У процесі пресування формуються відразу різальна і хвостова частини з мінімальним припуском під подальше механічне оброблення або шліфування. Нагріту до температури 1000-1200 °С заготовку закладають у контейнер (рисунок 1.6), який підігрівається електричною піччю 2 до температури 400°С. До моменту початку пресування поршень під тиском, що розвивається в нижньому циліндрі 3, щільно притискаєть контейнер 1 до знімного кільця, яке, у свою чергу, притискається до матриці 5, закріпленої на опорно-поворотній стойці 6. При робочому ході пуансона заготовка пресується. У стойці 6 передбачена напрямна втулка 7, що оберігає робочу частину заготовки від викривлення. По закінченні робочого ходу пуансон, закріплений на рухомій траверсі 9, переходить в початкове положення. Ходом штока нижнього циліндра 3 за допомогою тяги 10 контейнер знімається з поковки (хвостовика кінцевого інструмента), що утримується матрицею 5 і знімним кільцем, і піднімається вгору. У якийсь момент підйому контейнера завдяки виступам на тязі 10 починає підніматися підйомне кільце 4, захоплюючи за собою поковку, яка своєю гвинтовою частиною утримується в матриці. Прикладене до заготовки зусилля викликає підйом опорно-поворотної стійки 6, фланець якої, увійшовши до зіткнення з підшипником 11, отримує обертальний рух, внаслідок чого матриця згвинчується з поковки, що віддаляється.
Матриці виготовляють з дисперсійно-твердіючих сплавів литтям по виплавлених моделях. Як технологічне мастило застосовують графіто-масляну суміш.
Гідродинамічне витискування
Гаряче гідродинамічне витискування полягає у витискуванні через матрицю, що має профіль перетину інструмента, нагріту
до кувальної температури заготовки із застосуванням проміжного графітового середовища. Цей метод допускає ступінь деформації до 75 %. Гідродинамічним витискуванням утворюються канавки розгорток, зенкерів, свердел, кінцевих фрез та ін. Шорсткість поверхні інструментів, видавлених цим методом, Rа - 2,5-1,0мкм, точність розмірів у межах 0,2-0,3мм.
При гарячому гідродинамічному витискуванні утворюються найбільш сприятливі умови всебічного рівномірного тиску, досягається мінімальне значення коефіцієнта тертя і максимальне наближення до ізотермічного деформування.
Відсутність безпосереднього контакту з інструментом підвищує рівномірність розподілу деформацій у деталях, сприяє підвищенню пластичності оброблюваного металу і стійкості штампувального інструмента. Конструкція штампа дозволяє сумістити пластичне формоутворення заготовки з термомеханічним зміцненням. Режими ГДВ рекомендуються для сталі Р6М5: температура аустенізації - 1230°С, температура деформації 1000 ± 50°С, ступінь деформації 0,7-0,9, температура відпуску 560 °С.
Гаряче витискування можна проводити на кривошипному пресі. На рисунку 1.7 наведена схема гідродинамічного витискування. У початковий момент витискування пуансон 4 через графітову вкладку 3 передає тиск на нижній торець заготовки 2 (нагрітий до гартівної температури 1230-1245 °С),
гострі краї якої почнуть пластично деформуватися до того часу, поки зусилля деформації не перевищить зусилля руйнування вкладки. У результаті створюється щільне з'єднання заготовки із вхідним конусом матриці 5, що перешкоджає проникненню матеріалу проміжного середовища (графіту) крізь вічко матриці.
Рисунок 1.6 – Приклад штампа для гарячого пресування інструмента
У міру збільшення тиску руйнований пуансоном графітовий матеріал заповнює вільний простір навколо заготовки і частково затікає в зазор між контейнером 1 і пуансоном 4.
Надалі порошкоподібне графітове середовище ущільнюється до такого ступеня, що досить рівномірно розподіляє тиск пуансона по поверхнях торця і бічну заготовку. Таким чином, при гідродинамічному витискуванні заготовка зазнає всебічного стиснення і починає пластично деформуватися шляхом затікання у вічко матриці. Заготовка проходить через калібруючу втулку 6 і надходить в охолоджувальне середовище 7 для гартування.
Для гідродинамічного витискування використовують стандартні кривошипні преси. Виготовлена автоматична установка для пресування кінцевих фрез, зенкерів, розгорток діаметром 20-32мм із зусиллям преса 3,15 МН, хід повзуна 300-600мм, швидкість переміщення плунжера 300 мм/с, продуктивність 120 шт.год. Для пресування заготовок свердел
діаметром 45-80мм Дніпропетровський завод пресів випускає гідравлічний прес П2038В. Зусилля преса 6,3 МН, хід повзуна 1300 мм. Фірма Karter und Sohn (ФРН) випускає для гідродинамічного витискування свердла діаметром 35-70мм, стан із зусиллям 0,4 МН, тривалість циклу для свердла діаметром 35мм - 40с, для свердла діаметром 70мм - 90с.
Поздовжньо-гвинтове прокатування
У масовому виробництві свердел діаметром 1,7-25мм застосовують поздовжньо-гвинтове прокатування гвинтових канавок, спинок і стрічок на спеціальних напівавтоматичних і автоматичних верстатах (рисунок 1.8). Суть поздовжньо-гвинтового прокатування полягає у прокатуванні робочої частини заготовки (нагрітої до температури кування) за один прохід між двома парами профільних сегментів, що обертаються синхронно і розташовані під кутом до поздовжньої осі заготовки, близької до кута нахилу гвинтової канавки. Одна пара профілює профіль канавок, а інша - профіль спинок і стрічок. Канавкові сегменти мають затилований профіль для утворення потовщення осердя. Профіль сегментів для отримання канавок і спинок свердел визначають розрахунком.
Даний спосіб у десятки разів перевищує за продуктивністю виробництво свердел методом фрезерування (1500-7500 шт. на зміну залежно від діаметра свердла). Один стан при прокаті свердел діаметром 5мм замінює 25 спеціальних фрезерних верстатів. У цей час освоєний прокат свердел з інструментальних сталей Р6М5, Р12 та ін. Лімітуючим чинником для вибору сталі під прокат є її пластичність в нагрітому стані. Для свердел діаметром до 12мм використовують сталь сріблянку, для свердел діаметром більше 12 - зварні заготовки.
Окрім підвищення продуктивності праці, метод поздовжньо-гвинтового прокату дає економію швидкорізальної сталі, оскільки відходи в цьому випадку мінімальні. Продуктивність прокатування свердла залежно від розміру становить: на стані АСПС при обробці свердел діаметром 1,8-3мм продуктивність 900-Л800 шт.год, на стані АСПС при обробці свердел діаметром 3 -5мм - 842-1100 шт.год, на стані ПОПС при обробці свердел діаметром 15 -25мм - 300-425 шт.год.
Можливе утворення гвинтових канавок методом поздовжньо-гвинтового прокату на заготовках кінцевих фрез, мітчиків та іншого інструмента. Зусилля прокату 2-7 тс залежно від розміру свердла.
