Способ изготовления разделительного штампа
Владельцы патента RU 2361712:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к разработке способа изготовления разделительных штампов с применением наплавки режущих частей инструментальными сталями. Перед наплавкой пуансон позиционируют внутри матрицы, а процессы наплавки рабочей части матрицы и пуансона в среде инертных газов, механической обработки наплавленных поверхностей, отпуска матрицы и пуансона производят совместно. По окончании отпуска проводят разделительную резку. Повышается технологичность, производительность, снижается себестоимость и трудоемкость процесса изготовления штампа. 5 ил.
Изобретение относится к инструментальному производству, а именно к разработке способа изготовления разделительных штампов с применением наплавки режущих частей инструментальными сталями.
Известен способ изготовления разделительного штампа, включающий подготовку рабочей поверхности матрицы и пуансона под наплавку, наплавку рабочей части матрицы и пуансона в среде инертных газов, механическую обработку наплавленных поверхностей, отпуск, финишная обработка боковых поверхностей матрицы и пуансона. Наплавку осуществляют методом электродуговой сварки. В качестве инертного газа применяют углекислый газ [Разиков М.И. Автоматическая наплавка в среде углекислого газа / М.: Машгиз, 1962. С.155-157].
Недостатком известного способа является то, что при изготовлении штампа на рабочую часть матриц наплавляют большой объем металла, который в дальнейшем подлежит обработке, и особенно это важно при наплавке сложных поверхностей, т.к. это усложняет процесс механической обработки внутренних поверхностей. Таким образом, известный способ не достаточно технологичен и приводит к удорожанию изделий.
В основу настоящего изобретения поставлена задача разработки более технологичного способа изготовления разделительного штампа с наплавленной рабочей частью и снижения себестоимости штампа.
Техническим результатом является повышение технологичности, производительности, снижение себестоимости и понижение трудоемкости процесса изготовления штампа.
Поставленная задача и технологический результат достигаются тем, что в способе изготовления разделительного штампа, включающем подготовку рабочей поверхности матрицы и пуансона под наплавку, наплавку рабочей части матрицы и пуансона в среде инертных газов, механическую обработку наплавленных поверхностей, отпуск, финишную обработку боковых поверхностей матрицы и пуансона, согласно изобретению перед наплавкой пуансон позиционируют внутри матрицы, наплавку рабочей части матрицы и пуансона в среде инертных газов, механическую обработку наплавленных поверхностей, отпуск матрицы и пуансона производят совместно, по окончании отпуска дополнительно проводят разделительную резку.
Совместное осуществление наплавки рабочих частей матрицы и пуансона в среде инертных газов, механической обработки наплавленных поверхностей, отпуска матрицы и пуансона позволяет повысить технологичность процесса изготовления штампа и снизить себестоимость штампа за счет сокращения механических операций обработки наплавленного металла. Позиционирование пуансона внутри матрицы позволит проводить совместно последующие операции, что приведет к повышению производительности и технологичности процесса. Разделительную резку заготовок проводят для осуществления финишной обработки боковых поверхностей.
Заявленное изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены заготовки матрицы и пуансона, совмещенные под наплавку; фиг.2 - совместная наплавка пуансона и матрицы; фиг.3 - разделение пуансона от матрицы; фиг.4 - пуансон; фиг.5 - матрица.
Способ реализуют следующим образом. Заготовки пуансона и матрицы (фиг.1) устанавливают на рабочий стол наплавочной установки и позиционируют с помощью специальной оправки, позволяющей базировать пуансон и матрицу относительно оси сварочной головки (фиг.2) и осуществляют совместную наплавку пуансона и матрицы в защитной среде инертного газа. По окончании процесса совместной наплавки производят отпуск. Производят разделительную резку заготовки. После выполняют финишную обработку.
Пример
Пуансоны и матрицы изготавливали для пробивки отверстий диаметром 30 мм на координатно-револьверном прессе VIPROS Queen 368 в холоднокатаной низкоуглеродистой стали. Состояние поставки заготовок -круг стали 30ХГСА диаметром 60 мм (пуансон) и диаметром 90 мм (матрица).
Заготовки пуансона и матрицы устанавливали на рабочий стол наплавочной установки и позиционировали пуансон внутри матрицы с помощью специальной оправки, позволяющей точно базировать заготовки пуансона и матрицы относительно оси сварочной головки, и осуществляли совместную наплавку пуансона и матрицы порошковой проволокой ПП Р2М9 в защитной среде аргона. Режимы наплавки I=180А, U=19B и VH=18 м/ч.
По окончании процесса совместной наплавки производили совместную термическую обработку заготовки, которая заключалась в отпуске при Т=560°С в течение 1 часа и охлаждении на воздухе. Твердость закаленной и отпущенной стали составила HRC 63.
После производили разделительную резку наплавленной заготовки лучом лазера на установке Amada LC-2415α. Заготовку устанавливали на рабочий стол установки и позиционировали с помощью специальной оправки, позволяющей точно базировать пуансон (матрицу) относительно оси луча лазера. Резку осуществляли на режимах: Р=2000 Вт; f=1500 Гц; V=0,8 м/мин.
Финишную механическую обработку, в том числе оплавленной поверхности, выполняли шлифованием.
На основании проведенной работы можно сделать вывод, что был достигнут технический результат, а именно снижение себестоимости и трудоемкости. Совместное осуществление большинства стадий, а именно наплавки рабочих частей матрицы и пуансона в среде инертных газов, механической обработки наплавленных поверхностей, отпуска матрицы и пуансона, позволяет повысить производительность процесса изготовления штампа и снизить себестоимость штампа за счет сокращения числа технологических операций обработки наплавленного металла. Себестоимость снижается за счет сокращения объема наплавленного металла более чем в 1,3 раза и числа технологических операций.
Предлагаемое изобретение находится на стадии опытно-промышленных исследований и испытаний.
Способ изготовления разделительного штампа, включающий подготовку рабочей поверхности матрицы и пуансона под наплавку, наплавку рабочей части матрицы и пуансона в среде инертных газов, механическую обработку наплавленных поверхностей, отпуск, финишную обработку боковых поверхностей матрицы и пуансона, отличающийся тем, что перед наплавкой пуансон позиционируют внутри матрицы, наплавку рабочей части матрицы и пуансона, механическую обработку наплавленных поверхностей, отпуск матрицы и пуансона производят совместно, а по окончании отпуска дополнительно проводят разделительную резку.
