревают до температуры штамповки. Нагретую заго-
товку быстро подают на пресс и после штамповки сразу же засы-
пают чугунными стружками.
Более совершенной защитой вставок от окисления можно
считать использование в нагревательном устройстве литиевой
атмосферы. Порошкообразный углекислый литий вводят в газо-
вую горелку печи. Пары лития, осаждаясь на шлифованной по-
верхности штампа, создают тончайшую пленку, которая защищает
поверхность как при нагреве, так и при охлаждении. Образовав-
шаяся пленка снижает коэффициент трения при выдавливании.
Для предохранения вставок от окисления применяют также сжи-
гание направленной на штампуемую поверхность струю газа.
Вокруг нижнего штампа помещают изогнутую трубку с радиально
расположенными отверстиями, через которые под давлением по-
дается газ. При выдавливании окончательного ручья волокна
кубика не прорезаются и вблизи рабочей поверхности повторяют
ее контуры, что повышает в ряде случаев стойкость окончательного
ручья в 1,5—2 раза по сравнению с фрезерованными ручьями.
Для деталей, имеющих форму тела вращения, рентабельно
изготовление ручьев штампов с помощью мастер-пуансона даже
при однократном изготовлении штампа. Штамповкой изготовляют
прежде всего наиболее ответственные малостойкие вставки и части
штампов в условиях крупносерийного и массового производства
заготовок.
Точность штампа определяется двумя основными показате-
лями: отсутствием относительного смещения ручьев в верхней
242
и нижней половине штампа и точностью изготовления самих
ручьев. Точность ручьев достигается точной разметкой на про-
шлифованной поверхности разъема, применением при обработке
и контроле ручьев (в нескольких сечениях) различных шаблонов
и калибров, а также контроля слепков ручья и принятым методом
их обработки.
Для разметки и контроля фигуры ручья в плане (по плоскости
разъема и на дне ручья) применяют контурные шаблоны. На этих
же шаблонах иногда фиксируют линии для участков ручья,
а также наносят контуры «в глубину», т. е. линии, соответству-
ющие внутренним углам ручья, которые получаются от пере-
сечения различных кривых поверхностей и плоскостей фигуры.
Кроме общего контурного шаблона при сложной фигуре при-
меняют также контурные шаблоны на отдельные элементы. Для
проверки профиля ручья в продольной и поперечной плоскостях
применяют профильные шаблоны, а для заточки фрез контр-
шаблоны. Профильные шаблоны в зависимости от сложности
профиля изготовляют для нескольких сечений. Профильные ша-
блоны могут быть общие для заданного сечения ручья и поэле-
ментные для проверки профиля отдельных участков. Число шабло-
нов зависит от сложности профиля и постоянства сечения ручья
в зависимости от его длины. Метод обработки влияет на необхо-
димое количество шаблонов. При обработке ручья на копироваль-
ных станках требуется меньшее количество шаблонов, чем при
обработке на фрезерном станке. Для проверки отдельных перехо-
дов применяют иногда вспомогательные шаблоны. Допуск на
изготовление шаблона принимается от V3 до */6 допуска на изго-
товление ручья. Ручей, соответствующий размерам штампуемой
детали, изготовляют обычно в обеих половинках штампа, поэтому
обе половинки не должны иметь перекосов. Смещение ручьев
верхней половинки штампа по отношению к нижней допускается
в пределах 0,05—0,25 мм в зависимости от размера и требуемой
точности поковки. Отсутствие смещения достигают тем, что всю
механическую, электроимпульсную или электрохимическую обра-
ботку ведут относительно постоянных баз, которыми являются
две взаимно перпендикулярные боковые стороны кубика. Эти
поверхности служат также базой при установке штампа на молоте.
Базовые поверхности (контрольный угол) обрабатывают на перед-
ней и одной из боковых сторон под углом 90°	5 на высоте 60—
100 мм.
При обработке мелких и средних штампов целесообразно
хвостовики, а также контрольные поверхности обрабатывать
совместно в обеих половинках. Обе половинки последовательно
устанавливают на стол станка и прижимают с помощью винтовых
зажимов к установочной линейке, закрепленной в продольном
назу станка. Зажим производится прихватами, вставленными
в отверстие под подъемные устройства. После обработки опорной
поверхности строгают клиновые, выемки типа ласточкина хвоста
243
и клеймят одноименные поверхности хвостовика. Затем обе поло-
винки переустанавливают и прижимают к продольному упору
с уклоном обработанными одноименными поверхностями хвосто-
вика, после чего строгают продольную поверхность контрольного
угла. При строгании поперечных поверхностей контрольного угла
обе половинки устанавливают по линейке, линейку закрепляют
перпендикулярно Т-образному пазу.
Рабочую часть штампа размечают от контрольного угла или
от центра, когда базой является осевая линия, соответствующая
оси хвоста, перенесенная вертикально на плоскость разъема
штампа. При разметке от контрольного угла контрольные стороны
штампа являются двумя координатными плоскостями, от которых
производится разметка обеих половин штампа. Обе половинки
штампа устанавливают на контрольной плите так, чтобы передние
контрольные стороны были обращены к разметчику. Разметка
производится одновременно путем переноса размеров с одной
половинки на другую.
Для разметки размеров, заданных в другой плоскости, обе
половинки поворачивают на 90° и устанавливают их аналогично
первой установке. При совмещении контрольных углов обеих
половин штампа ручьи должны тоже совпадать. При разметке на
плоскости разъема вычерчивают контур фигуры с учетом штампо-
вочного уклона. На плоскость разъема наносят также линии пере-
сечения всех вертикальных и наклонных поверхностей полости
с плоскостью разъема, даже если эти поверхности не доходят до
плоскости разъема. На плоскости разъема проводят осевые линии
и линии сечений, в которых производится контроль профильными
шаблонами. При обработке ручья на копировально-фрезерном
станке линии сечений наносят по модели. Осевые линии служат
для ориентации контурного шаблона при изготовлении ручья
и при разметке с помощью шаблона. В ряде случаев для ориен-
тации шаблона относительно базовых поверхностей используют
контрольные штифты или базовые выступы в виде угольников
на шаблонах.
ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНАЯ ОБРАБОТКА ШТАМПОВ
Электроимпульсным методом можно окончательно обрабаты-
вать полости штампов и пресс-форм независимо от их твердости.
При этом не опасны деформации размеров и обезуглероживание
рабочей полости, возникающие при термической обработке. Трудо-
емкость изготовления фасонных полостей штампов в зависимости
от сложности фигуры сокращается в 1,5—3 раза. По данным
ЗИЛа, трудоемкость обработки полости штампа для штамповки
поковок поворотного кулака автомобиля ЗИЛ-130 на копиро-
вально-фрезерном и радиусно-фрезерном станках составляет 35 ч,
а трудоемкость электроимпульсной обработки 12 ч.
244
Для электроимпульсной обработки штампов применяют копи-
ровально-прошивочные станки, оснащенные широкодиапазонными
генераторами типа ШГИ на транзисторах (табл. 17). Производи-
тельность процесса достигает 12 000 мм®/мин. При оптимальных
условиях можно работать со скоростью углубления электрода-
инструмента в заготовку 0,2—1 мм/мин, а в отдельных случаях
значительно выше. Погрешность размеров сквозных отверстий
на станках нормальной точности 0,03—0,05 мм, а на прецизионных
станках 0,01—0,02 мм. При обработке полостей погрешность со-
ставляет 0,03—0,1 мм. Шероховатость обработанной поверхности
на финишных операциях при обработке полостей в стальных
деталях Ra = 2 -s- 5 мкм. Скорость съема металла зависит от
энергии импульсов (применяемой силы тока). С увеличением
энергии импульсов увеличивается скорость съема металла. Однако
увеличение энергии импульсов ухудшает качество поверхности
в результате увеличения как шероховатости, так и глубины зоны
термического влияния. Например, при частоте 0,4 кГц зона тер-
мического влияния при обработке стальных изделий составляет
0,1—0,25 мм, при 7 кГц 0,01—0,04 мм, при 25 кГц 0,01—0,02 мм.
Процесс электроимпульсной обработки осуществляется в два
приема. Основную массу металла удаляют на высокопроизводи-
тельных черновых режимах в пределах низких и средних частот
(0,1—0,4 кГц), а для генераторов типа ШГИ на частоте 1 кГц.
Затем при меньших по току режимах и повышенных частотах
(18—22 кГц) производится получистовая и чистовая обработка,
обеспечивающая получение требуемого качества, формы и шерохо-
ватости поверхности до Ra — 1,25 мкм.
При обработке больших поверхностей целесообразно электро-
эрозионную обработку проводить до шероховатости Rz = 10 мкм.
Электрические режимы черновой обработки при работе с низкими
частотами на одночастотных генераторах устанавливают и кон-
тролируют по среднему току, а при работе на широкодиапазонных
генераторах по частоте и среднему току. При черновой обработке
режим (ток) выбирают в зависимости от площади обработки,
характеризуемой проекцией поверхности электрода, вступающей
в работу на горизонтальную плоскость.
Взаимосвязь между режимами обработки и обеспечиваемой
при этом производительностью процесса и высотой неровностей
представлена на номограмме рис. 131. Ток необходимо ограничи-
вать, так как его повышение сверх оптимальной величины для
данной площади ведет к оплавлению детали, быстрому износу
электрода, потере стабильности процесса. При заниженных зна-
чениях тока возможности процесса будут использованы не пол-
ностью.
При обработке фасонной поверхности площадь эрозионного
контактирования изменяется, вследствие чего необходимо изме-
нение рабочего тока. В начале работы, когда площадь обработки
мала, применяют небольшой ток 10—15 А. По мере увеличения
245
Таблица 17
Техническая характеристика универсальных копировально-прошивочных станков
Параметр	ОФ80	4Г721М	4Д722В
Размер стола, мм	 Наибольшая масса детали, кг	 Прои зводител ьность, мм3/мин	 Точность отсчета коорди- нат, мм 	 Модель генератора импуль- сов 		125X200 15 100 0,005 ШГИ-16-880Б	400X630 50 250 0,01 ШГИ-40-440Б	400Х 630 100 500 0,008 ШГИ-63-440
площади обработки увеличивают ток, доводя его до предельных
величин: при работе графитированными электродами на генера-
торах ШГИ и МГИ 100—120 А и генераторах типа ГМС и ТГ
250 А. Для выбора режима можно использовать скорость вер-
тикального движения электрода-инструмента. Рекомендуется вы-
бирать скорость вертикального движения электрода в пределах
0,3—0,6 мм/мин. При увеличении площади обработки выше вели-
чин, соответствующих предельному току, обработка производится
при снижении скорости движения электрода. После черновой
обработки высота неровностей достигает 0,3—0,4 мм. Полученные
при черновой обработке микронеровности удаляют, первоначально
снижением тока до 10—15 А, а затем осуществляют процесс е ис-
пользованием повышенных частот и последовательно переходят
Рис. 131. Номограмма выбора режима электроимпульсной обра-
ботки
246
4Д722А	4Д722АФ1	4Е723	4Е724	4726
400X630	400X630	400Х 630	800X1120	1250X2000
100	100	450	1200	9 800
500	500	4000	7000	10 000
0,002	0,002	0,02	0,02	0,05
ШГИ-63-440	ТГ-63-440	ТГ-100-3/3	ТГ-10-3/3 (2 шт.)	ТГ-250-0,15 (3 шт.)
к частоте 1000, 8000, 22 000 имп/с и выше. На каждой из частот
высокочастотного генератора работают на двух-трех ступенях
тока, уменьшая его и снижая шероховатость обработанной по-
верхности в пределах одной установленной частоты. Обычными
ступенями являются 50—90, 20—30, 10—15, 5—7 А. Рабочая
поверхность электрода-инструмента, копирующаяся на изделие
во время электроэрозионной обработки, представляет собой обрат-
ное изображение обрабатываемой полости изделия, меньшее по
размерам на величину, равную сумме величин межэлектродного
зазора и максимальной высоты неровностей, подлежащих удале-
нию после электроэрозионной обработки. Межэлектродный зазор
зависит от частоты следования импульсов, силы тока, напряжения,
материала электрода-инструмента, состава рабочей среды и др.
Ориентировочно на финишных режимах межэлектродный зазор
равен 0,04—0,05 мм при работе с генератором ШГИ. Электро-
импульсные станки оснащают осциллирующей головкой, совер-
шающей круговое плоскопараллельное движение электрода с по-
степенным увеличением радиуса круговой траектории ступенчато
или в следящем режиме.
Осциллирующая головка позволяет вести предварительную
и окончательную обработку одним электродом. Размеры электрода,
работающего с применением осциллирующей головки, должны
быть скорректированы. Для этой цели строят горизонтальные
сечения поверхности, ограничивающие конечные положения рабо-
чей части электрода при обработке. Конечное положение рабочей
части электрода отстоит от профиля детали на расстоянии, равном
сумме величин межэлектродного зазора и припуска на последу-
ющую обработку (на чистовые режимы и слесарную обработку).
Затем вводят коррекцию на величину сдвига амплитуды колебания
(эксцентриситет) электрода-инструмента. Через полученные точки
проводят контурные линии, которые и являются контуром скор-
ректированного электрода-инструмента.
247
При работе с применением осциллирующей головки по дости-
жении требуемых размеров осуществляется выхаживание. Для
изготовления ручьев ковочных штампов в качестве материала для
электродов-инструментов применяют в основном графитированный
материал ЭЭГ и имеющий по сравнению с ним большую эрозион-
ную стойкость графитированный материал марки ЭЭПГ. Могут
также применяться алюминиевые электроды, получаемые отлив-
кой, и медные электроды, получаемые гальваническим методом.
Заготовки из графитированного материала ЭЭПГ выпускаются
в виде брусков размером 200X150X175 мм. Если электрод-
инструмент имеет большие размеры, то его изготовляют из не-
скольких брусков графита, скрепленных шпильками или склеен-
ных клеем БФ-10Т. Графитированный материал ЭЭПГ хорошо
поддается всем видам размерной механической обработки.
Электроды со сложными рабочими поверхностями можно обра-
батывать на копировально-фрезерных станках или на станках
с ЧПУ. Для предварительной обработки рабочая часть электрода
копира изготовляется по 3—4-му классам точности (9—11 квали-
тету), для окончательной обработки по 2-му классу точности
(7 квалитету). Поверхность рабочей части должна иметь шерохо-
ватость не ниже Ra = 0,32 мкм.
Электроды-инструменты изготовляют также из алюминия, ла-
туни, меди, стали, чугуна, медно-графитовой композиции и гра-
фитизированного материала марки ЭЭГ различными методами:
механической обработкой, литьем, штамповкой, прессованием,
электрообработкой, металлизацией, гальванопластикой и др. Ли-
тые электроды получают литьем по выплавляемым моделям или
в кокилях. Лучшие результаты получают при литье под давлением.
В качестве модели можно использовать деталь. Электроды из
медно-графитовой или другой композиции изготовляют методом
прессования в пресс-формах под давлением 30 кгс/мм2. Прессо-
ванные электроды-инструменты спекают в печах с нейтральной
атмосферой или в обычной электропечи в коробках с измельченным
углем. Спекание ведут при температуре 520—620° С.
Изготовление электродов методом копирования металлиза-
цией заключается в том, что модель детали изготовляют из дерева,
папье-маше, воска, гипса или пластиков. На модель газовой ме-
таллизацией наносят слой цинка. Полученная форма может быть
использована для изготовления большого числа идентичных элек-
тродов. Методом гальванопластики могут быть получены элек-
троды-инструменты с использованием пластмассы. Образец детали
вдавливают в горячую пластмассу полистирола. На рабочую
полость образованной формы после удаления из нее образца хими-
ческим путем наносят тончайший слой (0,001 мм) чистого серебра
(для токопроводимости). Затем гальваническим путем в рабочую
полость формы осаждают чистую медь, которая образует электрод-
инструмент. Сама форма может служить многократно, но серебря-
ное токопроводящее покрытие наносят повторно.
248
Для предварительной обработки рабочих поверхностей штам-
пов применяют алюминиевые электроды из материала АД-1 и
АД-2. Стойкость алюминиевых электродов не превышает двух
формообразующих полостей. Алюминиевые электроды позволяют
применять повышенную силу тока по сравнению с другими типами
электродов. Алюминиевые электроды образуются литьем в кокиль
с последующей обработкой только базовых и опорных поверх-
ностей. Размеры профиля алюминиевых электродов должны соот-
ветствовать размеру поковки, уменьшенному в направлении нор-
мали к поверхности на величину, равную сумме величин меж-
электродного зазора, лунки кратера (шероховатости) и припусков
на обработку окончательным электродом и механическую обра-
ботку. Величина припуска после обработки предварительным
электродом в зависимости от величины и сложности штампа
колеблется в пределах 1,5—3 мм.
Электрод можно изготовлять цельным или сборным. Сборные
электроды склеивают из заготовок графита стандартных размеров.
Для склеивания применяют эпоксидную смолу марки ЭД5 с до-
бавкой опилок, алюминия, а в качестве отвердителя используют
полиэтилен и полиамид.
Для многократного использования у рабочей части 1 электрода
(рис. 132) делают вспомогательную часть 2. Базовая часть 3
служит для закрепления электрода в электрододержателе. От
базовых поверхностей Б производится разметка, проверка и уста-
новка электрода. Для прокачивания рабочей жидкости в электро-
дах просверливают ступенча-
тые отверстия диаметром
2—6 мм в зависимости от раз-
мера электрода; расстояние
между отверстиями 35—
45 мм. При использовании
новых электродов необходи-
мо первый период работать
на минимальных режимах
для приработки электрода.
Электроимпульсная обра-
ботка ручья штампов произ-
водится по двум вариантам.
По первому варианту ручей
в кубике прошивают без пред-
варительной механической
обработки двумя электрода-
ми: из алюминиевого сплава
и графитированного материа-
ла. По второму варианту пре-
дусматривают предваритель-
ную фрезерную обработку
ручья штампа на форсирован-
А-А
Рис. 132. Электрод для электроимпульсной
обработки штампа:
1 — рабочая часть; 2 вспомогательная
часть; 3 « базовая часть
249
ных режимах с припуском для электроимпульсной обработки
(в зависимости от сложности фигуры 2—10 мм). При электро-
импульсной обработке без предварительного фрезерования время
обработки выше, чем после предварительного фрезерования. По
данным ГАЗа, трудоемкость изготовления фигуры штампов раз-
личными методами обработки следующая: если принять фрезе-
рование на фрезерных и копировально-фрезерных станках за
100%, то электроимпульсная обработка без предварительного
фрезерования составит 50%, ас предварительным фрезерованием
на форсированных режимах — 35%. В данном примере более
выгодным является метод обработки с применением предвари-
тельного фрезерования ручьев.
При одноконтурной обработке реализация всей мощности
генератора не всегда возможна. Ограничивающими факторами
здесь могут быть недостаточная величина и сложная форма обра-
батываемой поверхности, опасность прижогов и ограничение,
связанное с качеством применяемых электродов (максимально
допустимая сила тока для принятого материала электрода).
Иногда требуется смягчить режим для ограничения высоты шеро-
ховатости и глубины измененного слоя. Во всех случаях целесо-
образны многоконтурные схемы обработки, обеспечивающие одно-
временную работу нескольких инструментов в результате возник-
новения на них параллельных разрядов вместо одного более мощ-
ного. Контуром называют цепь питания с одним или несколькими
электродами-инструментами, в которой возможно поддержание
самостоятельного режима. Многоконтурная обработка может осу-
ществляться от одного генератора на многопозиционном много-
шпиндельном станке и при одновременной обработке нескольких
поверхностей одной детали, что представляет интерес для много-
полостных деталей. Многоконтурная обработка может приме-
няться с использованием двух или нескольких генераторов при
обработке больших поверхностей.
Примером многоконтурной обработки на распространенных
в промышленности одношпиндельных станках может служить
изготовление штампа коленчатого вала на ГАЗе. В связи с тем, что
по площади обработки полости штампа коленчатого вала ток
в несколько сотен Ампер не мог быть реализован из-за специфи-
ческих свойств графитированных электродов марки ЭЭГ и требо-
ваний к качеству поверхности, была применена трехконтурная
обработка с сопротивлениями, обеспечивающими при работе
одного контура ток силой 90 А. Инструмент был разделен на три
изолированных электрода (рис. 133).
При обработке полости штампа для коленчатого вала грузо-
вого автомобиля на ЗИЛе применяется трехконтурная обработка
с применением трех генераторов ШГИ.
Для установки, закрепления и центрирования электрода-
инструмента и обрабатываемых штампов используются приспосо-
бления, состоящие из нижней плиты с гнездом для закрепления
250
Рис. 133. Три части электрода-инструмента для обработки полости штампа
коленчатого вала
штампа с помощью сменных базовых упоров и прижимных
клиньев, верхней плиты с посадочной частью для закрепления
электродов, направляющих узлов и колонок. Направляющие узлы
обеспечивают легкое перемещение в вертикальном направлении
верхней плиты с электродами в условиях загрязненной продук-
тами эрозии рабочей жидкости. В специальных втулках разме-
щены два ряда по три оси катков — шарикоподшипников, которые
своей наружной обоймой катятся по колонке. Втулки с осями
помещаются в промежуточной текстолитовой втулке, запрессо-
ванной в верхней плите, что предохраняет рабочего от удара
током.
На АЗЛК штампы закрепляют с помощью магнитной плиты,
смонтированной на нижней плите. Для точного расположения
укрепленного в шпинделе станка электрода относительно базовых
поверхностей заготовки штампа, находящегося на рабочей по-
верхности стола, применяют также накладной шаблон, имеющий
вырез, соответствующий профилю обрабатываемой фигуры. Ша-
блон штифтами базируют по боковой поверхности контрольного
угла штампа.
При серийном изготовлении (более 5 шт.) электродов-инстру-
ментов целесообразно обрабатывать фасонные инструменты «вих-
ревым копированием» на модернизированных станках 4592.
В основу работы станка положен способ обработки снятием
стружки резаком путем объемного копирования на заготовке
формы инструмента. Обработка осуществляется при поступатель-
ном движении с круговой траекторией, когда все точки инстру-
мента или изделия описывают окружность одинакового радиуса,
и любая проходящая через них прямая остается во время движения
параллельной самой себе. Обрабатываемая заготовка подается
в направлении резака таким образом, что последний как бы вда-
вливается в нее. Частицы (стружки) графитированного мате-
риала через отверстие в инструменте отсасываются из зоны
обработки.
Резак изготовляют методом литья из эпоксидной смолы с от-
вердителем в смеси с абразивным зерном в соотношении 1 : 2
по массе. При изготовлении электродов-инструментов для обра-
251
ботки ковочных штампов применяется зерно 0,4—0,6 мм. Режу-
щим элементом резака на торце и на фасонной части является
абразивное зерно.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ШТАМПОВ
Электрохимическая обработка, основанная на явлении анод-
ного растворения, заключается в том, что при прохождении тока
через электролит электрод, подключенный к положительному
полюсу (аноду), растворяется. При этом металл заготовки пере-
водится в ионное состояние и выносится проточным электролитом
из зоны обработки. В качестве электролита применяют растворы
нейтральных солей, преимущественно водный раствор хлористого
натрия, прокачиваемый через весьма малый (0,1—0,5 мм) меж-
электродный зазор, причем в результате того, что быстрее раство-
ряются те участки деталей, которые ближе к поверхности элек-
трода-инструмента, в процессе обработки профиль инструмента
копируется на обрабатываемую деталь. Точность отображения
поверхностей достигает 0,2—0,3 мм. Существуют способы, по-
вышающие точность обработки до 0,02—0,08 мм.
Метод особенно эффективен при обработке обтекаемых поверх-
ностей, поскольку при этом обеспечиваются наилучшие условия
протока электролита без завихрений. При электрохимической
обработке достигается шероховатость поверхности Ra = 0,16 мкм.
Производительность электрохимической обработки деталей из
жаропрочных и высокопрочных сталей в 2—3 раза выше электро-
эрозионной — электроимпульсной обработки. Преимущество
электрохимической обработки по сравнению с электроэрозионной:
достижение малой шероховатости поверхности, незначительный
износ электродов-инструментов и отсутствие трещин. Недостатком
являются ограничения, связанные с плавностью формы обраба-
тываемой поверхности, исключающей завихрение электролита
и необходимость источников тока большой силы.
Электрохимическим способом можно обрабатывать детали без
предварительной механической обработки, однако он после пред-
варительной механической обработки более эффективен. Электро-
химическая обработка может быть использована для уменьшения
шероховатости поверхности после электроимпульсной обработки.
Инструменты-катоды, применяемые при электрохимической обра-
ботке в местах формообразования, имеют негативный профиль
обрабатываемой поверхности; геометрия профиля электрода экви-
дистантна профилю готовой детали. Точность электрохимической
обработки зависит от равномерности зазоров и стабильности
технологических параметров. Для повышения точности обработки
применяют корректирование инструмента-катода. В некоторых
простых случаях корректирование производят графическим расче-
том поверхности инструмента-катода. В экстремальной точке
анодной поверхности определяют местный зазор h0, а в каждой
252
точке анодной поверхности измеряют угол а наклона местного
элемента поверхности к направлению подачи катода-инструмента.
Считается, что локальный межэлектродный зазор h = hQ sin а,
и каждая точка катода от ближайшей точки анодной поверхности
отстоит на величину соответствующего локального зазора h.
Указанная методика не учитывает ряда факторов электрохими-
ческих процессов.
Материалом для изготовления катодов служат в основном
медь, латунь и нержавеющая сталь, а изоляцией — органическое
стекло, капрон, эбонит, пластмассы и др. Инструменты-катоды
применяются двух типов — открытые и закрытые. Открытые
катоды применяются для чистовой обработки цилиндрических,
шести- и восьмигранных поверхностей и употребляются в станках,
где катод крепится неподвижно. Закрытый катод представляет
собой металлический стержень или трубку, изолированную сна-
ружи. Неизолированным остается лишь то место, где должна
производиться обработка в деталях. Эти катоды применяются
в станках, где катод имеет поступательное движение. Инструмент-
катод при электрохимической обработке не соприкасается с обра-
батываемой поверхностью, между ними должен быть зазор 0,1 мм
и больше. Величину зазора устанавливают экспериментально.
При электрохимической обработке стали образуется гидрат за-
киси железа, который, окисляясь, переходит в гидрат окиси же-
леза и выпадает в осадок. Потоком электролита гидрат окиси
железа вымывается из межэлектродного промежутка. Частицы
окиси железа дисперсны и находятся в электролите во взвешенном
состоянии. При непрерывном использовании электролита эти
частицы вновь попадают в зону обработки и при большой кон-
центрации в электролите снижают производительность процесса
и увеличивают шероховатость обрабатываемой поверхности. Элек-
тролит очищают добавлением полиакриламида (600—700 г/ма),
способствующего выпадению осадка на дно. В баках-отстойниках
шлам периодически сливают, а на всасывающих трубопроводах
устанавливают фильтры. Для лучшей очистки применяют также
центрифуги.
Для копировально-прошивных операций, выполняемых элек-
рохимическим методом, в ЭНИМСе создана гамма универсальных
копировально-прошивочных станков (табл. 18). Скорость внедрения
инструмента в деталь до 5 мм/мин. При изготовлении штампов
из сталей 5ХНВА и 12ХМЗА подача 0,6—2,5 мм/мин, точность
обработки от ±0,08 до ±0,15 мм.
По данным ЗИЛа, формующая поверхность кузнечного штампа
для шатуна автомобиля изготовляется на электрохимическом
станке за 1 ч, что в 3 раза быстрее, чем на электроимпульсном,
и в 4 раза быстрее, чем на копировально-фрезерном станке. При
этом объем слесарной обработки после электрохимической соста-
вил всего 2—5 ч, т. е. в 3—5 раз меньше, чем после копировально-
фрезерной обработки.
253
Таблица 18
Техническая характеристика электрохимических
копировально-прошивочных станков
Параметры	4421	4422	4423	4424
Максимальная площадь обрабатываемой поверх- ности, см2	 Максимальный размер обрабатываемой детали, мм		75	150	300	600
	110Х230Х	220Х350Х	350Х480Х	500Х 480Х
Максимальный ток ис- точника питания, А . .	Х100 1600	Х120 3200	Х300 6300	Х400 12 500
Размер рабочей поверх- ности стола, мм ... .	160X250	250X400	400X620	630Х 1000
Точность электрохимического формообразования в значитель-
ной степени зависит от межэлектродного зазора. Однако в силу
ряда причин, связанных с эвакуацией продуктов обработки
и обеспечением устойчивости процесса электрохимического формо-
образования, межэлектродный зазор обычно составляет 0,1—
0,5 мм.
Для повышения точности электрохимического формообразова-
ния разработан новый способ обработки вибрирующим электродом,
на который подается импульсный ток. При этом в момент сближе-
ния и касания электродов напряжение понижается. Автомати-
ческое регулирование рабочего зазора осуществляется подачей
напряжения на электроды в момент их касания, последующего
выделения импульсов тока, их выпрямления, интегрирования,
сравнения и усиления. Вибрация катода способствует быстрому
обмену электролита в промежутке между электродами, а подача
импульсного тока при малом зазоре, стабильно поддерживаемом
с точностью 0,01 мм, позволяет повысить точность обработки
до величины, соизмеримой с суммарной точностью изготовления
электрода, его установки и ориентации ±0,05 мм.
Известен другой способ повышения точности электрохими-
ческой обработки, разработанный в ЭНИМСе. Процесс анодного
растворения реализуется при малом межэлектродном зазоре
(0,02—0,08 мм) в ламинарном режиме течения электролита с пе-
риодической промывкой межэлектродного пространства в турбу-
лентном режиме, причем режим меняется при постоянном давлении
электролита на выходе с использованием гидравлических свойств
промежутка (рост гидравлического сопротивления при уменьше-
нии зазора) путем периодического отвода электродов на расчетное
расстояние. В отличие от способа обработки с гармоническим
колебанием катода при данном способе катоду-инструменту за-
254
дается циклограмма рабочих перемещений определенной формы.
Схема скомпонована в отдельном блоке, который может быть
использован на серийных электрохимических станках. Рекомен-
дуется использовать циклический процесс в качестве финишной
операции после обычной электрохимической или электроимпульс-
ной обработки. При этом процессе точность копирования достигает
0,02—0,08 мм, а шероховатость поверхности Ra = 0,16 ч- 1,25 мкм,
что в несколько раз сокращает объем доводочных работ.
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ШТАМПОВ
Выбор температуры нагрева штампа под закалку определяется
химическим составом стали. Допускается посадка деталей штампов
в печь при температуре до 400° С. Нагрев до температуры 650° С
ведется со скоростью 80° С/ч. При этой температуре дается вы-
держка для штампов массой до 500 кг 2,5 ч, для штампов весом
до 1000 кг 3—4 ч и для более тяжелых 4—5 ч. Дальнейший нагрев
нужно вести со скоростью 100° С/ ч. Штампы с резкими перехо-
дами поверхностей следует нагревать медленнее. Выдержка при
температуре закалки для малых штампов 5,5 ч, для средних
и крупных 8—9 ч и особо крупных (более 2 т) 10—11 ч.
Штампы под закалку и отпуск нагревают в пламенных печах.
Для сокращения общего времени нагрева получил применение
нагрев под закалку токами высокой частоты и токами промышлен-
ной частоты. Для сокращения времени закалки находит при-
менение изотермическая закалка.
Перед поставкой в печь боковые поверхности штампа с обра-
ботанными ручьями необходимо обмазывать огнеупорной глиной
с асбестом, а зеркало штампа — фигуру засыпать отработанным
карбюратором или прокаленной чугунной стружкой, а затем обма-
зывать глиной и асбестом. Малые штампы следует укладывать
фигурой вниз на поддон с отработанным карбюризатором толщи-
ной 34—40 мм. Перед закалкой штамп необходимо тщательно
очищать от остатков карбюризатора, от обмазки и окалины.
Закалка обычно производится в специальных ваннах, в которых
обеспечивается принудительная циркуляция масла. Более эффек-
тивно охлаждение с подачей масла под давлением на ручей
(рис. 134). Применяется также охлаждение водовоздушкой смесью
под давлением.
После закалки штампы подвергают отпуску, который необ-
ходим, чтобы снять внутренние напряжения, снизить хрупкость
стали и получить заданную твердость. Оптимальная температура
отпуска и, следовательно, твердость штампов обычно связываются
с размерами штампа и принятым технологическим процессом их
изготовления. Режимы отпуска штампов в зависимости от задан-
ной твердости приведены в табл. 19. Скорость нагрева уста-
навливается не более. 50° С/ч. После проведения общего отпуска
штампа хвостовики штампов подвергают дополнительному от-
255
1
ГМ
Установка для закалки
а — горячей
штамповки; _	___„____ ____г..^,
труба для подвода жидкости; 2 — труба
для слива; 3 — переставные опорные са-
лазки; 4 — матрица; 5 — насос; 6 — при-
зматическая опора; 7 корпус прижима;
8 — сопло
Рис. 134.
штампов:
штамповки; б — холодной
в — выездных матриц; / —
J2Z2SZZZZZZZZZZ—
у
XSSSSS33
A~A

пуску для снижения твердости. Хвостовики штампов, изгото-
вленные из стали 5ХНТ, отпускают при температуре 700—720° С;
нагрев ведут на специальных плитах или в специальных печах.
После нагрева и выдержки при указанной температуре штампы
охлаждают с печью до температуры 350—500° С. Последующее
охлаждение ведут на воздухе.
Термическая обработка токами высокой частоты применяется
для рабочих частей штампов холодной штамповки, закаливаемых
на высокую твердость. Целесообразность термической обработки
штампов для горячей штамповки на высокую твердость до насто-
ящего времени окончательно не определена. Увеличение твер-
дости вызывает охрупчивание материала, в результате чего ве-
роятность разрушения его возрастает. Кроме того, высокая твер-
дость гравюры штампа под действием тепла деформируемого
металла быстро снижается. При определении твердости штампа
необходимо исходить из условий его работы и материала, а также
преобладающего вида износа. Известно, что поверхностное по-
вышение твердости в ряде случаев значительно снижает износ
штампов. Ряд сталей (например, ЗХ2В8Ф) незначительно снижают
твердость при нагреве в процессе штамповки.
С целью повышения поверхностной твердости на ряде заводов
ручьи штампов или вставки обрабатывают токами высокой ча-
стоты. При закалке штампа из стали ЗХ2В8Ф для штамповки
конических зубчатых колес первоначально производится объемная
термическая обработка вставки на твердость HRC 42—46. Затем
с помощью индуктора по форме зуба на установке ТВЧ произ-
водится нагрев до температуры 1150—1200° С в течение 2—3 с.
266
Таблица 19
Режимы термической обработки штампов горячей штамповки
Сталь	Температура закалки, °C	Твердость после за- калки HRC	Температура отпуска,	Твердость после отпуска	
				НВ	HRC
5ХНТ	830—850	53—58	475—485 * 485—510 2	387—430 364—402	41—45 39—43
5ХНМ 5ХНВ	830—860	54—58	520—5401 530—550 2 560—580 3	387—430 364—402 321—364	41—45 39—43 35—39
5ХНС	850—870	55—59	500—5201 510-530 2 520—540 3	387—430 364—402 321—364	41—45 39-43 35—39
5ХГМ	820—840	53—58	490—520 1 530—560 2	387—444 : 363—397	41-44 36—48
5ХНСВ	850—870	55—59	520—5401 530—550 2 550—570 3	387—430 364—402 321—364	41—45 39—43 35—39
ЗХ2В8	1050—1100	49—52	600—620	402—474	42—48
4ХВ2С	870—900	52—59	240—2701 420—450 2	512—540 430—460	53—55 46-48
4ХВ2С	856—875	58—60	240—2701 420—450 2	512—540 430—460	53—55 46—48
4Х5В2ФС	1060—1080	52—54	570—600	—	45—50
4Х5В4ФСМ	1060—1070	54—56	600—620	—	45—50
ЗХ2В8Ф	1120—1140	54—56	600—6101 640—650 2	—	50 45
4ХЗВ2ФМ2	1090—1110	54—56	610—620 * 650—660 2	—	50 45
1 Для мелких штампов.
2 Для средних штампов.
3 Для крупных штампов.
2'57
Охлаждение происходит в результате отвода тепла в тело. Твер-
дость после закалки HRC 56—59. Стойкость штампов после ука-
занной термической обработки повысилась в 2—3 раза.
СТРУЙНАЯ ОБРАБОТКА И ПОВЫШЕНИЕ
СТОЙКОСТИ ШТАМПОВ
К струйным методам относится дробеструйная, гидроабразив-
ная и комбинированная обработка. Применение струйных методов
обработки способствует механизации отделочных операций в про-
изводстве штампов. Чистовая обработка штампов различной кон-
фигурации в данном случае осуществляется на простом (по прин-
ципу действия) универсальном оборудовании. Для обработки
штампов применяют установки эжекционного типа, если можно
с несколькими соплами, расположенными под углом 60°. В про-
цессе обработки штамп должен медленно перемещаться и покачи-
ваться на угол до 20°. При таком устройстве возможна обработка
ручьев сложной конфигурации. В результате гидроабразивного
полирования шероховатость поверхности уменьшается с Rz =
= 20 мкм до Ra ~ 0,32 мкм; продолжительность процесса 5—
8 мин; производительность по сравнению с полированием увели-
чивается на 80%. Износостойкость штампов повышается на 10—
20% в результате улучшения микрогеометрии и физико-механи-
ческих свойств поверхностного слоя.
Для повышения стойкости штампов применяют дробеструйную
обработку ручьев. Эффективность обработки штампов дробью
проявляется в повышении твердости, образовании остаточных
напряжений сжатия и придания поверхности ручья основидной
микрогеометрии. При обработке штампов дробью размером 0,8—
1,2 мм шероховатость поверхности достигает Ra = 1,25 мкм.
Работами Э. А. Сателя и М. А. Елизаветина установлено, что обра-
ботка дробью повышает предел выносливости деталей на 10—
25% по сравнению с полированием, а по сравнению с дробеструй-
ным наклепом с последующим гидрополированием на 36%. В ра-
боте П. А. Чепа установлено, что при дробеструйной обработке
устраняются направленные следы предшествующей обработки
и изменяется микрорельеф поверхности. Однако поверхность
покрывается сферическими лунками. На границах лунок обра-
зуются острые изогнутые вершины. В ряде случаев такой рельеф
приводит к залипанию заготовки в штампе.
Для дробеструйной обработки применяют гравитационные,
механические и пневматические установки. Из них наиболее
удобны пневматические установки, на которых движение дроби
сообщается струей воздуха под давлением 5—8 кгс/см2. К досто-
инствам пневматических установок следует отнести возможность
получения направленного концентрированного потока дроби,
что позволяет обрабатывать труднодоступные участки ручьев
штампа.
258
Гидроабразивная обработка штампов после дробеструйного
наклепа скругляет острые вершины неровностей поверхности.
В результате осуществления двух видов обработки образуется
основидный рельеф поверхности, шероховатость поверхности Rz =
= 20	40 мкм.
Микрорельеф оказывает существенное влияние на контактные
явления, происходящие в процессе штамповки. На микрорельефе,
полученном при комбинированной обработке, температура кон-
такта при штамповке на 80—100° С ниже, чем при полировании
до шероховатости Ra = 0,63 ч- 1,25 мкм, снижается коэффи-
циент трения на 30—50% без смазки и на 100% при применении
смазки. Этот эффект объясняется повышенным термическим со-
противлением контакта «деформируемый металл — инструмент!.
Благодаря наличию более толстых слоев граничных наполнителей
смазки и снижению фактического контакта металлических по-
верхностей при микрорельефе поверхности штампа стойкость
штампов в результате комбинированного метода обработки по-
вышается в 1,5—2 раза.
В настоящее время известны методы, повышающие стойкость
оснастки: связанные с применением новых марок сталей и ме-
таллокерамики; металлизация поверхностей деталей оснастки
износостойкими сплавами; поверхностное упрочнение деталей
химико-термической обработкой и гальваническими процессами;
упрочнение деформированием.
Для прессовых штампов для штамповки шатуна на ГАЗе
применяют сложнолегированную сталь 4Х5В2ФС. Стойкость
штампов из этой стали в 2 раза выше, чем сталей 5ХНМ и 5ХНВ.
Внедрение азотирования штампов из указанной стали повышает
их стойкость по сравнению с неазотированными в 2 раза. Режим
азотирования, обеспечивающий высокую стойкость и надежность
работы штампов, следующий: первая ступень 520° С — 36 ч, сте-
пень диссоциации аммиака 25—35%; вторая, ступень 560° С —
8 ч без подачи аммиака. При этом получается азотированный слой
глубиной 0,32—0,4 мм и твердость HRC 58—62. Наличие в азо-
тированном слое нитридной корочки и сетки, а также грубых
нитевидных нитридов недопустимо, так как это приводит к обра-
зованию разгарных трещин и к преждевременному выходу штам-
пов из строя. На ЗИЛе азотируют молотовые штампы, изготовлен-
ные из стали 40ХСМФ. В результате азотирования стойкость
штампов увеличивается в 2 раза. Азотирование является перспек-
тивным методом поверхностного упрочнения мартенситностаре-
ющих сталей (Н18К9М5Т), которые могут быть использованы
в качестве штамповых материалов.
Комплексное насыщение штампов хромом, азотом и углеродом
осуществляется в печи при температуре 900—1000° С в составе
среды (%): 71 Сг, 2,8 К4 Fe(CN)e, 5,3 карбюризатора, 11 мочевины,
1 NH4C1, остальное А1аО3. Матрицу помещают в специальное
приспособление с указанным составом и герметизируют силикат-
259
ной глыбой. После выдержки в печи приспособление вместе с ма-
трицей охлаждают на воздухе. Затем матрицу подвергают нор-
мальной термической обработке по оптимальному режиму на
твердость сердцевины HRC 45—48. Стойкость матриц (5ХНМ)
повышается в 2—2,5 раза.
При выборе метода термохимического упрочнения необходим
дифференцированный подход; при этом следует учитывать марку
стали и характер износа штампа в работе. В зависимости от усло-
вий работы штампа необходимо определять оптимальную вели-
чину упрочненного слоя и режимы термической обработки с тем,
чтобы оптимально сочетать свойства упрочненного слоя с сердце-
виной [6, 16].
Широко применяется также жидкостное борирование штампов
в расплаве солей с порошком бора и методом погружения в рас-
плав буры хлористого натрия и порошка аморфного бора. В дан-
ном расплаве скорость борирования стали У8 в 2 раза выше, чем
в расплаве буры с 40% карбида бора.
Находит применение кобальто-молибденовое и кобальто-воль-
фрамовое покрытие горячих штампов. Оптимальные электролиты
содержат 150 г/л сульфата кобальта, 100 г/л титаната натрия,
20 г/л хлорида натрия при pH 1—5 или 150 г/л сульфата кобальта,
100 г/л гентоната натрия, 40 г/л борной кислоты, 15—40 г/л
вольфрамита натрия при pH 1,5—2. _
Стойкость штампов для листовой штамповки повышается по-
верхностным упрочнением. Для вытяжных штампов эффективно
применять борирование, азотирование и карбоцементацию. Вы-
тяжные штампы можно обрабатывать и виброобкаткой.
Для вырубных, пробивных, совмещенных и гибочных штампов
эффективно применять электроискровое легирование твердыми
сплавами толщиной 0,05—0,12 мм. Электроискровое легирование
значительно повышает стойкость штампов. Для электроискрового
легирования штампов применяют специальные установки ЭФИ-25
и ЭФИ-45.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ОБРАБОТКИ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ
РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ПРЕСС-ФОРМ И ШТАМПОВ
При сопоставлении эффективности различных методов обра-
ботки штампов кроме обычных технико-экономических показате-
лей необходимо учитывать возможность обработки выбранным
методом, изготовление эталонной детали, электродов-инструмен-
тов, подготовку программ и затраты, связанные с дообработкой
обработанной поверхности слесарной пригонкой и доводкой.
Собственно механическая обработка деталей крупных штампов
и пресс-форм производительнее, чем электроэрозионная. При
использовании высокопроизводительного режущего инструмента
из твердого сплава разница в объеме удаляемого металла за один
и тот же отрезок времени может достигать 30—50%, в связи с чем
удаление основной массы металла следует производить металло-
режущим инструментом. Эффективность механической обработки
снижается при необходимости использования фасонного инстру-
мента и фрезерования по копирам. В этом случае сказываются
затраты времени на изготовление эталонной модели для копиро-
вания и необходимость в последующей ручной доводке. По произ-
водительности копировально-фрезерные станки примерно равно-
ценны фрезерным станкам с ЧПУ.
Подготовка программы для работы на станках с ЧПУ — весьма
трудоемкий процесс. Существенный эффект, однако, может быть
получен, если при изготовлении модели или эталона используется
чертежная установка, сообщающая через ЭВМ необходимые дан-
ные для программирования, которые затем автоматически вво-
дятся в блок ЧПУ станка. Во многих случаях оказывается вы-
годным вести обработку с помощью оптических копировальных
головок, действующих непосредственно по контуру чертежа.
Такой способ, в частности, выгодно применять при изготовлении
фасонных электродов-инструментов для электроэрозионной обра-
ботки. Когда изготовление деталей штампа или пресс-формы
связано с рядом промежуточных этапов, при каждом из которых
приходится фрезеровать фасонные поверхности, а эталон имеется
только на готовую деталь, применение станка с ЧПУ позволяет
использовать один программоноситель для изготовления штампа
и других деталей оснастки.
2GI
При обработке штампов из твердых сплавов и деталей, терми-
чески обработанных на высокую твердость, рекомендуется при-
менять электрофизические и электрохимические методы обра-
ботки. После электроэрозионной обработки значительно сокра-
щается объем слесарно-доводочных работ. Электроэрозионная
обработка с использованием генераторов, работающих на безыз-
носных режимах, позволяет получить детали высокой точности
с шероховатостью поверхности в пределах Ra = 0,32 -ь 0,63 мкм.
Экономически целесообразно электроэрозионной обработкой
достигать шероховатости поверхности Rz = 10 -г- 20 мкм. Даль-
нейшее снижение шероховатости поверхности целесообразно про-
изводить абразивной доводкой или гидроабразивной обработкой.
Вспомогательная модель для изготовления электродов-инстру-
ментов может использоваться в качестве эталонной для предвари-
тельного фасонного фрезерования. Такая двухстадийная обра-
ботка: предварительная — механическая и окончательная —
электроэрозионная получает распространение в случае необходи-
мости удаления большого количества металла. Эффективность
электроэрозионной обработки увеличивается по мере совершен-
ствования производства электродов-инструментов.
Электрохимической обработкой можно достигнуть шерохова-
тость обработанной поверхности Ra — 0,08 мкм. После электро-
химической обработки требуется минимальный объем слесарно-
доводочных работ.
При оценке экономичности того или иного метода обработки
производят предварительные расчеты для определения машинного
времени и стоимости обработки (с учетом копиров и электродов).
Для копировально-фрезерной обработки основное машинное
время
k-Ф =/-мин,
где I — длина пути, проходимого фрезой в направлении подачи,
зависящая от длины контура и числа проходов; s' — подача,
мм/мин.
При электроэрозионной и электрохимическом прошивании
где h — глубина профиля (полости), мм; s" — скорость про-
шивания, мм/мин.
При фрезеровании по копиру подача при черновой обработке
составляет около 600 мм/мин, при получистовой около
1000 мм/мин. Большая точность в зависимости от вида фрезеро-
вания — строчного или копировального фрезерования по за-
мкнутому контуру — достигается при подаче 400—700 мм/мин.
При чистовой электроэрозионной обработке скорость прошивания
составляет в среднем 0,2 мм/мин, при черновой 0,8 мм/мин, при
262
получистовой 0,3 мм/мин. При электрохимическом прошивании
принятая скорость обработки составляет 0,4—2,5 мм/мин.
Затраты на электрокоррозионную обработку штампов на 50%
ниже, чем на копировально-фрезерную обработку. Электрохими-
ческая обработка штампов средней величины со средней слож-
ностью профиля дает экономию в стоимости до 70—80%. Условием
широкого применения электрохимической обработки является
изготовление большого количества одинаковых профилей, так как
высокие первоначальные затраты на электрохимическое оборудо-
вание требуют во всех случаях полной загрузки станка. Для
штампов с несложной геометрией более экономична копировально-
фрезерная обработка.
Стоимость обработки зависит от степени сложности ее формы
и числа обрабатываемых деталей. Под степенью сложности пони-
мают число основных геометрических поверхностей, образующих
профиль инструмента.
Затраты на изготовление первой детали с увеличением слож-
ности формы для электроэрозионной и электрохимической обра-
ботки возрастают почти параллельно, хотя при электрохимической
обработке ввиду высокой часовой стоимости эксплуатации станка
эти затраты выше. При обработке детали с малой степенью слож-
ности следует отдавать предпочтение фрезерованию. С увеличе-
нием числа обрабатываемых деталей резко уменьшается стоимость
электрохимической обработки за счет длительного использования
электрода. Небольшое уменьшение стоимости обработки фрезеро-
ванием при увеличении числа обрабатываемых деталей дости-
гается сокращением подготовительно-заключительного времени.
В зависимости от сложности профиля стоимости электроэрозион-
ной и электрохимической обработки совпадает при числе изгото-
вляемых деталей 15—30 шт.
Оценка экономической эффективности применения станка
с ЧПУ базируется на критерии минимума приведенных затрат,
которые представляют собой сумму годовых текущих затрат на
изготовление детали и приведенных к годовой размерности капи-
тальных затрат. В ряде случаев целесообразно определять при-
веденные затраты на машино-час. В капитальных затратах учиты-
вается стоимость оборудования, приспособлений и оборотных
средств. Область применения различных вариантов технологии
зависит от сложности детали, размера партии и уровня автомати-
зации технологической подготовки производства для станков
с ЧПУ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА
ОБРАБОТКИ ПРЕСС-ФОРМ И ШТАМПОВ
Центральным проектным конструкторским бюро механизации
и автоматизации (ЦПКБМА, Рига) разработана методика опре-
деления оптимального варианта изготовления формообразующих
263
деталей, основанная на комплексном технико-экономическом ана-
лизе возможности применения различных методов обработки.
В соответствии с предлагаемой методикой вначале путем после-
довательного ввода различных ограничений выявляется техни-
ческая возможность применения одного или нескольких высоко-
производительных методов обработки. Затем на втором этапе
определяется экономически наиболее целесообразный вариант
изготовления и при необходимости выявляется его эффективность
по сравнению с традиционной слесарно-механической обработкой.
Для выбора технически возможных вариантов разработаны
специальные таблицы, по которым производится поэтапный анализ
чертежей формообразующей детали и общего вида штампа или
формы по факторам, ограничивающим возможность применения
различных методов. Факторами, ограничивающими техническую
возможность применения того или иного метода обработки, яв-
ляются вид штампа или формы по назначению; материал формо-
образующих деталей; требуемые точности размеров и шерохова-
тость рабочих частей формообразующих деталей; требуемая стой-
кость формообразующих деталей; стойкость мастер-инструмента,
используемого для изготовления формообразующих деталей (воз-
можность продублировать изготовление формообразующих дета-
лей); сложность конфигурации рабочего контура (полости) формо-
образующих деталей; размеры изготовляемых деталей оснастки.
Экономически наиболее целесообразный вариант обработки
следует выбирать путем анализа сравнительной экономической
эффективности всех вариантов, используя для этого нормативы
приведенных часовых затрат по эксплуатации оборудования
и рабочих мест [10, 44, РТМ 25.273-77].
Экономическая эффективность различных методов обработки
или применения новых станков производится на основе показателя
народнохозяственных приведенных затрат по методике определе-
ния экономической эффективности внедрения новой техники,
утвержденной Госпланом СССР.
Приведенные затраты по каждому варианту представляют
собой сумму текущих затрат на изготовление продукции и норма-
тивных отчислений от соответствующих капитальных вложений
в производственные фонды [5, 10, 45]
СП = С + £Д,
где С — текущие затраты по каждому варианту, руб.; К. — капи-
тальные вложения по каждому варианту, руб.; Еи = 0,2 — норма-
тивный коэффициент сравнительной эффективности капитальных
затрат — обратная величина окупаемости.
Наиболее экономичен тот вариант, который имеет наименьшую
величину приведенных затрат. Для определения сравнительного
экономического эффекта различных вариантов технологического
процесса служит технологическая себестоимость обработки, кото-
рая включает не все затраты, связанные с процессом обработки,
264
а только те, которые меняются с изменением процесса обработки.
Экономическая эффективность
э == цсх+ад - (с,+ад1 Ajy,
где Ап — годовая программа; Clt С2 — соответственная техноло-
гическая себестоимость вариантов, руб.; Klt К.% — капитальные
затраты для каждого варианта, руб.
Расчет технологической себестоимости операции при сравне-
нии различных вариантов обработки детали может быть выполнен
двумя способами, основывающимися на определении величины
расходов по каждому элементу затрат, различающемуся в сопо-
ставимых вариантах; на основании нормативов затрат, приходя-
щихся на 1 ч работы оборудования. Первый метод используется,
когда требуется точный и по возможности конкретный анализ
величин отдельных затрат, составляющих технологическую себе-
стоимость операции. При этом по каждому элементу затрат рас-
ходы определяются прямым счетом, что сложно и трудоемко.
Быстрее искомые результаты получают с помощью коэффициен-
тов затрат: машино-коэффициентов Ки, коэффициентов часовых
затрат и коэффициентов часовых приведенных затрат. Приведен-
ные (с учетом капитальных) часовые затраты по эксплуатации
оборудования
Сп.3 = С3 + С,.э + ЕК„
где С3 — часовая заработная плата производственного рабочего
с начислениями при работе на данном рабочем месте, руб.; С,.а —
часовые затраты по содержанию и эксплуатации данного рабочего
места, руб.; ЕКЧ — удельные, отнесенные к одному часу работы
оборудования, капитальные затраты, приведенные к текущим
с помощью нормативного коэффициента эффективности затрат
(Е = 0,2).
Технологическая себестоимость операции с учетом нормативов
приведенных часовых затрат
С — ^п.
где tt — норма времени на операцию, нормо-час.
Для определения эффективности сравниваемых вариантов необ-
ходимо учесть еще относительную производительность этих ва-
риантов. Приведенные часовые затраты, отнесенные к производи-
тельности в единицу времени или к относительной производи-
тельности (коэффициенту производительности), названы крите-
рием приведенных затрат.
За единицу измерения производительности метода обработки
рекомендуется принимать съем металла (мм3) в единицу времени
(мин). Тогда критерий приведенных затрат
п _ ^п.з
а~ Па ’
9 М. М. Палей
265
где Па — часовая производительность оборудования; характери-
зуется объемом удаляемого металла, мм3/мин.
Критерий показывает, каковы затраты (коп.) на выполнение
одного и того же объема работы (удаления 1000 мм3 металла)
при средних показателях точности и шероховатости поверхности.
При сопоставлении вариантов обработки или оборудования наи-
более выгодным должен быть признан тот, который имеет мини-
мальный критерий приведенных затрат. Годовая экономия Э
от внедрения нового метода или оборудования
Э = (РЯ1-Рв2)^.руб,
где Ра, и Ра, — критерии приведенных затрат соответственно по
старому и новому оборудованию, коп/тыс. мм3; Ф — трудоемкость
выполнения годовой программы на старом оборудовании, ч;
П — показатель производительности старого оборудования,
тыс. мм3/ч; 100 — показатель перевода коп. в руб.
С целью исключения субъективности принимаемых при раз-
работке технологических процессов решений и обеспечения выбора
оптимального варианта изготовления формообразующих деталей
следует формализовать его поиск, используя соответствующий
математический аппарат и технические средства.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ КООРДИНАТ [48]
Эскиз
Содержание работы
и исходные данные
Определение величины
перемещения стола для
совмещения оси шпинде-
ля с центром отверстия,
заданными от исходной
точки, являющейся вер-
шиной угла
Дано: 2R = 16 мм,
у = 30°, г= 10 мм
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Основные расчеты
Вспомогательные расчеты
+ 18 = А + /? + д+ г;
= А + 8 + л + 10 — 18;
х = п+ А;
л Я
А — —------sin <р;
sin а
х = 2,928 + п
а = 45°;
sin а = 0,707107;
<р = 45 — 30°= 15°;
sin <р = 0,258819;
А~ одаот-».258819-
= 2,928 мм
Содержание работы
и исходные данные
Эскиз
268.
Определение расстояния
между центрами двух
технологических отвер-
стий, используемых для
построения фасонного
профиля
Дано: /? = 25 мм,
г = 10 мм, В = б мм
Определение координат
центров технологических
отверстий, используемых
для построения равно-
бедренного прямоуголь-
ного треугольника
Дано: А, а = 45°,
7? = 8 мм
Продолжение прилож. 1
Освоение расчеты
Вспомогательные расчеты
х = 2а;
а = /с®^р;
с = /? — г; b = г — е;
х = 2а = 28,28 мм
с = 25— 10= 15 мм;
Ь== 10— 5— 5 мм;
а = /225 — 26 = V200 =
— 14,14 мм
* = /?ctg-y;
у = Rl Х1 = A — m;
m = /?j ffi = Д — 6;
® = B = /?ctg-y;
* = 8-2,414= 19,312;
у = 8; gi = A — 8;
У1=*А — 19,312
-у-= 22° 30';
ctg -у = 2,414;
6 = 8-2,414=19,312 мм
Эскиз	Содержание работы и исходные данные
Определение координат
центров технологических
отверстий, используемых
для построения прямо-
угольного треугольника
Дано: а = 30°,
R = 5 мм, А
Определение координат
центров отверстий, огра-
ничивающих наклонную
прямую
Дано: а = 30°,
D = 12 мм, / = 10 мм,
= 40 мм
НО
о
<40
Продолжение прилож. 1
Основные расчеты	Вспомогательные расчеты
я = R ctg ; д= R\ Xt~ А — a; a — R; 91 — A ctg Р — Ь; Ь= Rtg я = 8,66 мм; 9 = 5 мм; Xt = А—5; 91 = 1,7324—18,66	= 30°; ctg = 1,732; tg Р= 1,732; = 15°; ctg = 3,732; Ъ = 5-3,732= 18,66; х = 5* 1,732 = 8,66 мм
к = А+ b; у = с — е;
А = I sin 30°;
Ъ = -у cos 30°;
с = I cos 30°;
е = ~ sin 30°;
хх = (I + 1г) sin 30° + 6;
У1 ~ G + h)cos зо° “е’»
х — 10,196 мм; у — 5,66 мм;
= 30,196 мм; = 40,3 мм
А = 10*0,5 = 5 мм;
Ь = 6*0,866 = 5,196 мм;
с~ 10*0,866 = 8,66 мм;
е — 6*0,5 = 3 мм
to
о
Эскиз	Содержание работы и исходные данные
1^	*	,1	Определение действи- < тельного центрального угла а и длины хорды х Дано: R = 32,48 мм, h = 8,94 мм
Определение координат
центров технологических
отверстий, используемых
для построения фасон-
ного треугольного про-
филя
Дано: Н = 30 мм,
R = 8 мм, а = 60°,
г = 3 мм
Продолжение прилож. 1
Основные расчеты
Вспомогательные расчеты
х = 2R sin — ;
Л . „ а
. а	h .
БШ 4 “ 2R ’
х = 44,758 мм
sin “г-
4
8,94
64,96
= 0,37097;
-?-=21о46' 30";
4
а = 87° 6';
sin-j- = 0,688987
X = A tg -у ; у = А — с;
A = ff + b; b = c—R;
а ’
sm -у
y = H + (c-R);
Xi = г ctg -у; У1 = г,
х, = 2х—rctg-y
t/2 — G х — 21,9393 мм;
у = 22 мм; хх = 5,1961 мм;
У1 = 3 мм
-у = 30°; sin -у = 0,5;
tg -у = 0,57735;
g
с =	= 16 мм;
О,о
b == 16— 8 = 8 мм
Содержание работы
и исходные данные
Эскиз
Определение координат
центров окружностей от-
носительно исходной
точки О
Измерение угла с по-
мощью индикаторного
глубиномера станка и
концевых мер длины
Продолжение прилож. 1
Основные расчеты	Вспомогательные расчеты
х = А — Ь; А = 25 sin 45°; b = 10 sin 45°; у = 25 cos 45° + 10 cos 45° = = 7,071 мм; х = 10,607 мм; у = 24,749 мм. Аналогичным путем опреде- ляются xlt ylt х2> у2	sin 45 = 0,707107; cos"45 = 0,707107; А — 17,678 мм; В =7071
tg «1 + tg «2 + 4-tga=-^y^-; tg «1 = ———; У1 — У tg a2 = ——— ; Уз~ Уг tg as = —- Уь — Уь	t/i — по глубиномерному уст- ройству станка; — по отсчетным устройствам станка; i = 1, 2, 3, 4, 5 и т. д. — точки отсчета
Содержание работы
и исходные данные
Эскиз
to
to
Определение координат
центров технологических
отверстий, ограничиваю-
щих короткую сторону
фигурной прорези
Дано: 7? = 36 мм,
/?!= 21 мм, а= 12° +
+ 3', г = 3 мм
Определение координат
центров окружностей,
ограничивающих тре-
угольный выступ с углом
при вершине а
Дано: R — 30 мм,
2а - 60°
Продолжение прилож. 1
Основные расчеты
Вспомогательные расчеты
* = (#i + г) cos (а + у);
У	= (#1 + г) sin (а + у);
хх = (R — г) cos (а + р);
У1	= (R — г) sin (а + Р);
у = 22,67 мм; у = 7,88 мм;
Xj = 31,555 мм;
уг = 9,657 мм
— = sin у = 0,125;
у = 7° 11';
—L— = Sin ft = 0,09009;
Ri — г v
Р = 5° 10'
X — l?cos6;
у — R sin б;
х = 30 cos 50° 25' = 19,16 мм;
у = 30 sin 50° 25' = 23,12 мм
6 = 90° —Р;
р = 30°+а1;
г 5 .
зо ’
а1=9°35'; Р = 39°35';
6= 50° 25'
Содержание работы
и исходные данные
Эскиз
Определение координат
центров отверстий диа-
метром 16А мм, если их
диаметральные плоско-
сти не проходят через
ось поворотно-делитель-
ного стола
ьэ
GO
Продолжение прилож. 1
Основные расчеты	Вспомогательные расчеты
х — 10 sin 45°; у = J//?2 —х2; х — 7,071 мм; у = 26,316 мм; координаты остальных отвер- стий определяются аналогич- ным способом /	sin 45° = 0,70711; R =	= 27,25 мм
Содержание работы
и исходные данные
Эскиз
Определение координат
центра отверстия, задан-
ного от скошенной и ба-
зовой поверхностей де-
тали, установленной на
столе
Дано: а = 38° + 2' и
размеры 30±0,01 мм и
50±0,01 мм
Определение координат
центра отверстия при на-
клонном положении де-
тали на пЛаншайбе
Дано: yt R, а, <р
Продолжение прилож. 1
Основные расчеты	Вспомогательные расчеты
	а = 38° +2';
х = 30 -j- а\ у = Ь-у а == 50 sin а; b — 50 cos а; Ьг = «! tg а; — х ~ 50;	sin а = 0,615661; cos а = 0,788011; tg а = 0,781286;
х = 60,783 мм; у = 47,825 мм	а = 30,783; 6 = 39,4; а± = 10,783 мм;
*	6Х = 8,425 мм
х = — cos ф + уг sin ф; *х = R + а; х = 12,036 мм	Ф = 30°; cos ф = 0,86603; sin ф = 0,5; Хх = 40 + 50,025 = 90,025 мм
Содержание работы
и исходные данные
Эскиз
Определение ко-
ординат центров
трех отверстий
детали, обраба-
тываемых при
различных уг-
лах наклона
планшайбы сто-
ла:
при обработ-
ке централь-
ного отвер-
стия
при обработ-
ке отверстия /
при обработ-
ке отверстия
II
Установка угла наклона
стола с помощью спе-
циального устройства и
плоскопараллел ьных
концевых мер длины
Дано: R = 175 мм,
h — 195 мм, г ~ 10 мм
Продолжение прилож. 1
Основные расчеты	Вспомогательные расчеты
х — — Xi cos ф + yr sin ф; у = xr sin ф + У! cos ф; х = 76,367 мм; у = 178,189 мм; х = xr sin ф + У1 sin ф; у = — х2 sin ф + r/i cos ф; х = 140,132 мм; у — 132,716 мм х = — cos ф + уг sin ф; у = хх sin ф + Уг cos ф; х = 54,805 мм; у — 199,074 мм	Ф = 45°; sin ф = cos ф = 0,70711; хх = 72 мм; yt — 180 мм Ф = 30°; cos ф = 0,86603; хг — 55 мм; у± — 185 мм ф = 60°; sin ф = 0,86603; хг — 145 мм;	147 мм
Для угла а = 0 -ь 45°
х = h — [1? sin (45° — а) + rj;
х = 195 —
— [175 sin (45° — а)+ 10]
Для угла а — 45 -4- 90°
х = h + [₽ sin (45° — а) г];
х = 195 +
+ [175 sin (45° — а) — 10]
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
to
° РАСЧЕТЫ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОФИЛЯ
Определяемая величина	Эскиз	Расчет
		
	а	Дано: a, a, r
Координата пересечения прямых по		Найти b
ролику, касательному к ним		_	. x / 90° — a \ ,
		b — a + r ctg	2	) + r
		
		Дано: r, a, a
Высота углового профиля по мерному	1 Cl/ n	Найти h, m, b
ролику	1/	*	h — r ctg ; tn = h + r; b = m — a
Глубина угловой впадины по мерному
ролику
Дано: г, а, Р, а
Найти h, т, b
ОС =
« + р
2
? = Р —a; Ti = v;
л = —,5, о
а р
sin—
Л= ОС cos 7i;
cos (Р — а);
/п=Л4-г; Ь—т — а

Продолжение прилож. 2
	Расчет
	Дано: г, а, а Найти: с с = а 4- 2r ctg -у- 4- 2г
	Дано: г, a, d, а Найти: h, с, b h ~ а — д + с + г; х 90° — а	. d , с= ctg		г; b = — tga
	Дано: R, г, а Найти: b, h — r)2 _ (а 4- г)2; h = Ь — г
	Дано: Я, г, а Найти: b, h Ь = У («4-г)2 —(а—г)2; Л=&4-г
Определяемая величина
Эскиз
bo
00
Элементы призмы
А
Величина радиуса окружности, вписан-
ной в угловую впадину:
1-й случай
2-й случай
Продолжение прилож. 2
Расчет
Дано: a, Z, а, R
Найти: Д, b
где	А — (2R cos а — 2а) ctg а + /, Д 	 1 c — 2R sin а; b = —-— tg а
Дано: А, а
Найти: г
л м°+4
4«—
_	. а 90° + a R 90° + Р
Дано: А, а,	, 6 =-------
Найти: г
е = 180° — (у + 6); ОВ = -Л ?--т- ;
1 '	sm е
г = О В cos (90° —6) ;
г = Л Sm Т cos (90° — 6)
sin е
Определяемая величина
Эскиз
3-й случай
Нормаль из центра дуги секущей на-
клонной, проходящей через заданную
точку
Нормаль из центра дуги к наклонной
прямой, проходящей через заданную
точку
СО
Продолжение прилож. 2
Расчет
п л « я 90° — (а + у)
Дано: Л, а, Р, 7, д =-------£———
£4
Найти: г
о = 90° —(Р —V); 8 = 90° — (6 + ш);
r=OB cos [90° (© + ?)]
Дано: /?, Л, В, а
Найти: х
-^-=sin₽; у = 90° —Р;
6 = у — а; х — R sin 6
Дано: R, Л, Ь, а, р
Найти: х
ах = а; Pi = P; tgy = -^-;
ВО = /Л24-62; 6i = a — (т + Р);
х — ВО cosd
Координаты сопряжения дуги и на-
клонной прямой
j а
Координаты точки пересечения окруж-
ности с наклонной прямой
Продолжение прилож. 2
Расчет
Дано: A, R, г
Найти: а
А
Дано: Л, /?, г
Найти: а
А
sm а = —zr——
R + r
Дано: г, а
Найти: а, Ь, с
a —rig ^45°------; b — a sin а;
с — a cos а
Дано: R, Л, а, с
Найти: х, у
х — R sin (а + Р),
где
sin В =	; а = Ab cos а;
г Л
b = с tg а; у = R cos (а + Р)
Определяемая величина
Эскиз
Координаты центра дуги слияния ок-
ружности с наклонной прямой
Координаты точки пересечения каса-
тельной с нижней горизонталью про-
филя
Координаты точки пересечения двух
наклонных
ьэ
И
00
Продолжение при лож. 2
	Расчет
	Дано: /, Af R, г, а Найти: х, у x=.(R+f) sin (а + Р), где cosp —	; а = г + 6; b = (с + Л) cos а; с = 1 tg а; у = (7? + г) cos (а + Р)
мч	Дано: А, Z, R, а, Р, г Найти: х, у х— 2? + а — Ь, где а~ Z tg cz; b = c—А; с —	—г ; &	cos а У — где d=~^-	«‘ео
н	Дано: Л, Ь, а, Р Найти: х, у х ~ с sin р, где a sin Р	А с =	—; а =	: sin ш	cos (у + а) tg (у 4” а) —	; о) = 90° + а + Р; r/ = ccosP Zl

Продолжение прилож. 2
Расчет
Дано: Z, b R, а, 0
Найти: х, у
х = а cos а;
a==f.sta, (Ti-T). с =
sin d	*
A = I — (tn + R); m = R tg ;
A
ctgy = -y-; 6 = 90°-—(? + a); y — a sin a
Дано: R, A, b
Найти* x, у
г/ = R cos (a — 0),
где
ctg«=4; sin₽=-fr;
c = A2 + b2; x = R sin (a — 0)
Определяемая величина
Эскиз
Параметры окружности по трем ее
точкам
Расстояние между центрами окружно-
стей, касательных к общей наклонной
ГО
GQ
00
Продолжение прилож. 2
Расчет
Дано: Д, b, с, е, а, £
Найти: R, х, у
R = k2 + m2,
где
- К е2 + fr2 , п sin 6 .
л 1 	« Ш —	. к
2	sin (о
n=j£ah-c2; 6 = р_|_т; tgv=_£_.
Z	-Г1
й) = 90° — а — Р; х = т cos а +
b
у = tn sin а----------х-

Дано: A, R, г, а
Найти: х
х = a -J- b с,
где
а+с=(г +7?) tg|J; p =
b = (г + А + R) tg а
Определяемая величина	
Положение касательной к двум окруж- ностям	
Координаты центров двух сопрягаемых
окружностей
Продолжение прилож. 2
Эскиз	Расчет
	Дано: р, а, /?, г Найти: а
а = Р —у
Зуг/,	где р- р ’ sin?~ 7 > С= Ур2 — а2
Дано: Rt A, I, г
Найти: х, у, хх, уг
х = R cos а; у = R sin а; Ь — 1
tg Р == А ; с =	4-
ИЛИ
а
с ----
cosp
cosp^—
хг — г cos (а 4~ у); у± = г sin (а + ?)
а = р — 6; cos (а + Р) = 	>
с2 + R2 — (R — г)2.
Определяемая величина
Эскиз
Координаты точки пересечения окруж-
ности с наклонной касательной к дру-
гой окружности:
1-й случай
d
2-й случай
ю
сл
00
Продолжение прилож. 2
Расчет
Дано: R, г, d, с, а
Найти: х, h
х= sin (у+ а),
где
.iny-asta (90° + « + Р).
R
b = Кс2Н- (d — а)2; а = ^ctg —у—--------1) г>
tg Р = д ; h = R [1 — cos (т + а)1
Дано: Л, b, R, а
Найти: х, у
х = R — h,
где
h — R sin у; у ~ а + Р’» sin р =	;
R
f = h — k; k = (p — tn) cos а; p = Л;
m = «tga; Q = / + 6 R\ t = R2 — ;
t1=R — A; y = t2^t,
где
t2~ R cos у
Определяемая величина
Эскиз
Координаты точки пересечения двух
окружностей
Координаты точек касания трех ок-
ружностей и координаты центра одной
из них
Продолжение прилож. 2
	Расчет
-	Дано: R, г, Д, b Найти: х, у х = R cos (а + Р), где .	b	а R24-C2— г2 ^а-л; C0Sp- 2АС ’ с — ]/*Д2 + b2; y=R sin (а + Р)
XI	Дано: R, Rlf г, 1, А Найти: х, у, /и, п, тъ пг х = (R + г) cos (а + Р), где =	согр_Л+^+г)г-(/?1-г)\ g	1 ’	Р	2c(R + r) С = К/2 + /?2; У = (R + Г) sin (а + Р); 	 Rx .	Ry . Г"» 1	>	П	П 1	> R+*	R+г (1-х) Ъ .	(у-A) Rt 1	Ri + r ’	1	Rt + г
Определяемая величина
Эскиз
Расстояние между точкой пересечения
окружности с прямой и координата
центра этой окружности
Расстояние между точками пересече-
ния окружности с прямыми сопрягае-
мых дуг
Продолжение прилож. 2
	Расчет
	Дано: Я, b, R, t, 1 Найти: f, с f = d — t, где d = (Я + г) cos а; а = (3° — у°; еоеВ ma+(/?+r)8-*8 c®s₽~'	2(R + r)m т = У(Ь_аУ + (А-1-гу-, tgT— Аь1аГ ; t = V Я2 — (k—г)2 или t — Я-cos a; k — (Я + r) sin a; c = A + (k — r) — I
Дано: L, Я, А, г
Найти: b, а, I
b = VR* — L*; l = L — k,
где
й = К/?2-(А4-6)а; d = l + flt
где
f± == р — (kr — k); р = г cos а;
sin а =	j~ -—Г—;	= Я cos а
Я —г
GO
GO
Определяемая величина
Эскиз
Координаты центра радиуса слияния
двух окружностей
Продолжение прилож. 2
Расчет
Дано: Я, /?х> г, Z, А, Ь, а
Найти: х, у
x = (/?-/?x) sin (р + т + 90°),
где
—(е + </); с=Лс<§«:
i.itl;
sm а
cosy —
2k (R — Ri)
k = yb* + fb у = (R — tfj) cos (₽ + у - 90°)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Абразивная и алмазная обработка материалов. Справочник./Под ред.
А. Н. Резникова, М., Машиностроение, 1977. 391 с.
2.	Автоматизированные системы технологической подготовки производства
в машиностроении./Под ред. Г. Р. Гаранского. М. Машиностроение, 1976. 240 с.
3.	Аврутис М. Г., Кем и ер М. С., Халфин Б. Д. Применение станков с ЧПУ
при изготовлении твердосплавных последовательных штампов. — В кн.: Твердо-
сплавная штамповая оснастка в электротехнической промышленности. Таллин,
ЭстНИИНТИ, 1975, с. 97—101.
4.	Ахмечет Л. С., Вайсер Л. В., Чудновский А. Р. Применение пластических
масс в технологической оснастке. М., Машгиз, 1961. 158 с.
5.	Барташев Л. В. Технико-экономические расчеты при проектировании
и производстве машин. М., Машиностроение, 1973. 384 с.
6.	Бельский Б. И. Стойкость кузнечных штампов. Минск, Наука и техника,
1975. 240 с.
7.	Билик X. Ш. Абразивно-жидкостная обработка. М., Машиностроение,
1968, 198 с.
8	Бирин Б. В., Воробьев И. К., Давыдов П. А. Механизация абразивных,
доводочных и инструментальных работ. М., Машиностроение, 1975. 36 с.
9.	Выдавливание рельефных полостей технологической оснастки. Таллин,
ЭстНИИНТИ, 1972. 148 с.
10.	Гамрай-Курек Л. И., Иванов К- Ф. Выбор варианта изготовления из-
делий и коэффициенты затрат. М., Машиностроение, 1975. 132 с.
11.	Геллер Ю. А. Инструментальные стали. М., Металлургия, 1975. 584 с.
12.	Гельфанд А. С., Новгородов А. С., Фотеев Н. К. Обработка твердых спла-
вов. М., Машгиз, 1963. 247 с.
13.	ГольфельдМ. Л., Уралов В. И. Программирование обработки на металло-
режущих станках с позиционными системами УПУ М., НИИМАШ, 1974. 86 с.
14.	Глухов Н. М. Координатно-расточные станки и работа на них. М.,
Высшая школа, 1969. 220 с.
15.	Дашевский И. И., Бурцев И. М., Закревский А. М. Профильное шли-
фование деталей машин и приборов. М., Машиностроение, 1977. 176 с.
16.	Довнар С. А. Термомеханика упрочнения и разрушения штампов объем-
ной штамповки. М., Машиностроение, 1975. 225 с.
17.	Дружанский И. А. Методы обработки сложных поверхностей на метал-
лорежущих станках. Л., Машиностроение, 1965. 600 с.
18.	Евгеньев Г. Б. Единая система автоматического программирования для
станков с ЧПУ. — Станки и инструмент, 1972, № 5, с. 10—12.
19.	Жданович В. Ф., Гай Л. Б. Комплексная механизация и автома-
тизация в механических цехах. М., Машиностроение, 1976. 288 с.
20.	Заговора А. В. Автоматическое проектирование управляющих про-
грамм для электроэрозионного оборудования с ЧПУ. — В кн.: Прогрессив-
ные методы изготовления деталей технологической осйастки. Рига, ЛатИНТИ,
1975. 87 с.
21.	Зазерский Б. И., Жолнерчик С. И. Технология обработки деталей на
станках с программным управлением. Л., Машиностроение, 1975. 208 с.
289
22.	Иванов В. Н., Зарецкая Г. М. Литье в керамические формы по вы*
плавляемым моделям. М., Машиностроение, 1975. 135 с.
23.	Казаков Н. Ф. Диффузионная сварка в вакууме. М., Машиностроение,
1976. 204 с.
24.	Коротков А. И., Матвеев Н. А., Орлов А. В. Точное литье кузнечных
штампов. — Автомобильная промышленность, 1975, № 2, с. 30—32.
25.	Кашепава М. Я», Титов В. П. Современные отечественные и зарубеж-
ные координатно-расточные станки. М., НИИМАШ. 1973. 144 с.
26.	Коган А. И. Технология холодного выдавливания, М., Машинострое-
ние, 1978. 290 с.
27.	Кузнецов Д. П., Лясников В. А., Кудрявцев В. А. Технология формооб-
разования холодным выдавливанием полостей деталей пресс-форм и штампов
М-1. М., Машиностроение, 1973. 112 с.
28.	Малкин Б. М. Технология профильного шлифования. Л., Машино-
строение, 1976. 256 с.
29.	Маталин А. А., Френкель Б. И., Панов Ф. С. Проектирование техно-
логических процессов обработки деталей на станках с ЧПУ. Л., ЛГУ, 1977.
240 с.
30.	Митрофанов С. П., Гульнов Ю. А., Куликов Д. Д. Автоматизация техно-
логической подготовки серийного производства М., Машиностроение, 1971.
304 с.
31.	Нефедов А. П. Конструирование и изготовление штампов. М., Маши-
ностроение, 1973. 408 с.
32.	Новые технологические процессы электрофизико-химической обработки.
М., НИИМАШ, 1973. 228 с.
33.	Оборудование с числовым программным управлением. М., НИИМАШ,
1976, вып. 4, с. 15—17.
34.	Петросов В. В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмен-
тов. М., Машиностроение, 1977. 160 с.
35.	Проволоцкий А. Е., Юхненко В. В., Нестеренко Н. М. Комплексная
технология и оборудование для обработки пресс-форм. — Станки и инстру-
мент, 1974, № 1, с. 35—36.
36.	Прогрессивные конструкции и методы обработки в инструментальном
производстве. Пермь, НТО Машпром, 1975. 85 с.
37.	Прогрессивные методы изготовления деталей технологической оснастки.
Рига, ЛатИНТИ, 1975. 87 с.
38.	Родин П. Р., Линкин Г. А., Тараненко В. А. Обработка фасонных по-
верхностей на станках с ЧПУ. Киев, Техника, 1976. 200 с.
39.	Романовский В. Г. Справочник по холодной штамповке. Л., Машино-
строение, 1971. 783 с.
40.	Сафраган Р. Э., Полонский А. Э., Таурит Г. Э. Эксплуатация станков
с программным управлением. Киев, Техника, 1974. 308 с.
41.	Седыкин Ф. В. Размерная электрохимическая обработка. М., Машино-
строение, 1976. 306 с.
42.	Смоленцев В. П. Изготовление инструментов непрофилированным элект-
родом. М., Машиностроение, 1967. 159 с.
43.	Совершенствование процессов финишной обработки в машиностроении.
Минск, Вышайшая школа, 1975. 320 с.
44.	Сосенко А. Б., Якобсон Г. М., Левит М. Л. Электроэрозионная обра-
ботка крупных ковочных и вытяжных штампов. — Станки и инструмент, 1974,
№ 6, с. 25—27.
45.	Сравнительная экономическая эффективность методов изготовления
инструмента и технологической оснастки. Фрунзе, ИНТИ, 1974. 27 с.
46.	Станки с программным управлением. Справочник./Г. А. Монахов,
А. А. Оганян, Ю. И. Кузнецов и др. М., Машиностроение, 1975. 288 с.
47.	Старостинецкий Ю. А. Повышение геометрической точности агрегатно-
расточных станков. — Станки и инструмент, 1974, № 5, с. 3—4.
48.	Табаков П. М., Демокин Л. Н. Работа на координатно-расточных стан-
ках. Л., Лениздат, 1974. 279 с.
290
49.	Твердосплавная штамповая оснастка в электротехнической промышлен-
ности. Таллин, ЭстНИИНТИ, 1975, 166 с.
50.	Технология прецизионного станкостроения./Под ред. М. О. Якобсона.
М., Машиностроение, 1975. 176 с.
51.	Типовая методика определения экономической эффективности капиталь-
ных вложений. М., Экономика, 1969. 15 с.
52.	Фотеев Н. К. Новые технологические процессы электроэрозионной об-
работки сопрягаемых деталей — В кн.: Электрофизические и электрохими-
ческие методы обработки материалов. М., МДНТП, 1975. 181 с.
53.	Хомда Б. С. Обработка твердосплавных вставок штампов резцами из
эльбора-Р и АСПК. —- Станки и инструмент, 1975, № 9. с. 26—27.
54.	Хыбемяги А. И. Технологические расчеты процессов холодного выдавли-
вания рельефных полостей технологической оснастки. — В кн.: Применение но-
вых методов выдавливания в производстве технологической оснастки. Таллин,
ЭстНИИНТИ, 1974. 177 с.
55.	Чачин В. Н., Дорофеев В. Д. Профилирование алмазных шлифоваль-
ных кругов. Минск, Наука и техника, 1975. 160 с.
56.	Электрофизические и электрохимические методы обработки. М., Зна-
ние, 1975. 179 с.
57.	Якимов А. В. Оптимизация процесса шлифования. М., Машинострое-
ние, 1975. 176 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Общие сведения........................................................... 3
Технологичность конструкции .................................... 3
Проверка и разметка заготовок .................................. 5
Растачивание отверстий ......................................... 7
Шлифование фасонных поверхностей	................... 21
Обработка деталей на станках е ЧПУ с автоматической сменой ин-
струмента ..................................................... 43
Система автоматической подготовки	управляющих	программ	47
Автоматизированная система «Проектирование—изготовление»	54
Технология производства приспособлений .............................. 60
Технические требования ................................	. . .	60
Заготовки ...................................................   62
Сборка и контроль............................................ 65
Изготовление приспособлений	для	сверления................... 76
Изготовление приспособлений	для	растачивания ............... 94
Изготовление приспособлений	для	фрезерования ............... 99
Изготовление приспособлений для токарных, круглошлифоваль-
ных и зубообрабатывающих станков ........................... 100
Изготовление деталей УСП и контрольных приспособлений ...	104
Организация производства приспособлений .................... 109
Технология производства пресс-форм ................................ 111
Общие сведения .............................................. 111
Изготовление пресс-форм для пластмассовых и резиновых дета-
лей ......................................................... 114
Изготовление формующих деталей литьем, прессованием и гальвано-
пластикой ................................................... 130
Выдавливание деталей пресс-форм ............................. 135
Электрофизические способы обработки деталей пресс-форм ...	143
Механическая обработка деталей пресс-форм ................... 146
Механизация слесарной обработки деталей пресс-форм..........	153
Повышение стойкости пресс-форм .............................  158
Технология производства штампов листовой штамповки................. 162
Общие сведения............................................... 162
Изготовление вырубных и пробивных штампов.................... 165
Изготовление секционных штампов ............................. 189
Изготовление гибочных, вытяжных и формовочных штампов ...	198
Изготовление пластмассовых штампов........................... 206
Изготовление твердосплавных штампов.........................  207
Организация производства штампов и пресс-форм	226
292
Технология производства штампов объемной	штамповки................ 230
Общие сведения............................................... 230
Механическая обработка штампов .............................. 236
Электроимпульсная обработка штампов.......................... 244
Электрохимическая обработка штампов	..................... 252
Термическая обработка штампов ............................... 255
Струйная обработка и повышение стойкости	штампов............. 258
Экономическая эффективность обработки ............................. 261
Технико-экономическое сравнение различных методов обработки
пресс-форм и штампов.......................................   261
Определение оптимального варианта обработки пресс-форм и
штампов ..................................................... 263
Приложения......................................................... 267
Список литературы.................................................. 289
ИБ № 1109
Михаил Маркович Палей
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРИСПОСОБЛЕНИЙ,
ПРЕСС-ФОРМ И ШТАМПОВ
Редактор Б. П. Святое
Технические редакторы: А. Ф. Уварова, Л, А. Макарова
Корректор Л. JL Шабашова
Переплет художника В. И. Столярова
Сдано в набор 01.09.78. Подписано в печать 26.01.79. Т-01046.
Формат 60х90/1в. Бумага типографская № 1. Гарнитура литературная.
Печать высокая. Усл. печ. л. 18,5. Уч.-изд. л. 19,7.
Тираж 20 000 экз. Заказ 1087. Цена I р. 20 к.
Издательство «Машиностроение», 107885, Москва, ГСП-6,
1-й Басманный пер., 3.
Ленинградская типография № 6 Ленинградского производственного
объединения «Техническая книга» Союзполиграфпрома
при Государственном комитете СССР по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
193144, Ленинград, С-144, ул. Моисеенко, 10.
Издательство «Машиностроение»
НОВЫЕ КНИГИ
ПО ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ
Выпуск 1979 года
Башков Г, П. Выглаживание восстановленных де-
талей. 6 л., ил. 30 к.
Григорьев С. П., Григорьев В. С. Прак-
тика координатно-расточных и фрезерных работ.
21 л., ил. 1 р.
Ермаков Ю. М. Технология и станки тангенциаль-
ного точения. 10 л., ил. 50 к.
К а л ьче и ко В. И. Шлифование криволинейных
поверхностей крупногабаритных деталей. 12 л.,
ил. 60 к.
Качество изготовления зубчатых колес/А. В. Я к и -
мо в, Ю. А. Бояршинов, Ю. А. Напарьян
и др. 14 л., ил. 70 к.
Кочетков Я. П. Обеспечение точности при про-
тягивании. 6 л., ил. 30 к.
Николаев В. А. Тонкое точение спеченных мате-
риалов. 5 л., ил. 25 к.
Овумян Г. Г., Езерский Е. В., X у х-
р и й С. А. Повышение производительности и
качества чистового зубонарезания. 4 л., ил. 20 к.
Сафронович А. А., Сидоренко С. А. Об-
работка деталей на токарно-карусельных станках.
6 л., ил. 30 к.