Обработка ковочных и вытяжных штампов. При механической обработке рабочих формообразующих поверхностей, в частности у ковочных штампов, на копировально-фрезерных станках возникает необходимость проектировать и изготовлять копиры на каждую половину штампа. Припуск после мехнической обработки, достигающий 0,5 мм и более, снимается ручными шлифовальными машинками, а после термической обработки вновь производится зачистка формообразующей поверхности от окалины. При ремонте штампов появляется необходимость производить термическую обработку, т. е. отпуск перед копировально-фрезерной обработкой и закалку после ручной доводки. Если учесть, что в процессе термической обработки возможны различные дефекты, то трудоемкость изготовления штампа возрастает значительно. Сравнение трудоемкости технологических процессов механической и электроэрозионной обработки указывает на то, что при серийности изготовления 4 шт. в год и выше выгодно применять ЭЭО.
К заготовкам штампов предъявляются следующие требования:
1. Размер и масса заготовок не должны превышать значений, указанных в паспорте эрозионного станка.
2. Заготовки должны быть обработаны по требованиям чертежа с изготовлением замковой части, облойного занижения и базовых поверхностей.
3. У заготовок штампов, имеющих глубокие формообразующие полости, необходимо перед термообработкой снять припуск фрезерованием или высверливанием. Размеры (диаметр и глубина) высверливаемых отверсткий должны быть вписаны в размеры формообразующей полости штампа с оставлением припуска под ЭЭО и слесарную доводку. Это делается в целях уменьшения массы металла, подлежащего удалению при ЭЭО.
4. Изношенные штампы, подлежащие ремонту, должны поступать на ЭЭО после занижения поверхности разъема и замка по высоте штампа на величину наибольшего износа рабочего профиля по глубине с оставлением припуска под ЭЭО и последующую слесарную доработку. В иных случаях изношенные формообразующие поверхности могут быть наплавлены электродами из специальных сплавов на такую же величину припуска. Как правило ЭЭО ковочных и вытяжных штампов производится с использованием осциллирующей головки.
При установке ЭИ относительно заготовки применяют накладные шаблоны в сочетании с электромагнитными головками. Накладной шаблон устанавливается относительно заготовки с помощью контрольных штифтов. Шаблон имеет окно с профилем, выполненным по форме наиболее полной части ЭИ. Во время установки ЭИ в шпинделе станка он вставляется в окно шаблона и закрепляется.
В ряде случаев, особенно в единичном производстве, взаимная выверка ЭИ и заготовки штампа производится по разметке или по координатам с использованием координатных установочных и отсчетных устройств, которыми оснащаются станки (например, с помощью отсчетного микроскопа, позволяющего производить отсчет координат с точностью 0,01-0,02 мм).
Выверку положения ЭИ относительно обрабатываемой заготовки можно осуществлять путем их соприкосновения и последующего перемещения ЭИ или заготовки на заданную координату. Контроль перемещения производят по отсчетным устройствам станка. При контроле на генераторе импульсов устанавливается минимальное напряжение холостого хода и среднее значение тока. Ручным перемещением ЭИ подводят к одной из базовых поверхностей заготовки; момент соприкосновения ЭИ и заготовки определяется по электрическому контакту. Наличие контакта контролируется по приборам, установленным на генераторе, или по искре в месте касания ЭИ и заготовки.
После установки штампа и выверки ЭИ обработка штампа состоит из следующих переходов: врезание, черновая обработка, получистовая и чистовая обработка. Режимы обработки переходов выбираются по технологическим таблицам генератора, графикам или таблицам, приведенным в § 3, исходя из расчетной средней площади обработки, глубины, величины МЭП и шероховатости обработанной поверхности. Каждый из переходов имеет свои особенности и выполнение их обеспечивает необходимую стабильность и качество ЭЭО.
Электрод-инструменты
Электрод-инструменты (ЭИ) должны обеспечивать стабильную работу во всем диапазоне рабочих режимов электроэрозионной обработки и максимальную производительность при малом износе. Электроды-инструменты должен быть достаточно жестким и противостоять различным условиям механической деформации (усилиям прокачки рабочей жидкости) и температурным деформациям. На поверхности электродов-инструментов не должно быть вмятин, трещин, царапин и расслоения. Поверхность электродов-инструментов должна иметь шероховатость Ra = 2,5 ¸ 0,63
При обработке углеродистых, инструментальных сталей и жаропрочных сплавов на никелевой основе используют графитовые и медные электроды-инструменты. Для черновой электроэрозионной обработки заготовок из этих материалов применяются электроды-инструменты из алюминиевых сплавов и чугуна, а при обработке отверстий — электроды-инструменты из латуни. При обработке твердых сплавов и тугоплавких материалов на основе вольфрама, молибдена и ряда других материалов широко применяют электроды-инструменты из композиционных материалов, так как при использовании графитовых электродов-инструментов не обеспечивается высокая производительность из-за низкой стабильности электроэрозионного процесса, а электроды-инструменты из меди имеют большой износ, достигающий десятка процентов, и высокую стоимость.
Износ электродов-инструментов зависит от материала, из которого он изготовлен, от параметров рабочего импульса, свойств рабочей жидкости, площади обрабатываемой поверхности, а также от наличия вибрации. На выбор материала и конструкции электродов-инструментов существенное влияние оказывают материал заготовки, площадь обрабатываемой поверхности, сложность ее формы, требования к точности и серийности изделия.
Таблица 1
Характеристики некоторых электроэрозионных станков.
Модель станка | Наименование станка | Назначение и краткая характеристика |
4720М | Станок настольный электроэрозионный копировально-прошивочный. Универсальный. | Изготовление рабочих деталей пресс-форм, фасонных деталей из труднообрабатываемых штампов. Производительность — 70 мм2/мин, шероховатость — Ra = 0,8¸0,4. |
4К721АФ1 | Электроэрозионный копировально-прошивочный станок. Универсальный. | Обработка сложнопрофильных отверстий. Производительность — 250 мм2/мин, шероховатость — Ra = 1,25. |
4Е723-01Ф1 | Электроэрозионный копировально-прошивочный станок. Универсальный. | Изготовление элементов деталей из труднообрабатываемых сплавов, прореза отверстий. Производительность — 1200 мм2/мин, шероховатость — Ra = 2,5. |
4П724Ф3М | Электроэрозионный станок копировально-прошивочный с ЧПУ. Универсальный. | Изготовление элементов деталей ковочных штампов, прореза фасонных отверстий. Производительность — 200 мм2/мин, шероховатость — Ra = 3,2¸1,6. |
4Б611 | Переносной электроэрозионный станок. Специальный. | Прошивание отверстий. Производительность — скорость углубления — 15 мкм/мин. |
4531Ф3 | Электроэрозионный станок с программным управлением для профильной вырезки. | Вырезка проволочным ЭИ деталей вырубных штампов, матриц, шаблонов. Производительность — 18 мм2/мин. Шероховатость — Ra=1,25. |
4735Ф3М | Электроэрозионный станок, вырезной, высокой точности с ЧПУ. Специализированный. | Вырезка проволочным ЭИ деталей вырубных штампов, матриц, фасонных резцов, шаблонов. Производительность — 40 мм2/мин. Шероховатость — Ra = 1,25. |
ЭФА | Электроэрозионный станок, фотокопировальный. Специализированный. | Вырезка проволочным ЭИ деталей вырубных штампов, матриц, шаблонов, изделий народного потребления. Производительность — 20 мм2/мин. Шероховатость — Ra= 1,25. |