Сьогодні о 18:00
Вебінар:
«
Дислексія: як подолати труднощі та підвищити успішність в навчанні
»
Взяти участь Всі події

(ВШ)Практична робота №4. Особливості виготовлення штампів із твердих сплавів.

Професійна освіта

Для кого: Дорослі

7 проходжень

2 запитань

08.11.2021

15

0

Завдання №1 Теоретичний блок

Звіт по практичній роботі по питанням для самоперевірки.

Практична робота №4.

Тема роботи: особливості виготовлення штампів з твердих сплавів.

Мета роботи: вивчити послідовність виготовлення штампів з твердих сплавів.

Література: Мендельсон В.С., Рудман Л.И. Технология изготовления штампов и пресс-форм. М.: Машиностроение, 1967.

                                       Теоретичні відомості

При великих партіях штампованих деталей, при штампуванні матеріалів, що викликають підвищений знос робочих деталей штампів, останні виготовляють з твердих сплавів. Застосовують вольфрамокобальтові металокерамічні сплави ВК15, ВК20 і ВК25— в штампах для розділових операцій; ВК6, ВК8—в штампах для формозмінюючих операцій (при великих навантаженнях в штампах для формозмінюючих операцій використовують ВКЮ і ВК15). Технологічний процес виготовлення твердосплавних деталей складається з двох основних частин-виготовлення вихідних заготовок і їх обробки.

Процес виготовлення вихідних заготовок починається з відновлення вольфрамового ангідриду - до металевого вольфраму, яке відбувається при температурі 800-1000°С в потоці водню. Відновлений порошок металевого вольфраму просівають і сортують за розмірами зерен порошку. Кобальт відновлюють при температурі 500-700° С, потім просіюють і сортують. Вольфрам змішують з сажею, отриману суміш прожарюють при температурі 1460-1480°С і отримують злегка спікшийся порошок карбіду вольфраму; його подрібнюють до розміру частинок менше 3 мкм. Потім цей порошок змішують з кобальтом і виробляють мокрий розмел в кульових млинах. Отриману суміш відфільтровують, просівають, вводять пластифікатор, засипають в прес-форму, пресують і потім спікають. Отримання вихідної заготовки і виготовлення з неї готової матриці, пуансона та інших деталей можна здійснити за однією з наступних шести схем.

Схему I застосовують при виготовленні деталей складної форми в умовах одиничного виробництва. В якості заготовок використовуються пластифіковані заготовки після попереднього спікання при температурі 600-700°С і просочення парафіном. Заготівля має форму пластини або циліндра, габаритні розміри яких відповідають габаритним розмірам готової деталі. Спочатку заготовку обробляють на металорізальних верстатах твердосплавним інструментом і здійснюють слюсарну обробку, в результаті яких виходить проміжна заготівля, за формою відповідна готової деталі з розмірами, що враховують припуски на остаточну обробку і усадку, що відбувається при остаточному спіканны. Потім виконується відгін парафіну і остаточне спікання при температурі 1340-1450°С, після якого здійснюють остаточну механічну (алмазну) або електро-фізикохімічну комбіновану обробку і доведення.

Схему II застосовують при виготовленні як складних, так і простих за формою деталей в умовах одиничного і серійного виробництва. В якості вихідних використовуються напівпечені заготовки після попереднього спікання при температурі 900-1000°С. Вихідна заготовка повинна бути близькою за формою і розмірами до готової деталі. Обробка вихідної заготовки включає шліфування абразивними кругами для отримання проміжної заготовки, близької за формою до готової деталі з розмірами, що враховують припуски на остаточну обробку і усадку, що відбувається при остаточному спіканны, остаточне спікання при температурі 1340-1450°С, остаточну механічну (алмазну) або електрофізікохімічну комбіновану обробку і доведення.

Схеми III і IV застосовують при виготовленні, головним чином, простих за формою деталей в умовах їх серійного виробництва. В якості вихідних використовують остаточно спечені заготовки після пресування і дворазового спікання: нормалізує - при 950-1150°С і остаточного - при 1350—1520°С. Вихідна заготівля при схемі III має форму пластини або циліндра, габаритні розміри яких відповідають габаритним розмірам готової деталі. Послідовність обробки: електрофізікохімічна, алмазна, доведення.

При обробці за схемою IV заготівля за формою близька до готової деталі. Її обробка включає алмазне шліфування і доведення.

Схеми V і VI застосовують при виготовленні великих деталей масою до 50 кг, простих за формою. Вихідні заготовки виготовляють методом гарячого пресування в графітових прес-формах при температурі 1300-1450°С під тиском 7-15 МПа; нагрів здійснюється електричним струмом, що проходить через прес-форму. Схема V включає електрофізікохімічну і алмазну обробку і остаточне доведення і застосовується при виготовленні простих деталей з вихідних заготовок, що мають форму пластини або циліндра. Схема VI включає абразивну і алмазну обробку і остаточне доведення і застосовується при виготовленні деталей з близьких до них за формою заготовок.

Лінійні розміри розраховують з урахуванням величини усадки при остаточному спіканны і припуску на остаточну обробку за формулою

                      Lпл=(Lн+2Z)К

де Lпл-розмір заготовки з пластифікованого твердого сплаву, відповідний номінальному розміру деталі;

Lн-після остаточного спікання;

Z-односторонній припуск на обробку після остаточного спікання;

К — коефіцієнт усадки, який визначається за відповідними довідковими даними. Для зовнішніх розмірів у формулі приймається « + », для внутрішніх «—».

Коефіцієнт, усадки для внутрішніх розмірів приймається на 0,2 менше табличного значення для зовнішніх розмірів.

Обробку пластифікованих заготовок здійснюють інструментами з твердого сплаву ВК3М, ВК60М або зі сталі Р6М5. Остаточно спечені заготовки можна обробляти інструментами, оснащеними вставками з синтетичних алмазів. Найбільш ефективно розмірну обробку, але спечених заготовок, виконують із застосуванням електро-фізикохімічних методів і алмазного шліфування, а доводочні операції - із застосуванням алмазних паст. Прямокутні і круглі пуансони і матриці, секції збірних пуансонів і матриці виготовляються з твердих сплавів, обробляють в кінцевому спеченому вигляді методами шліфування. Отвори під гвинти в них обробляють на електроерозійних верстатах. Для установки на верстаті круглих заготовок до них при необхідності припаюють технологічні центри або прошивають центрові отвори на електроерозійному верстаті.

При виготовленні твердосплавних штампів широко застосовують установку матриць в обойми з натягом (з посадкою в обойми при їх нагріванні до 370-400°С) . Для збірних матриць і пуансонів застосовують клинове кріплення. Матриці і пуансони кріплять також гвинтами і штифтами. При цьому або в твердий сплав впаюють втулки, в яких свердлять і розгортають отвори під штифти і нарізають різьблення під гвинти, або нарізають різьблення в пластифікованій заготівлі або електроерозійним  способом - в остаточно спеченої заготівлі.

Поряд з роз'ємними застосовують способи нероз'ємного кріплення: заливкою легкоплавкими сплавами, епоксидним клеєм або самотвердіючою пластмасою, пайкою твердими припоями, дифузійнимс зварюванням і ін.

Послідовність пайки: а) на сталеву поверхню насипають флюс, кладуть припій у вигляді стружки або фольги і твердосплавну пластинку і зверху посипають флюсом.; б) нагрів починають з корпусу, після досягнення 700-800°С в зону індуктора подають частину корпусу, з твердим сплавом і доводять припій до розплавлення; в) твердий сплав притискають до корпусу до видавливання шлаку; г) охолодження — в печі з температурою 180-250°С, потім на повітрі.

Дифузійне зварювання у вакуумі застосовують при виготовленні великих твердосплавних деталей складної конфігурації . Для отримання з'єднання методом дифузійного зварювання у вакуумі необхідно: а) очистити з'єднуюмі поверхні і запобігти можливість їх подальшого окисленія; зварювані поверхні повинні бути попередньо оброблені з шорсткістю поверхні не нижче Rа = 1,25 мкм і знежирені ацетоном, спиртом або ефіром: б) нагріти з'єднуємі деталі і забезпечити ізотермічну витримку; в) докласти стискаючий тиск для виникнення мікропластичної деформації, утворення фізичного контакту і розвитку взаємної дифузії.

Твердосплавні штампи відрізняються більш жорсткими блоками, що мають напрямні підвищеної точності. У блоках використовують більш товсті плити. Число напрямних колонок і втулок збільшують до чотирьох. Для забезпечення можливості заточування матриці і пуансонів без повної розбірки штампа в нижній плиті блоку з одностороннім розташуванням встановлюють дві або одну колонку (в залежності від того, скільки колонок матиме блок), а інші колонки поміщають у верхній плиті з протилежного боку.

Блоки з кульковими напрямними застосовують для розділових твердосплавних штампів при товщині штампованого матеріалу до 2 мм. При великих товщинах і для формозмінюючих штампів застосовують напрямні ковзання, притерті по посадці СТ СЕВ 144-75. Хвостовики блоків рекомендують застосовувати плаваючі, що прикріплюються поверх плити або врізані в неї. Особливості складання твердосплавного штампа показані на рисунку 1. Спочатку збирають твердосплавну пуансон матрицю 7 з обоймою 1 і прокладкою 8, потім вузол пуансонів. Для рівномірного зазору, але периметру між вікнами пуансон-матриці і пуансонами 5 на останні наносять шар нестійкого нікелю товщіної, що дорівнює величині зазору. Для цього всю поверхню пуансонів покривають ізоляційним лаком, крім поверхонь, що підлягають нікелювання. Нікелюють тільки робочу частину пуансона на величину 2-3 мм від торця. Після нікелювання пуансони очищають від ізоляційного покриття і проводять наступну збірку. Пуансони вводять у вікна пуансон-матриці на 2 мм крізь виштовхувач 6 і пуансонотриматель 4. Між площинами обойми пуансонотримачем 4 прокладають мірні плитки 2. Площина обойми 1 повинна бути попередньо прошліфована, так як її використовують як базову поверхню. Пакет скріплюють струбцинами 3 і заливають пуансон в пуансонотритмачі 4 легкоплавким сплавом або самотвердіючою пластмасою. Після затвердіння сплаву або пластмаси пакет розбирають. Виштовхувач залишається на пуансонах. Потім шліфують поверхню пуансонотримача і збирають верхній вузол штампа з верхньою плитою. По верхньому вузлу штампа встановлюють пуансон-матрицю з пуансонами і входять в нижній вузол штампа деталями і скріплюють з нижньою плитою. Шар нікелю видаляють зіскоблюванням або при вирубці першої деталі.

Рисунок 1. Схема складання твердосплавного штампа суміщеної дії.

Порядок виконання роботи.

1.      Вказати тему, мету, літературу.

2.      Коротко описати виготовлення вихідних заготовок з твердих сплавів.

3.      Коротко описати схеми виготовлення деталей з твердих сплавів.

4.      Коротко описати інші методи виготовлення твердосплавних штампів.

5.      Усно відповісти на питання для самоперевірки.

Питання для самоперевірки.

1.      З якою метою виконують штампи з твердих сплавів?

2.      Назвіть марки твердих сплавів.

3.      Що Ви знаєте про процес виготовлення твердосплавної заготовки?

4.      Скільки ви знаєте схем виготовлення деталей твердосплавних штампів?Опишіть їх.

5.      Переваги твердосплавних штампів.

6.      Особливості складання твердосплавного штампа.

Завдання №2 Вільне введення тексту

Рефлексія від 4 учнів

Сподобався

4 0

Зрозумілий

4 0

Потрібні роз'яснення

4 0