Изготовление прессового инструмента
Предприятие изготавливает по чертежам заказчика инструмент для производства алюминиевого профиля. Полностью сопровождая проектирование от идеи до готового продукта мы воплотим в жизнь любые фантазии касательно алюминиевого профиля.
Как заказать профиль по своим чертежам.
Этапы.
1.Техническая консультация.
На этапе проектирования требуется знать некоторые технологические особенности алюминиевого профиля. Мы всегда рады предоставить консультацию и дать свои предложения по оптимизации формы и конструктива профиля.
2.Прорисовка нормали.
На этом этапе наш конструктор используя ваш чертеж, образец, или эскиз прорисовывает профиль и просчитывает его технические и экономические характеристики.
3.Расчет стомиости оснастки.
Производится нашими специалистами с определением сроков производства.
4.Оплата заказа и производство.
Качественная фильера-залог успеха. На этом этапе инструмент изготавливается и поступает на азотирование и испытание.
Если вам интересно узнать технологию изготовления инструментальной оснастки, предлагаем ознакомится с приведенным ниже материалом.
Виготовлення прессового інструменту для виробництва алюмінієвих профілів методом екструзії
Загальні відомості
Пресовим інструментом називають деталі, які безпосередньо контактують з оброблюваною заготівкою і сприймаючі зусилля преса в процесі всіх стадій пресування. До пресового інструменту відноситися матриця, форкамера, пресс- шайба, втулка контейнера, прес-штемпель, проводка напрямної і голка облямовування при пресуванні труб і інших порожнистих виробів.Правильно спроектований інструмент грає визначальну роль при виробництві високоякісних пресу-виробів з максимально можливою продуктивністю при мінімальних витратах на їх виробництво. Особливе значення при цьому має грамотно спроектована і точно виготовлена матриця. При цьому поважно правильно організувати її експлуатацію і відновлення. В процесі експлуатації пресовий інструмент зношується під впливом силових і температурних навантажень. При пресуванні алюмінієвих сплавів інструмент працює при температурах 300-550 °С. Тиск на інструмент при пресуванні може досягати 1200 - 1300 МПа. Додатковий вплив на прессовий інструмент надає термічна напруга, яка виникає в результаті перепаду температур між інструментом і металом. Окрім цього всі робочі поверхні інструменту піддають інтенсивному абра- зівному стиранню супроводжуваному зносом поверхні інструменту. Основна частина інструменту знаходитися під комплексною дією різних руйнівних чинників і незрідка пресування відбувається в умовах близьких до граничних можливостей інструменту. Таким чином, інструмент один з обмежуючих чинників при пресуванні.
"Матриця"
- 1. Матеріал: сталь 3Х2В8Ф ГОСТ 5950-73.
- 2. HRC 44...48
- 3. Матрицю азотувати h 0.05...0.15; НV 800...1000 після доводки у цеху№ 1
- 4. розміри в дужках виконувати разом із рассекателем.
- 5. Значення ά; ά1; ά2 В і розміри вічка матриці задаються в робочому кресленні матриці.
- 6. Н 14; ±ІТ14/2
- 7. Позначення МЯ, маса - 8.95кг.
"РАССЕКАТЕЛЬ"
- 1. Матеріал: сталь 3Х2В8Ф ГОСТ 5950-73.
- 2. HRC 44...48
- 3. розміри в дужках виконувати разом із матрицею.
- 4. Значення ά; ά1; задаються в робочому кресленні рассекателя.
- 5. Н 14; ±ІТ14/2
- 6. Маркувати: шифр рассекателя по робочому кресленню, порядковий номер дублера, марку сталі.
Технічні вимоги до пресового інструменту по СТП 550.1-007-85
"Підкладка"
- 1. Матеріал: сталь 3Х2В8Ф ГОСТ 5950-73.
- 2. HRC 44...48
- 3. Н 14; ±ІТ14/2
- 4. Маркувати: шифр підкладки по робочому кресленню, марку сталі.
Технічні вимоги до пресового інструменту по СТП 550.1-25-005-85.
"Матриця"
- 1. Матеріал: сталь 3Х2В8Ф ГОСТ 5950-73.
- 2. HRC 44...48
- 3. Матрицю азотувати h 0.05...0.15; НV 800...1000 після доводки у цеху№ 1
- 4. Н 14; ±ІТ14/2
- 5. Маркувати: шифр матриці по робочому кресленню, порядковий номер дублера, марку сталі.
Технічні вимоги до пресового інструменту по СТП 550.1-25-005-85.
"Направляюча потоку"
- 1. Матеріал: сталь 3Х2В8Ф ГОСТ 5950-73.
- 2. HRC 44...48
- 3. Н 14; ±ІТ14/2
- 4. Маркувати: шифр направляючої потоку по робочому кресленню, марку сталі.
- 5. Позначення Н1.
Технічні вимоги до пресового інструменту по СТП 550.1-25-005-85.
"Підкладка"
- 1. Матеріал сталь 5ХНМ ГОСТ 5950-73
- 2. HRC 44...48
- 3. Н 14; ±ІТ14/2
- 4. Маркувати шифр підкладки по робочому кресленню, марку сталі.
Перелік додаткового технологічного оснащення:
- Обойма
- Опорне кільце
- Труба
- Шпонка
- Штифт
- Рим-болт
Виготовлення інструменту
Виготовлення матриць
Спочатку із прокату відповідної марки сталі відрізають заготовку відповідного розміру згідно таблиці розмірів. Далі заготовку відправляють на обробку в ковальсько-термічному відділені цеху. Її там нагрівають, потім кують в розмір згідно робочих креслень. Після кування заготовки піддають відпусканню для зняття внутрішніх напружень.Після заготівельної та ковальсько-термічних операцій поковки проходять токарну обробку, шліфування, розмічання та свердлення технологічних отворів, фрезерування заглиблення під маркування виробу та ультразвуковий контроль на наявність внутрішніх дефектів та тріщин.Такі етапи обробки проходять всі без виключення заготовки для виготовлення всіх видів пресового інструменту.Подальша обробка матриць дещо відрізняється. Після перерахованих вище операцій матричні заготовки піддають гартуванню, відпуску та чистовому шліфуванню. Після чого заготовки подають на електроерозійну обробку. Після електроерозії матриці проходять комплекс операцій по доводці, після чого їх азотують.
Виготовлення розсікачів.
Заготовки для виготовлення розсікачів проходять таку саму обробку як і матричні заготовки. Після ультразвукового контролю заготовки розмічають, свердлять технологічні отвори під введення ріжучого інструменту (фрез), фрезерують згідно робочих креслень, зачищають фрезеровані отвори.Потім виконують свердлення отворів і нарізання різьб для кріплень. Після цього виріб маркують і піддають гартуванню, відпуску. Після термообробки розсікач шліфують, проточують в остаточний розмір, зачищають живильники і збирають із матрицею. У зібраному вигляді контролюють технологічні зазори, після чого комплект розбирають і розсікач піддають остаточній обробці (чистове шліфування робочого контуру).Після цього збирають матричний комплект, насвердлюють наскрізні отвори через матрицю, розбирають комплект і установлюють штифти, після цього остаточно збирають комплект і передають на контроль ВТК.
Виготовлення "направляючої потоку".
Щоб зробити направляючу виготовляють заготовку по згаданій вище схемі, потім розмічають заготовку, кернять центри отворів, свердлять отвори, фрезерують вікно, зачищають вікно по контуру, маркують направляючу згідно робочого креслення. Після цього направляючі піддають термообробці, чистовому шліфуванню. Потім направляючі проходять комплекс операцій по доводці і подаються на контроль ВТК.
Азотування
Одним із перспективних напрямків підвищення стійкості формоутворюючих інструментів є дифузійне зміцнення їх робочих поверхонь хіміко-термічною обробкою (азотуванням, боруванням та ін.). Для зміцнення пресових матриць, що працюють при високих температурах і тисках, найбільш ефективно застосування азотування, яке заклечається в насиченні робочої поверхні і прилеглих до неї шарів азотом, в результаті чого виділяються дисперсні нітридні і карбонітридні фази. При цьому досягається підвищення твердості і теплостійкості гравюри матриць, зменшується тертя і схильність до адгезії в зоні контакту інструменту і пресує мого матеріалу. Позитивний вплив азотування проявляється і в покращенні якості поверхні пресованих профілей.
Присутність в сталях карбідоутворюючих елементів (вольфрама, молібдена, хрома, ванадія) сприяє збільшенню розчинності азоту в α-фазі і підвищенню твердості дифузійного шару. В той же час ці легуючі елементи уповільнюють дифузію азоту в залізі. Тому азотування штампових сталей приводить до утворення на робочій поверхні інструменту суцільного шару ε-фази і нітридної сітки по границям зерен, в результаті чого підвищується крихкість азотованого шару. Для пресового інструменту, що працює привеликих питомих навантаженнях і підвищених температурах, бажано мати азотовані шари з розвиненою зоною внутрішнього азотування, який складається із азотистого мартенситу з рівномірно розподіленими дисперсними інтридами легуючих елементів.
В залежності від температури і стану насичу вального середовища розрізняють нізькотемпературнре і високотеатурне азотування, азотування в газовому і рідкому середовищі. Для зміцнення матриць найбільшого розповсюдження отримало газове азотування при радіаційному нагріві в атмосфері частково дисоційованого аміаку. Використання азотованих матриць при пресуванні алюмінієвих сплавів приводить до двоухкратного підвищення стійкості.
При тривалому азотуванні в шарі матриці, зміцненому в результаті дифузії, утворюються крихкі високоазотисті фази, що викликають при пресуванні, особливо в зоні калібруючого пояса, утворення тріщин і сколів. Тому ефективність зміцнення азотуванням значно залежить від складу сталі і режиму хіміко-термічної обробки, що визначають фазовий склад, структуру дифузійного шару, міцність його щеплення з металевою основою і стійкість до перемінних силових і термічних впливів.
Хімічний склад оптимізованих азотованих сталей для пресового інструменту
|
Сталь |
Хімічний склад, % |
|||||||||||
|
С |
Si |
Mn |
Ni |
Cr |
W |
Mo |
V |
Ti |
Al |
Zr |
Nb |
|
|
45Х2В2М2ФСЮТ |
0,42-0,50 |
0,70-1,38 |
0,32-0,68 |
0,50-0,80 |
2,00-2,75 |
1,50-2,20 |
2,00-2,90 |
0,80-1,30 |
0,15-0,28 |
0,45-0,85 |
0,03-0,08 |
0,03-0,08 |
|
40Х2В2М2ФСНЮТ |
0,36-0,42 |
0,85-1,85 |
0,40-0,80 |
0,60-1,20 |
2,00-2,80 |
1,60-2,60 |
1,70-3,00 |
0,40-1,20 |
0,15-0,30 |
0,20-0,80 |
0,06-0,12 |
0,06-0,12 |
|
40Х2В4МФСНЮТ |
0,36-0,42 |
0,40-0,80 |
0,15-0,40 |
0,60-1,20 |
2,20-2,70 |
3,50-4,20 |
0,80-1,50 |
0,30-0,80 |
0,08-0,15 |
0,40-0,80 |
0,05-0,12 |
0,05-0,12 |
|
40Х2В2МФСНЮТ |
0,36-0,42 |
0,40-0,80 |
0,20-0,50 |
0,40-1,20 |
2,00-2,80 |
1,60-2,60 |
1,00-1,60 |
0,40-1,00 |
0,08-0,12 |
0,20-0,60 |
0,06-0,12 |
0,06-0,12 |
Механічні властивості азотованих сталей для пресового інструменту
|
Сталь |
Термообробка при температурі, ос |
Відносне подовження δ, % |
Відносне звуження ψ, % |
Ударна в'язкість КСU, КДж/м2 |
Твердість HRC |
Межа міцності σb, МПа, при температурі, оС |
||||
|
закалюванні |
відпуску |
20 |
500 |
600 |
700 |
|||||
|
45Х2В2М2ФСЮТ |
1120-1160 |
600-640 |
11 |
34 |
230 |
48-51 |
1910 |
1560 |
1410 |
800 |
|
40Х2В2М2ФСНЮТ |
1120-1140 |
600-640 |
10 |
32 |
250 |
48-53 |
1800 |
1760 |
1380 |
680 |
|
40Х2В4МФСНЮТ |
1140-1160 |
600-640 |
12 |
32 |
310 |
48-52 |
2000 |
1580 |
1310 |
880 |
|
40Х2В2МФСНЮТ |
1140-1160 |
600-620 |
10 |
30 |
320 |
48-50 |
1700 |
1550 |
1220 |
630 |
З ціллю гомогенізації і покращення оброблюваності поковки азотованих сталей піддають ізотермічному випалу. При закалюванні в сталях з підвищеним вмістом ванадію утворюється структура рейкового мартенситу, більш стійкого до перегріву.
Для оцінки можливості виготовлення пресових матриць із нових сталей пластичним формоутворенням проводили їх випробування на технологічну пластичність закручуванням. Випробування показали, що сталь 40Х2В2МФСНЮТ володіє більш високою технологічною пластичністю, ніж 5Х3В3МФС.
Хімічний склад азотованих МС сталей
|
Сталь |
Хімічний склад, % |
|||||||||
|
С |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
Mo |
Al |
W |
V |
Інші елементи |
|
|
20Х2Н3МВФСЮ |
0,15-0,25 |
0,2-0, 12 |
≤0,6 |
1,5-3,0 |
2,5-4,0 |
0,5-2,5 |
0,1-0,8 |
0,5-1,2 |
0,1-0,5 |
ЩЗМ 0,005-0,02 |
|
20Х2Н3М2СКЮ |
0,15-0,25 |
0,2-1,2 |
0,2-0,5 |
1,5-3,0 |
2,5-4,0 |
1,5-2,5 |
0,4-0,8 |
- |
- |
1,0-0,2 Со ЩЗМ 0,005-0,02 |
|
20Х2Н3М2ВСЮР |
0,12-0,20 |
0,8-1,2 |
0,2-0,5 |
1,5-3,0 |
2,5-4,0 |
1,5-2,5 |
0,4-0,8 |
0,5-1,2 |
- |
0,005-0,01 В |
Механічні властивості МС сталей
|
Сталь |
Температура термообробки, оС |
Механічні властивості |
|||||||
|
Твердість НRС після |
σb, МПа після |
Після старіння |
|||||||
|
закалювання |
старіння |
закалювання |
старіння |
закалювання |
старіння |
δ, % |
Ψ, % |
КСU, МДж/м2 |
|
|
20Х2Н3МВФСЮ |
1100 |
480 |
47 |
52 |
1680 |
1850 |
8 |
30 |
0,46 |
|
20Х2Н3М2СКЮ |
1050 |
500 |
44 |
50 |
1540 |
1720 |
8 |
35 |
0,36 |
|
20Х2Н3М2ВСЮР |
1050 |
500 |
32 |
50 |
1400 |
1800 |
9 |
38 |
0,42 |
Результати випробування азотованих матриць
при пресуванні сплавів АД31
|
Матеріал матриць |
Середня маса відпресованого профілю, т |
Причини виходу матриць із ладу |
|
3Х2В8Ф |
5,3 |
Стирання, зминання, розтріскування |
|
20Х2Н3МВФСЮ |
11,6 |
Розтріскування, стирання |
Випробування показали, що стійкість матриць із сталей типу 40Х2В4МФСНЮТ при пресуванні сталі в 1,3-1,5 рази перевищує стійкість аналогічних матриць із сталей 3Х2В8Ф.
