Изготовление сложного фасонного твердосплавного инструмента, волок и металлокерамических матриц из спеченных сплавов требует сотен часов дорогостоящего алмазного шлифования и электроэрозии. Революционной альтернативой выступает скоростное фрезерование полуфабрикатов в пластифицированном прессованном состоянии до их высокотемпературного спекания в вакуумной печи. Процесс позволяет легко придавать заготовке сложнейшую геометрию обычным резанием. Однако высокая хрупкость спрессованного порошка требует специфических режимов.
Особенности прессованных порошковых заготовок Cermet
Порошковая смесь карбида вольфрама с кобальтом или карбонитрида титана с никелевой связкой после изостатического прессования удерживается за счет органического парафинового пластификатора. Прочность такого «зеленого» тела невелика и сравнима с плотным мелом или гипсом. После предварительного термического отжига для удаления связки материал переходит в «коричневое» состояние с частичным когезионным сцеплением зерен. Любое чрезмерное силовое воздействие вызывает скалывание углов заготовки.
Расчет измененных геометрических размеров модели детали с учетом коэффициента линейной усадки выполняется по формуле:
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 G3
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 F4
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-845 G3
L_green_size = L_final_nominal * (1 + K_shrink_factor / (100 - K_shrink_factor))где параметр L_final_nominal обозначает номинальный чертежный размер готовой детали, K_shrink_factor задает процент объемно-линейной усадки материала при спекании (составляющий от 18 до 24 процентов).
Алмазные фрезы PCD и геометрия для хрупкого порошка
Хотя спрессованный порошок мягок, отдельные зерна карбида вольфрама обладают твердостью свыше восьмидесяти единиц HRA, вызывая катастрофический абразивный износ стального инструмента за считанные минуты. Фрезерование выполняют фрезами из поликристаллического алмаза PCD или монолитными твердосплавными фрезами с толстым алмазным CVD-покрытием толщиной до пятнадцати микрометров. Инструмент имеет положительные передние углы и острейшие кромки для мягкого резания без крошения.
При обработке зеленого тела технологически необходимо избегать прямого упора фрезы в выходящую кромку, используя траектории попутного фрезерования с постоянным скользящим контактом.
Технологические требования к инструментальной оснастке включают правила:
- Применение специализированных фрез с полированными стружечными канавками большого объема.
- Балансировка оправок по классу G1.0 для работы на частотах вращения до сорока тысяч об/мин.
- Исключение любого биения инструмента свыше двух микрометров во избежание микросколов детали.
- Использование мягких полимерных зажимных приспособлений или вакуумных плит.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Сухое фрезерование и системы высокоэффективной аспирации
Обработка прессованных заготовок выполняется исключительно всухую, так как любая влага мгновенно разрушает органическую связку и превращает заготовку в кашеобразную массу. Станки ЧПУ оснащаются локальными высокоскоростными аспирационными воронками с циклонами и фильтрами класса HEPA. Своевременное удаление мелкодисперсной карбидной пыли предотвращает ее оседание на направляющих и защищает здоровье операторов участка.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-855S
FPV-30G фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ RS 6090TT
- Программный расчет 3D-модели в CAM-системе с изотропным масштабированием под усадку.
- Бережное базирование прессованного блока в станке с контролем усилия механического зажима.
- Скоростное сухое фрезерование контура алмазной фрезой с постоянной аспирацией пыли.
- Загрузка обработанной заготовки в вакуумную печь для высокотемпературного спекания.
| Состояние порошковой заготовки | Твердость материала | Скорость резания Vc, м/мин | Удельный износ инструмента |
|---|---|---|---|
| Зеленое тело (с парафином) | 30 - 50 HB | 250 - 450 | Умеренный абразивный |
| Коричневое тело (после отжига) | 15 - 25 HRC | 150 - 250 | Повышенный абразивный |
| Спеченный твердый сплав WC-Co | 88 - 93 HRA | 15 - 35 | Экстремально тяжелое резание |
Программный масштабный пересчет с учетом усадки в печи
При высокотемпературном спекании при температуре тысяча четыреста градусов происходит ликвидация пористости, и заготовка уменьшается в объеме на сорок пять процентов. CAM-система выполняет точный трехмерный пересчет геометрии с учетом анизотропных коэффициентов усадки по осям прессования. Это позволяет получать после печи детали сложной формы с припуском под чистовую полировку менее одной десятой миллиметра.
Математическое моделирование усадки минимизирует остаточные коробления фасонных твердосплавных матриц.
Предотвращение выкрашивания кромок фасонных вставок
Критическим местом при обработке хрупкого полуфабриката являются острые внешние кромки и тонкие перемычки. Для предотвращения выкрашивания траектории фрезерования строятся с постоянным подводом инструмента снаружи внутрь контура заготовки. Режимы резания оптимизируются по подаче на зуб в диапазоне от двух до пяти сотых миллиметра, гарантируя безупречное качество сложных штамповых вставок.
Внедрение метода снижает производственную себестоимость фасонного твердосплавного инструмента в несколько раз. Заводы оперативно изготавливают эксклюзивные металлокерамические изделия малыми сериями.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ RABBIT SF-6090
Фрезерный станок с ЧПУ EXT SHG 0404
