Обработка пресс-форм: не только станок, но и понимание материала 

Когда говорят про обработку пресс-форм, многие сразу представляют себе идеально отфрезерованные поверхности на новом пятикоординатном станке. Это, конечно, основа, но лишь вершина айсберга. Основная работа и головная боль начинаются там, где заканчивается программа CAM. Особенно это касается форм для стекла — тут любой заусенец или неверно выбраннный радиус приводит не просто к браку, а к остановке всей линии на производстве. У нас в ООО Чэнду Синьчжи Индастриз через это прошли не раз: сделаешь всё по чертежу, а при обкатке на горячем стекле — трещина или неотделимость изделия. И начинаешь искать причину не в коде, а в физике процесса.

От проектирования к металлу: где кроются первые ошибки

Всё начинается с 3D-модели. Казалось бы, проектировщик всё продумал. Но часто упускается важнейший для стекла момент — усадка и термическое расширение. Не только стекла, но и самой формы. Если взять, к примеру, форму для производства стеклянных блюдец или абажуров, то углы и переходы — это критичные зоны. Мы в ООО Чэнду Синьчжи Индастриз наступили на эти грабли: сделали острый, красивый с точки зрения дизайна переход. В металле он был безупречен. А в печи стекло, усаживаясь, создавало такое напряжение в этом месте, что либо изделие лопалось при отжиге, либо форма начинала задираться. Пришлось переделывать. Теперь любой чертёж смотрим не только на геометрию, но и мысленно прокручиваем температурный цикл.

Ещё один нюанс — выбор марки стали. Для серий в десятки тысяч достаточно P20 или российского аналога 3Х2М-Ф. Но когда речь о массовом производстве, скажем, стеклянной тары, где счёт идёт на миллионы, без сталей типа H13 (4Х5МФС) не обойтись. Их обработка — отдельная песня. После термообработки твёрдость под 50 HRC, и тут финишная обработка электродом или шлифовка выходит на первый план. Фрезеровка уже не катит.

Поэтому первое правило: технолог, который готовит управляющую программу для обработки пресс-формы, должен знать не только возможности станка, но и для чего эта форма, из какой стали, и что в неё будут заливать. Без этого диалога между отделами получается просто красивая и дорогая железка.

Черновая и чистовая: разделение не только по параметрам реза

Здесь многие допускают стандартную ошибку — стараются снять максимум за один проход на чистовую, чтобы сэкономить время. С низкоуглеродистыми сталями это может и пройдёт. Но с теми же закалёнными штампами для стекла — провал. Остаточные напряжения после грубого реза никуда не деваются, и при финишной обработке или, что хуже, в процессе эксплуатации под нагревом, форма может незначительно, но критично ?повести?.

У нас был случай с матрицей для сложного стеклянного подсвечника. После финишной обработки всё замерили — в допуске. Собрали, запустили в опытную партию. А после 500 циклов появилась едва заметная ступенька на изделии. Разобрали — а в матрице микроскопическая деформация в зоне, где был самый массивный съём при черновой обработке. Пришлось вносить коррективы в техпроцесс: увеличивать количество переходов, делать дополнительный отпуск после черновки перед чистовой. Время выросло, но надёжность — того стоила.

Отсюда вывод: техкарта на обработку пресс-форм — это не догма. Это живой документ, который часто пишется и переписывается кровью и бракованными отливками. Особенно когда осваиваешь новый тип изделий.

Электроды и электроэрозия: искусство создания невозможного

Вот где фрезеровка пасует. Глубокие полости, острые внутренние углы, текстуры — это царство электроэрозии. Многие недооценивают важность подготовки электродов. Сделал электрод с недостаточным запасом на износ — и в середине обработки глубокой полости его геометрия поплывёт, получится конус вместо прямого стенка. Для стеклянных форм это смерть, потому что изделие потом просто не выйдет из формы.

Мы для ответственных форм, особенно с текстурой ?апельсиновая корка? или матовой поверхностью, делаем электроды из меди-графита. Да, дороже. Но износ в разы меньше, и поверхность после эрозии часто требует минимальной доводки. А вот для чистовых операций, где важна точность размеров, идёт медь. Важно правильно рассчитать зазоры на искровой промежуток, и тут не обойтись без накопленной базы данных и, простите за тавтологию, опыта.

Кстати, про текстуры. Заказать у китайцев штамп для накатки текстуры на электрод — полдела. Важно потом эту текстуру без искажений перенести на сталь. И здесь параметры эрозии (ток, частота, пауза) подбираются почти что на ощупь. Записать это в норматив сложно, это как рецепт у шеф-повара — вроде все ингредиенты известны, но результат зависит от руки.

Сборка и доводка: где теория встречается с реальностью

Отшлифованная и проэродированная деталь формы — ещё не деталь. Это заготовка для слесаря-сборщика. Вот тут начинается магия. Притирка сердечников к направляющим втулкам, подгонка разъёмов, обеспечение равномерности зазора по всему периметру — это ручная работа высочайшей точности. Можно сделать всё на станке с микронной точностью, но если сборщик не поправит ?по месту?, форма может заклинить или дать неконтролируемую щель, в которую полезет стекло.

Особенно капризны системы выталкивания в формах для тонкостенных стеклянных изделий. Толкатель должен сработать чётко, без малейшего перекоса, иначе хрупкое горячее изделие треснет. Мы в ООО Чэнду Синьчжи Индастриз для таких случаев всегда делаем пробную сборку и ?прогоняем? форму вручную, имитируя цикл, ещё до отправки на производство заказчика. Находится масса мелочей: где-то подшлифовать, где-то чуть рассверлить.

Доводка поверхностей — тоже не для галочки. Полировка под зеркало нужна не всегда. Для многих стеклоизделий нужна определённая шероховатость, чтобы воздух между формой и стеклом успевал выйти. Слишком гладкая поверхность может привести к образованию воздушных раковин. Поэтому часто после механической полировки идёт финишная обработка пескоструйкой или мягкими абразивными пастами для создания контролируемой микротекстуры.

Обкатка и сопровождение: продажа формы — это начало отношений

Самый нервный момент — первые пуски на реальном производстве заказчика. Даже идеально обработанная и собранная форма — это лишь инструмент. А результат зависит от пресса, температуры стекломассы, скорости цикла. Часто приходят письма: ?Форма не работает, изделие не выходит?. Начинаешь разбираться — а там температура в печи на 30 градусов ниже рекомендуемой, или время выдержки недостаточное.

Поэтому наша политика как производителя — обязательно выезжать на пусконаладку или хотя бы дистанционно вести клиента первые дни. Потому что нюансов масса: где смазать, как отрегулировать обдув, какую установить скорость смыкания. Это уже не обработка пресс-форм, это технология литья. Но без этого знания ты не сделаешь по-настоящему рабочую форму. Иногда приходится по результатам обкатки вносить минимальные коррективы в саму форму — подправить литниковую систему, чуть увеличить угол конуса. Это нормально.

В итоге, что такое обработка пресс-форм для стекла? Это непрерывная цепочка взаимосвязанных решений: от выбора стали и проектирования до финальной доводки и технологического сопровождения. Это не просто изготовление детали по чертежу. Это создание инструмента, который должен работать в жёстких условиях, и от которого зависит рентабельность всего производства заказчика. И каждый новый заказ, даже на типовое изделие, — это немного новый опыт и новые данные для той самой внутренней базы знаний, которую ни в одном каталоге не найдёшь.