способ изготовления штампа

Формула изобретения

1. Способ изготовления штампа для штамповки деталей из листового металла, заключающийся в изготовлении формообразующего элемента штампа и образовании с использованием мастер-модели полимерного рабочего слоя, отличающийся тем, что образуют полость между формообразующим элементом штампа и мастер-моделью путем установки мастер-модели над формообразующим элементом штампа с зазором, образование полимерного рабочего слоя осуществляют нагнетанием полимера в жидком состоянии в образованную полость с последующей полимеризацией, а полученный формообразующий элемент с нанесенным полимерным рабочим слоем используют для изготовления ответных частей штампа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мастер-модели используют промодель, полученную путем нанесения отверждаемого слоя материала на формообразующий элемент штампа, причем толщина наносимого отверждаемого слоя выбирается не менее удвоенной толщины формуемого листового металла.

3. Способ п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве полимера используют эпоксиполиуретан 100:120 с 10%-ной добавкой дисульфита молибдена.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что при нагнетании полимера поддерживают его температуру равной 77 83^oС.

5. Способ по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что полимеризацию осуществляют при температуре 100 110^oС и давлении 0,101 0,102 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а имено к технологии изготовления штампов для штамповки тонколистового материала.

Известен способ изготовления штампа, заключающийся в изготовлении формообразующих элементов штампа из полимерных материалов и бетонной композиции путем их последовательного нанесения на рабочую поверхность мастер-модели. Причем как полимерный слой, так и бетонную основу армируют, а в наиболее нагруженные участки устанавливают износостойкие вставки [1]

Недостаток известного способа заключается в недостаточной технологичности процесса, а также сравнительно низкой долговечности штампа за счет невысоких механических и адгезионных свойств получаемой полимерно-бетонной композиции.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления штампа, заключающемся в изготовлении формообразующего элемента штампа и образовании с использованием мастер-модели полимерного рабочего слоя, согласно изобретению образуют полость между формообразующим элементом штампа и мастер-моделью путем установки мастер-модели над формообразующим элементом штампа с зазором, образование полимерного рабочего слоя осуществляют нагнетанием полимера в жидком состоянии в образованную полость с последующей полимеризацией, а полученный формообразующий элемент с нанесенным полимерным рабочим слоем используют для изготовления ответных частей штампа.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении технологичности процесса за счет возможного исключения операций по сложному армированию полимерного рабочего слоя. Исключение операций армирования достигается за счет формирования полимерного рабочего слоя на уже готовых основах частей штампа, что позволяет получить более высокие адгезионные свойства композиции и предотвратить преждевременное отслаивание полимерного рабочего слоя от основы.

Дальнейшее повышение технологичности обеспечивается тем, что в качестве мастер-модели используют промодель, полученную путем нанесения отверждаемого слоя материала на формообразующий элемент шатмпа, причем толщина наносимого отверждаемого слоя выбирается не менее удвоенной толщины формуемого листового металла.

Повышение долговечности штампа достигается тем, что в качестве полимера используют эпоксиполиуретан 100:120 с 10%-ной добавкой дисульфита молибдена.

Более высокий технический результат достигается тем, что при нагнетании полимера поддерживают его температуру равной 77-83^оС, а полимеризацию осуществляют при температуре равной 100-110^оС и давлении 0,101-0,102 МПа.

На фиг. 1 представлена технологическая схема изготовления и подготовки к работе рабочей модели; на фиг. 2 заготовка матрицы, обработанная по нерабочим поверхностям; на фиг. 3 собранный блок, подготовленный к заливке полимерной композицией; на фиг. 4 матрица с полимерным рабочим слоем; на фиг. 5 заготовка матрицы с примерным профилем рабочей поверхности; наф иг. 6 схема сборки и заливки короба при изготовлении промодели; на фиг. 7 собранный блок, подготовленный к заливке.

Способ осуществляется следующим образом.

Изготавливают мастер-модель (ММ) и рабочую модель (РМ) матрицы (пуансона, прижима) любым известным способом. В качестве ММ может быть использована качественная готовая деталь (первый переход). На рабочую поверхность РМ наносят слой воска, например обклеивают рабочую поверхность РМ восковым листом (см.фиг.1).

Также любым известным способом (литье, механообработка, использование строительных бетонов и др. ) изготавливают заготовку матрицы (пуансона, прижима). При этом рабочий профиль заготовки занижают для того, чтобы при сборке блока (РМ+ММ) между РМ и заготовкой формообразующего элемента (ФОЗ) был обеспечен зазор от 2 до 6 мм в зависимости от габаритов формуемых деталей, их конструктивной сложности и желаемой стойкости штампа. Требуемая точность геометрических размеров поверхности ФОЭ может быть не выше 17-18 квалитета (см.фиг.2).

Производят черновую (первичную) механическую обработку заготовки ФОЭ по опорным и боковым поверхностям, удаляют технологические прибыли. Обезжиривают формообразующую поверхность заготовки и в случае необходимости покрывают ее адгезивом (грунтуют) (фиг.2).

После первичной обработки заготовки производят сборку блока, устанавливая над заготовкой ФОЭ подготовленную рабочую модель с зазором, равным толшине наносимого полимерного слоя. Заделывают щели и формируют вентиляционные отверстия и литниковые каналы (см.фиг.3).

Через основной (разводящий) литниковый канал при небольшом избыточном давлении (0,01-0,2 МПа) производят заливку полимерного состава в образованную полость. При этом для лучшего заполнения полости температуру полимера (например, эпоксиполиуретана 100: 120 с 10%-ной добавкой дисульфита молибдена) поддерживают постоянной равной 77-83^оС. Кроме того, лучшему заполнению полости способствует приложение в момент заливки низкочастотных вибраций к собранному блоку (РМ+ММ).

После заполнения полости производят полимеризацию и термическую обработку композиции при температуре 100-110^оС и давлении 0,01-0,02 МПа до полного отверждения полимера в течение 48 ч.

Производят разборку блока и в случае необходимости финишную механическую обработку полученной формообразующей поверхности с нанесенным полимерным слоем. Далее осуществляют механическую обработку всех нерабочих (неформообразующих) поверхностей полученного ФОЭ (опорных, боковых), растачивают отверстия под втулки, колонки, фиксаторы, грузовые винты и др.

Полученный ФОЭ используют для изготовления ответного ФОЭ (пуансона, листоприжима). Для этого обклеивают формообразующую поверхность полученного ФОЭ восковым листом и повторяют описанную последовательность операций.

После изготовления всех частей штампа осуществляют совместную механическую доработку собранного пакета (матрица + пуансон, матрица + пуансон + листоприжим) с целью достижения требуемой параллельности опорных поверхностей, соосности колонок и втулок, перпендикулярности осей колонок относительно опорных поверхностей матрицы и пуансона, постоянства рабочего зазора между формообразующими поверхностями матрицы и пуансона, равного толщине формуемого металлического листа.

Проводят испытания изготовленного штампа и в случае необходимости последующую доработку штампа и его отдельных элементов.

Более технологичным является способ изготовления штампа без предварительного изготовления ММ и РМ, а также при существенном отличии конфигурации полученной формообразующей поверхности заготовки ФОЭ от конфигурации формуемой детали.

В этом случае любым из известных способов изготавливают заготовку матрицы заниженного профиля. При этом не стараются обеспечить точность размеров формообразующей поверхности и ее конфигурацию.

Обклеивают формообразующую поверхность полученной заготовки восковым листом (бумагой, тканью, обмазывают слоем гипса или другого отверждаемого материала), обеспечивая толщину слоя превышающую толщину формуемого металлического листа как минимум вдвое и теплостойкость не менее темпераутры термической обработки полимерной композиции, используемой в дальнейшем для изготовления рабочей облицовки ФОЭ. Производят смазку полученной поверхности антиадгезионным составом.

Формируют герметичный короб путем прикрепления стенок к нерабочим поверхностям заготовки ФОЭ для предотвращения вытекания отверждаемого состава (гипса, цемента, полимерной композиции) в процессе изготовления промодели (ПМ) и ее термической обработки (см.фиг.6). В полученный короб заливают один из традиционно используемых составов и обеспечивают его полное отверждение.

Производят разработку залитого блока, отделение полученной ПМ от заготовки ФОЭ. Удаляют временный промежуточный слой, предварительно нанесенный на формообразующую поверхность заготовки ФОЭ. Обезжиривают формообразующую поверхность и наносят на нее адгезив (грунтуют). Наносят на рабочую поверхность ПМ антиадгезионный состав.

Вновь собирают блок, устанавливая ПМ над заготовкой ФОЭ с зазором, равным толщине наносимого рабочего полимерного состава. Заделывают щели, оформляют вентиляционные отверстия и литниковые каналы (см.фиг.7), производят заливку полимерной композиции в образованную полость и термообработку.

Разбирают блок, извлекают полученный ФОЭ, удаляют литники. Затем производят механическую доработку формообразующей поверхности (полученного полимерного слоя) последовательно осуществляя операции фрезерования, шлифования, полировки (фиг.4), а также механическую обработку нерабочих поверхностей.

Полученный ФОЭ также используют для изготовления ответного ФОЭ (пуансона, листоприжима).

После изготовления всех частей штампа осуществляют совместную механическую доработку собранного пакета (матрица + пуансон, матрица + пуансон + листоприжим) с целью достижения требуемой параллельности опорных поверхностей, соосности колонок и втулок, перпендикулярности осей колонок относительно опорных поверхностей матрицы и пуансона, постоянства рабочего зазора между формообразующими поверхностями матрицы и пуансона, равного толщине формуемого металлического листа.