Производство наручных часов является достаточно сложным процессом, включает в себя множество операций и требует высокой точности инструмента второго порядка для производства оснастки и деталей механизмов часов, так как детали маленьких размеров, а точность геометрии 0,001 мм.

В часовом производстве используется различное множество технологий производства тех или иных частей механизмов наручных часов, и соответственно в технологическую цепочку включено огромное множество различных инструментов и приспособления для формообразования.

В данном исследовании я рассмотрел процесс электроэрозионной обработки твердосплавной мелкомодульной червячной фрезы, используемой в часовой промышленности для нарезания зубчатых колес, шестеренок механизма наручных часов. Данная фреза имеет диаметр 12 мм и толщину от 4 мм до 16 мм в зависимости от характеристик нарезаемого профиля и геометрии зубьев. Данная фреза, изготавливается из заготовки спеченного твердого сплава марки ВК8 (92% карбид вольфрама и 8% Co – кобальт)

Рис. 1 Заготовка из спеченного твердого сплава под мелкомодульную червячную фрезу.

Как известно, твердые сплавы имеют достаточно высокую твердость (73-76 HRc) и высокую теплостойкость, за счёт высокотвердых материалов на основе карбидов вольфрама и кобальтовой металлической связки.  Что способствует повышению показателей скорости обработки, соответственно и производительности. Как правило заготовки из твердого сплава спекаются в определенных формах под конкретные цели. Представленная заготовочка была изготовлена специально под фрезы и поставляется в виде трубы.

Труба из твердосплавной спеченной заготовки разрезается на электроэрозионном станке.

Рис. 2 Вырезанная заготовка из спеченного твердого сплава под мелкомодульную червячную фрезу на электроэрозионном станке.

Далее с помощью электроэрозионной вырезки формируются стружечные канавки будущей червячной фрезы и заготовка уже принимает формы фрезы.

Рис. 3 Заготовка мелкомодульной твердосплавной червячной фрезы с вырезанными стружечными канавками на электроэрозионном станке.

Уже только после этого на специальном шлифовальном станке алмазными кругами создается профиль зубьев червячной фрезы и появляется затылованная задняя поверхность. Все инструментальщики знают, что без задней поверхности процесс резания практически не возможен.

Рис. 4 Готовая, затылованная мелкомодульная твердосплавная червячная фреза.

Рис. 5 Чертеж мелкомодульной червячной фрезы.

Рис. 6 Профиль зубьев фрезы.

Рис. 7 Пооперационные стадии производства твердосплавной червячной фрезы.

Исследование различных параметров электроэрозионной обработки влияющих на чистоту поверхностного слоя твердого сплава.

Таблица  1. Оптимальные режимы электроэрозионной обработки фрезы из сплава ВК8

Очень важно правильно подобрать технологические характеристики электроэрозионной обработки, необходимо выбрать оптимальные значения ча­стоты, длительности импульсов и силы рабочего тока электри­ческих импульсов. В таблице 2 приведены ориентировочные зна­чения параметров электрических импульсов, можно легко подобрать параметры электрических импульсов, зная необходимую чистоту поверхности после обработки.

Таблица 2. Рекомендуемые режимы обработки твердого сплава ВК8 в зависимости от требуемого параметра шероховатости обработанной поверхности

Рис. 8 Программа ЧПУ на экране электроэрозионного станка

После проведенного исследования, анализа и практики, я сделал вывод, что процесс электроэрозионной обработки твердосплавных инструментов является достаточно комплексным процессом и необходимо учитывать специфику режущего инструмента, геометрию, шероховатость и химические характеристики получаемой поверхности и оптимальные режимы обработки, при этом электро-эрозия будет эффективной так, как твердый сплав имеет высокую твердость и традиционными методами его обработать не удастся.

Рекомендуется учитывать все критерии по выбору параметров электрических импульсов при настройке режимов резания для большей производительности и эффективности производства инструментов.

В следующей статье, я разберу влияние способа электроэрозионной обработки на технологические характеристики формообразованной поверхности.

1. Петухов Ю.Е. Формообразование численными методами / Ю.Е. Петухов. – М. : «Янус-К», 2004. – 200 с.
2. Петухов Ю. Е., Домнин П. В. Формообразование фасонных винтовых поверхностей инструментов на основе применения стандартных концевых и торцевых фрез. – М.: ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2012. -130с.
3. Гречишников, В.А. Математическое моделирование в инструментальном производстве / Гречишников В.А., Колесов Н.В., Петухов Ю.Е.. – М. : МГТУ «СТАНКИН». УМО АМ, 2003. – 116 с.
4. Петухов Ю.Е. Проектирование инструментов для обработки резанием деталей с фасонной винтовой поверхностью на стадии технологической подготовки производства : дис. … докт. техн. наук : 05.03.01 / Петухов Ю.Е.. – М., 2004. – 393с.
5. Петухов Ю.Е. Численные модели режущего инструмента для обработки сложных поверхностей / Петухов Ю.Е., Колесов Н.В. // Вестник машиностроения. – 2003. – №5. – С. 61-63.
6. Петухов Ю.Е. Профилирование режущих инструментов среде Т-flex CAD-3D / Петухов Ю.Е. // Вестник машиностроения. – 2003. – №8. – С. 67-70.
7. Петухов, Ю.Е. Способ формообразования фасонной винтовой поверхности стандартным инструментом прямого профиля / Петухов Ю.Е., Домнин П.В. // Вестник МГТУ «СТАНКИН». – 2011. – №3. – С. 102-106.
8. Колесов Н.В. Система контроля сложных кромок режущих инструментов / Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. // ИТО: Инструмент. Технология. Оборудование. – 2003. – №2. – С. 42-45.
9. Петухов Ю.Е. Компьютерная модель формообразования сложной поверхности / Петухов Ю.Е., Домнин П.В. // Международная научно-техническая конференция «Автоматизация: проблемы, идеи, решения». В 2 т. : сб. науч. ст. – Тула, 2010. – Т. 1. – С. 197-200.
10. Колесов Н.В. Компьютерная модель дисковых фасонных затылованных фрез / Колесов Н.В., Петухов Ю.Е., Баринов А.В. // Вестник машиностроения. – 1999. – №6. – С. 57-61.
11. Домнин П.В. Решение обратной задачи профилирования на базе схемы численного метода заданных сечений /Петухов Ю.Е., Домнин П.В. // Справочник. Инженерный журнал с приложением. – 2011. – №11. – С. 26-29.
12. Колесов Н.В. Математическая модель червячной фрезы с протуберанцем / Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. // СТИН. – 1995. – №6. – С. 26-29.
13. Колесов Н.В. Два типа компьютерных моделей режущего инструмента Колесов/ Н.В., Петухов Ю.Е. // СТИН. – 2007. – №8. – С. 23-26.
14. Петухов Ю.Е. Точность профилирования при обработке винтовой фасонной поверхности / Ю.Е. Петухов, П.В. Домнин // СТИН. – 2011 – №7. – С. 14-17.
15. Петухов Ю.Е., Математическая модель криволинейной режущей кромки спирального сверла повышенной стойкости / Ю.Е. Петухов, А.А. Водовозов // Вестник МГТУ «СТАНКИН». – 2012. – №3. – С. 28-32.
16. Петухов Ю.Е. Некоторые направления развития САПР режущего инструмента / Ю.Е. Петухов // СТИН. – 2003. – №8. – С. 26-30.
17. Петухов Ю.Е. Затачивание по передней поверхности спиральных сверл с криволинейными режущими кромками / Ю.Е. Петухов, А.А. Водовозов // Вестник МГТУ «СТАНКИН». – 2014. – №1 (28). – С. 39-43.
18. Петухов Ю.Е.Определение задних кинематических углов при обработке винтовых фасонных поверхностей стандартными фрезами прямого профиля./ Петухов  Ю.Е., Домнин П.В.//Вестник МГТУ Станкин. 2014. № 2 (29). С. 27-33
19. Петухов Ю.Е.Задачи по формообразованию при обработке резанием /Петухов Ю.Е., Колесов Н.В., Юрасов С.Ю.//Вестник машиностроения. 2014. № 3. С. 65-71.
20. Петухов Ю.Е.Компьютерное моделирование обработки винтовой канавки на заготовке концевой фрезы./ Петухов Ю.Е, Домнин П.В.//Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2011. № 2. С. 156-164.
21. Петухов Ю.Е. Cпособ шлифования фасонных валов. Патент на изобретение RUS 863310  04.05.1979
22. Петухов Ю.Е.Устройство для правки фасонных шлифовальных кругов. Патент на изобретение RUS 823101 21.03.1979
23. Петухов Ю.Е.Способ обработки цилиндрических поверхностей патент на изобретение RUS 904999 04.05.1979
24. Петухов Ю.Е.Прибор для профилирования червячных фрез. Патент на изобретение RUS 878467 07.12.1978
25. Петухов Ю.Е  Определение задних кинематических углов при обработке винтовых фасонных поверхностей стандартными фрезами прямого профиля /Петухов Ю.Е., Домнин П.В.//Вестник МГТУ Станкин. 2014. № 2 (29). С. 27-33.
26. Petukhov Yu.E.Some directions of cutting tool cad system development./ Petukhov Yu.E.//Russian Engineering Research. 2003. Т. 23. № 8. С. 72-76.
27. Petukhov Yu.E.Curvilinear cutting edge of a helical bit with uniform life./ Petukhov Yu.E.//Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 10. С. 645-648.
28. Kolesov N.V.The mathematical model of a hob with protuberances./Kolesov N.V., Petukhov Yu.E.//Russian Engineering Research. 1995. Т. 15. № 4. С. 71-75
29. Petukhov, Y.E. Shaping precision in machining a screw surface / Y.E. Petukhov, P.V. Domnin // Russian Engineering Research. – 2011. – T. 31. – №10. – С. 1013-1015.
30. Kolesov, N.V. Computer models of cutting tools / N.V. Kolesov, Y.E. Petukhov // Russian Engineering Research. – 2007. – T. 27. – №11. – С. 812-814.
31. Petukhov, Y.E. Determining the shape of the back surface of disc milling cutter for machining a contoured surface / Y.E. Petukhov, A.V. Movsesyan // Russian Engineering Research. – 2007. – T. 27. – №8. – С. 519-521.

Все статьи автора «Гарифуллин Айрат Анфасович»