Обработка предварительно упрочненной пресс-форменной стали: фрезерование блоков семейства P20 при твердости 30–36 HRC

Основа технологического процесса

Предварительно упрочненные стали — 1.2311, 1.2312, 1.2738 и их родственники семейства P20 — поставляются с твердостью примерно 290–340 HB (около 30–36 HRC) именно для того, чтобы изготовитель пресс-форм мог обработать полость и ввести инструмент в эксплуатацию без последующей термической обработки и без необходимости исправлять закалочные деформации. Цена этого удобства заключается в том, что каждая операция выполняется в умеренно твердой стали, и стратегии отличаются от обработки мягкой стали.

Стратегия фрезерования

• Инструмент: базовым вариантом является мелкозернистый твердый сплав с покрытием — покрытия типа TiAlN/AlTiN выдерживают нагрев при твердом фрезеровании; в работе с полостями преобладают сферические фрезы и фрезы с радиусом при вершине (bull-nose), минимальной длины, которую позволяет геометрия.
• Подход высокоскоростной обработки (HSM): относительно малые радиальные врезания и неглубокие осевые шаги при высокой частоте вращения шпинделя и подаче обеспечивают постоянную толщину стружки и низкие силы резания, что защищает как стойкость инструмента, так и качество поверхности. Большие перекрытия при заглубленном инструменте быстро перегревают кромки в этом диапазоне твердости.
• Трохоидальные/адаптивные траектории черновой обработки поддерживают постоянное врезание инструмента в карманах и пазах — скачки врезания при традиционной черновой обработке со смещением являются обычной причиной внезапной поломки концевых фрез в предварительно упрочненном материале.
• Предпочтительно попутное фрезерование: оно отводит тепло в стружку и позволяет избежать трения при входе, характерного для встречного фрезерования, которое наклепывает поверхность и затупляет кромки.

Получистовая и чистовая обработка

Поскольку стадии шлифования после закалки, которая могла бы спасти полость, не существует, само фрезерование должно обеспечить почти окончательную точность и отделку. Проходы доработки очищают материал, до которого не добрался черновой инструмент; чистовые проходы с малыми перекрытиями (доли миллиметра на контурных поверхностях) оставляют поверхность, нуждающуюся только в доводке камнем и полировании. Оставляйте равномерный припуск после каждой стадии — неравномерный припуск позже проявляется в виде следов вибрации и различий в полировании.

Где применяется электроэрозионная обработка

Некоторые элементы полостей просто невозможно отфрезеровать в закаленной стали:

• Глубокие узкие ребра и пазы, острые внутренние углы (отфрезерованный угол не может быть острее радиуса инструмента) и тонкая гравировка направляются на прошивную электроэрозионную обработку.
• Проволочная электроэрозионная обработка обрабатывает сквозные профили, отверстия под выталкиватели и направляющие штифты в готовых плитах, а также разделение вставок.

Электроэрозионная обработка предварительно упрочненной стали не требует разупрочнения или повторной закалки, и именно поэтому концепция предварительного упрочнения так хорошо с ней сочетается — но предусмотрите удаление или учет тонкого оплавленного слоя на полированных поверхностях или поверхностях, подверженных высокой усталости.

Практические рекомендации

• Сводите к минимуму переустановки и повторные зажимы: состояние поставки без деформаций мало что значит, если блок выгнут в тисках. Полностью опирайте большие плиты; снимайте напряженные поверхности симметрично, поскольку неравномерное удаление материала с катаной плиты может высвободить остаточные напряжения и слегка изогнуть блок даже без термической обработки.
• 1.2312 (серосодержащий автоматный вариант с улучшенной обрабатываемостью) обрабатывается заметно быстрее и идеальна для плит-держателей и неполируемых деталей; не применяйте ее в полостях с зеркальной полировкой, где ее включения ограничивают достижимое качество отделки.