stamp@sapfir.eu
с 9:00 до 18:00 пн-пт
+7 (495) 997-95-77
Изготовление технологической оснастки
Изготовление оснастки – сложный процесс, требующий участия специалистов разного профиля: от конструкторов и программистов до операторов ЧПУ и метрологов. В зависимости от типа оснастки (пресс-формы, штампы, приспособления) меняются и требования к квалификации персонала. Современные технологии (CAD/CAM, 3D-печать, ЧПУ) позволяют ускорить процесс, но ключевая роль по-прежнему принадлежит опытным инженерам и технологам.
Изготовление технологической оснастки на станках с ЧПУ – критически важный процесс в машиностроении, определяющий качество и эффективность массового производства. Благодаря высокой точности, гибкости и автоматизации, предприятия могут сокращать сроки вывода продукции на рынок и минимизировать издержки. Дальнейшее развитие направления связано с внедрением цифровых двойников, аддитивных технологий и "умных" систем мониторинга износа.
Гравиро́вка (гравирование) (нем. gravieren, фр. graver — вырезать на чём-либо) — нанесение рисунка, надписи, орнамента, ручным или механическим способом на поверхности металла, камня, дерева, стекла. Один из древнейших способов обработки материала резанием. При этом рисунок может быть выпуклым (рельефным) или углублённым.
Виды технологической оснастки
Основные виды технологической оснастки
1. Литтехоснастка (для литья)
- Пресс-формы (для литья пластмасс, металлов под давлением).
- Кокили (для литья алюминия, чугуна).
- Литниковые системы (для направления расплава).
- Матрицы и пуансоны (для точного формования).
2. Штамповая оснастка
- Штампы для холодной штамповки (вырубные, гибочные, вытяжные).
- Штампы для горячей штамповки (ковка, объёмная штамповка).
- Прогрессивные штампы (многооперационные, для массового производства).
3. Приспособления для механообработки
- Кондукторы (для точного сверления, фрезерования).
- Центры, люнеты, оправки (для токарной обработки).
- Зажимные устройства (тиски, патроны, гидро-/пневмозажимы).
4. Сборочная оснастка
- Кондукторы для сварки и клёпки.
- Фиксаторы и шаблоны для сборки.
- Испытательные стенды.
5. Контрольно-измерительная оснастка
- Калибры (пробки, скобы).
- Контрольные шаблоны и макеты.
- 3D-сканы и эталонные модели.
6. Режущий инструмент
- Фрезы, свёрла, развёртки, метчики.
- Протяжки, долбяки, зуборезный инструмент.
- Электроды для электроэрозионной обработки (ЭЭО).
Специалисты, участвующие в изготовлении
Специалисты, участвующие в изготовлении оснастки
1. Инженеры-конструкторы (технологи)
- Разрабатывают 3D-модели оснастки (в CAD-системах: SolidWorks, Autodesk Inventor, КОМПАС).
- Проводят расчёты на прочность, износ, тепловые деформации.
- Определяют материалы и допуски.
2. Технологи-программисты ЧПУ (CAM-инженеры)
- Создают управляющие программы (в CAM-системах: Mastercam, PowerMill, NX CAM).
- Оптимизируют траектории обработки (минимизация времени, износа инструмента).
- Настраивают постпроцессоры под конкретные станки.
3. Операторы и наладчики ЧПУ
- Настраивают станок перед обработкой.
- Контролируют процесс, корректируют режимы резания.
- Проводят первичную проверку точности.
4. Фрезеровщики, токаря, шлифовщики (высокой квалификации)
- Выполняют финишную обработку вручную (доводка, полировка).
- Работают на универсальных станках (если требуется доработка после ЧПУ).
5. Гальваники и термисты
- Наносят износостойкие покрытия (хромирование, нитрирование титана).
- Проводят закалку, отпуск, цементацию.
6. Контролёры КИП (метрологи)
- Проверяют оснастку на соответствие чертежам (КИМ, оптические измерители).
- Составляют протоколы испытаний.
Процесс производства
Этапы производства специальной оснастки
1. Проектирование (CAD-моделирование)
- Анализ техзадания и требований к оснастке.
- Разработка 3D-модели в CAD-системах (SolidWorks, AutoCAD, Inventor, CATIA).
- Проверка на взаимозаменяемость, жёсткость, удобство использования.
- При необходимости — CAE-анализ (прочность, термодеформирование).
2. Выбор материала
Зависит от назначения оснастки:
- Сталь (У8А, Х12М, 40Х) — для штампов, пресс-форм.
- Алюминий (Д16, АМг5) — для лёгкой оснастки, кондукторов.
- Пластики (капролон, текстолит) — для временных приспособлений.
- Композиты — для износостойких элементов.
3. Изготовление на станках с ЧПУ
- Фрезерная обработка (3D-фрезеровка сложных поверхностей).
-Токарная обработка (валы, втулки, цилиндрические элементы).
- Электроэрозионная обработка (ЭЭРО) — для твёрдых сплавов.
- Шлифовка и доводка — для повышения точности.
4. Сборка и контроль
- Подгонка компонентов (притирка, запрессовка).
- Проверка на точность, жёсткость, износостойкость.
- Тестовое использование на реальном производстве.
Особенности производства
Особенности производства оснастки на ЧПУ (детализация)
1. Выбор оборудования
- Фрезерные ЧПУ (3-, 4- и 5-осевые) – для сложных 3D-форм.
- Токарные ЧПУ с приводным инструментом – для тел вращения с фрезерованными элементами.
- Электроэрозионные станки (проволочные и прошивные) – для твердых сплавов и прецизионных деталей.
- Шлифовальные ЧПУ – для финишной обработки пресс-форм.
2. Материалы для оснастки
| Материал | Применение |
|----------|------------|
| Сталь У8, У10 | Штампы для холодной штамповки |
| Х12М, Р6М5 | Пресс-формы для литья пластмасс |
| Твердые сплавы (ВК8, Т15К6) | Режущий инструмент, износостойкие вставки |
| Алюминиевые сплавы (Д16, АК7) | Легкие кондукторы, опытные образцы |
| Графит (ISO-63) | Электроды для ЭЭО |
3. Этапы изготовления
1. Проектирование (CAD) – создание 3D-модели с учетом усадки материала.
2. Программирование (CAM) – генерация управляющих G-кодов.
3. Черновая обработка – снятие основного объема (высокие подачи).
4. Чистовая обработка – достижение точности до IT6-IT7.
5. Термообработка и финишная доводка – закалка, шлифовка, полировка.
6. Контроль качества – 3D-сканирование, проверка на КИМ.
4. Тенденции и инновации
- Аддитивные технологии (3D-печать металлом) – быстрое изготовление прототипов оснастки.
- Гибридная обработка – сочетание субтрактивных (фрезеровка) и аддитивных методов.
- Искусственный интеллект в CAM – оптимизация траекторий инструмента.
5. Проблемы и решения
Дорогое изготовление -> Использование алюминия вместо стали
Быстрый износ -> Термообработка, защитные покрытия
Сложность проектирования -> Прототипирование на 3D-принтере
Большие сроки производства -> Параллельная обработка на нескольких станках
✅ Высокая точность (до 0,005 мм для прецизионной оснастки).
✅ Индивидуальный подход (каждая оснастка проектируется под конкретную задачу).
✅ Использование современных технологий (3D-печать для прототипов, ЧПУ-обработка).
✅ Долговечность (закалка, покрытия: нитрид титана, хромирование).
6. Заключение
Изготовление специальной оснастки требует высокоточной обработки, правильного выбора материалов и тщательного контроля. Современные ЧПУ-станки и CAD/CAM-системы значительно ускоряют процесс, делая его более гибким и экономически выгодным.
Области применения
Особенности изготовления
- Использование современных материалов (твердые сплавы, инструментальные стали, композиты).
- Применение CAD/CAM-систем для проектирования и программирования обработки.
- Высокоскоростная обработка (HSM) для сложных 3D-поверхностей.
- Многоосевая обработка (5-осевые станки) для изготовления сложных форм.
- Контроль качества с помощью КИМ (координатно-измерительных машин).
Значение в современном производстве
Экономические преимущества
- Снижение затрат на переналадку – быстрый переход между заказами благодаря ЧПУ-программированию.
- Оптимизация материалоемкости – минимизация отходов за счет точного раскроя.
- Сокращение сроков НИОКР – ускоренное прототипирование и выпуск опытных образцов.
Технологические преимущества
- Высокая повторяемость – исключение "человеческого фактора" при серийном производстве.
- Возможность обработки сложных поверхностей (например, турбинных лопаток, зубчатых колес).
- Интеграция с цифровыми технологиями (использование IoT для мониторинга износа оснастки).
Эксплуатационные преимущества
- Долговечность оснастки – применение износостойких покрытий (TiN, TiCN, алмазное напыление).
- Ремонтопригодность – возможность восстановления пресс-форм и штампов путем допроточки.
Области применения в машиностроении
Технологическая оснастка, изготовленная на станках с ЧПУ, широко используется в машиностроении для:
- Производства пресс-форм и штампов (для литья, штамповки, вырубки).
- Изготовления кондукторов и приспособлений (для точного позиционирования деталей при обработке).
- Производства режущего инструмента (фрезы, сверла, развертки, метчики).
- Создания контрольных шаблонов и калибров (для проверки геометрии деталей).
- Оснастки для сборочных операций (фиксаторы, зажимные устройства).
Технологическая оснастка, изготовленная на станках с ЧПУ, применяется в следующих ключевых направлениях:
- Литьевые формы (пресс-формы)
- Для литья под давлением (пластмассы, алюминий, цинк).
- Для литья по выплавляемым моделям (точное литье).
- Для резинотехнических изделий (пресс-формы для вулканизации).
- Штамповая оснастка
- Штампы для холодной и горячей штамповки (автомобильные кузовные детали, крепежные элементы).
- Вырубные и гибочные штампы (производство электротехнических компонентов, корпусных деталей).
- Приспособления для механообработки
- Кондукторы для сверления (авиационные и автомобильные узлы).
- Зажимные устройства для фрезерных и токарных операций.
- Поворотные и делительные головки для многопозиционной обработки.
- Инструментальная оснастка
- Сложнопрофильные фрезы, протяжки, долбяки.
- Формообразующие электроды для электроэрозионной обработки (ЭЭО)
- Контрольно-измерительная оснастка
- Эталонные шаблоны, калибры, контрольные контуры.
- 3D-макеты для проверки сборки (например, в авиастроении).
- Сборочная оснастка
- Кондукторы для сварки и клепки.
- Фиксирующие устройства для роботизированной сборки.
Значение
- Повышение точности – ЧПУ обеспечивает высокую повторяемость и минимальные допуски.
- Сокращение сроков производства – автоматизация ускоряет изготовление оснастки.
- Снижение себестоимости – уменьшение ручного труда и брака.
- Гибкость производства – возможность быстрого перехода на новые изделия.
- Улучшение качества продукции – точная оснастка повышает качество конечных деталей.
Вывод
Изготовление технологической оснастки на станках с ЧПУ играет ключевую роль в машиностроении, обеспечивая высокую точность, скорость и экономичность производства. Это особенно важно в условиях массового и мелкосерийного выпуска, где требуется быстрая адаптация под новые изделия.
Изготовление технологической оснастки на станках с ЧПУ в инструментальном производстве: углубленный анализ
Остались вопросы?
Мы готовы ответить на них.
Заполните форму обратной связи, указав все необходимые данные и ваш вопрос.
Офис
- г. Москва, проспект Маршала Жукова, д.2 стр.2, 603, 123308
Производство
- г. Москва, поселение Краснопахорское, квартал № 171