5.3. Формообразование заготовок ри пластическим деформированием

В зависимости от типа производства применяют следующие способы получения заготовок пластическим деформированием:

1) свободная ковка;

2) штамповка;

3) редуцирование;

4) продольно-винтовое прокатывание;

5) горячее вальцевание.

• Свободная ковка заготовок из БРС применяется в условиях единичного или мелкосерийного производства с целью обеспечения оптимальной карбидной неоднородности по всему сечению заготовки. Ковке подвергают прокат диаметром свыше 50 мм. Для получения малого балла карбидной неоднократности (1 – 3 балла) необходимо проводить многократную осадку заготовки с промежуточной вытяжкой (до 8 – 9 раз). Например, трехкратная осадка и вытяжка позволяют снизить карбидную неоднородность на 1 – 1,5 балла. Температура нагрева заготовки для ковки зависит от марки стали (например, для Р18 – 1220⁰ С, для Р6М5 или Р6М5К5 – 1160⁰ С), заканчивать ковку необходимо при температуре 850 – 900⁰ С. Режим нагрева заготовки под ковку определяется материалом и сечением заготовки. Отношение длины заготовки под ковку L_з к ее диаметру D_з выбирается таким образом чтобы

L_з / D_з ≤ 3.

Иначе во время осадки может происходить изгиб заготовки, что недопустимо. Размеры поковок выбираются с учетом припуска на полную обработку инструмента с учетом угара металла при ковке и отжиге.

• Штамповка является более экономичным способом получения заготовок, обеспечивающим их стабильные размеры и повышенный коэффициент использования инструментальной стали.

В настоящее время применяют горячую штамповку резцов и насадного инструмента (например долбяков, насадных фрез и т.п.) и холодную штамповку дисковых отрезных пил, отрезных резцов из полосы, ножовочных полотен и др.

О сновные операции горячей штамповки (переходы) насадного дискового долбяка приведены (рис. 6).

Например, на инструментальных заводах для штамповки долбяков с наружным диаметром 60-125 мм применяются прессы с усилием до 1600 тонн. Для исключения образования слоя необходимо обеспечить точное соответствие объема металла заготовки и объема штампа.

Для получения заготовок методом холодной штамповки из листовых материалов применяют кривошипные и фрикционные прессы.

• Редуцирование (гидродинамическое выдавливание)

Горячее гидродинамическое выдавливание заключается в выдавливании через матрицу (через фильеру), имеющую профиль сечения получаемой заготовки инструмента, нагретой например для стали Р6М5 до температуры порядка 1200-1230°С. При этом степень деформации достигает 75%. Гидродинамическим выдавливанием получают канавки концевых фрез, зенкеров, разверток, сверл и др. Шероховатость по Rа от 1 до 2 мкм. Точность размеров ±0,2-0,3мм. Для этого метода используют кривошипные и гидравлические прессы.

• Продольно-винтовое прокатывание

Применяется в массовом производстве, например для сверл диаметром от 2 до 25 мм для образования их винтовых канавок, спинок и ленточек.

Сущность этого способа заключается в прокатывании рабочей части заготовки инструмента, нагретой до температуры ковки между двумя парами профильных сегментов (роликов) из твёрдых сплавов или из дисперсионно-твердеющих сталей, имеющих принудительное синхронное вращение в направлении перемещения заготовки вдоль её оси.

Заготовка одновременно с её продольным перемещением вращается вокруг своей оси (один полный оборот заготовки соответствует осевому шагу прокатываемой винтовой канавки с углом наклона ω). Сегменты установлены под углом ω к оси заготовки (рис. 7).

Горизонтальная пара сегментов 3 и 4 формирует спинки и ленточки сверл, а другая пара сегментов 1 и 2 – формирует винтовые канавки сверл. Для образования утолщения сердцевины сверла к его хвостовику сегменты 1 и 2 имеют переменный наружный радиус. Метод в десятки раз производительнее фрезерования, дает большую экономию быстрорежущей стали, может быть использован для образования канавок других режущих инструментов, например концевых фрез, метчиков и т.д.

• Горячее вальцевание

Применяют в крупносерийном и массовом производстве сверл диаметром от 13 до 55 мм. Этот способ заключается в прокатывании нагретой до температуры ковки заготовки между двумя парами профильных сегментов, расположенных противоположно друг другу (аналогично продольно-винтовому прокатыванию). Каждая пара сегментов постепенно обжимает заготовку, образуя на ней прямые профильные канавки, спинки и ленточки. После прокатки заготовку, остывшую до температуры 750-800°С, закручивают на специальном станке для образования угла наклона стружечных канавок ω.