Листовая штамповка

ВВЕДЕНИЕ

Разработка технологического процесса штамповки и выбор той или иной схемы штампа тесно связаны между собой. Установив последовательность штамповки и выбрав схему штампа, обеспечивающие получение изделия, приступают к конструктивному оформлению (проектированию) принятых схем. Конструктивное оформление ведется обычно для конкретного пресса или группы однородных прессов с учетом требований действующих ГОСТов и нормалей на блоки и пакеты, на крепежно-установочные детали и пружины, на упоры, ловители и другие детали, а также на заготовки для матриц, съемников, пуансонодержателей и даже пуансонов. При назначении размеров деталей штампов следует выбирать их из рядов предпочтительных чисел табл. 1 (ГОСТ 8032-56).

Проектируя штамп, следует учитывать возможность механизации процесса штамповки. Листоштампованную деталь, изготовляемую за несколько операций, при большом масштабе выпуска, более рационально штамповать в одном многооперационном штампе, чем в нескольких однооперационных, так как механизация подачи и удаления на вторых операциях, как правило, решается сложнее, чем подача ленты или полосы.

Различают следующие типы производства штампованных деталей: единичный, мелкосерийный, серийный, крупносерийный, массовый. При проектировании штампа необходимо стремиться к тому, чтобы штамп обеспечивал высокую производительность, а удельная стоимость его (стоимость на одну штампованную деталь) была минимальной.

Таблица 1

Последнее решается не только конструкцией всего штампа (сложный или простой), но и его технологичностью, которая влияет на трудозатраты производства деталей штампа и сборку его, конечно, с учетом овеществленного труда.

Помещенные в первой (описательной) части рисунки блоков, узлов и деталей далеко не исчерпывают всего многообразия конструкций и приводятся лишь как иллюстрации к излагаемым положениям.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ШТАМПОВКИ (последовательность)

Рассмотрим этапы и последовательность разработки процесса штамповки листовых деталей.

I. Анализ форм, размеров, материалов и качества поверхности штампованной детали. Этот этап необходим для того, чтобы убедиться в возможности получения штамповкой детали, заданной чертежом, и не следует ли для улучшения и упрощения технологии
изменить отдельные параметры детали.

Проведя такой анализ, часто удается улучшить конструкцию детали.

II. Предварительное определение основных параметров технологии штамповки. Без наличия предварительных данных по технологии нельзя проводить остальную работу, в том числе и подбор оборудования.

III. Подбор оборудования.

IV. Корректирование параметров технологии штамповки. Это­го этапа может не быть, если удается подобрать оборудование, соответствующее требованиям предварительной технологии.

V. Экспериментальные работы или производство опытной пар­тии. Технологические параметры многих формоизменяющих операций, подсчитанные теоретически, требуют экспериментальной проверки (например, размеры плоских заготовок сложных вытяжек и др.)- Иногда, не ставя специальных экспериментов по за­ проектированному процессу, штампуют опытную партию.

VI. Окончательное корректирование и оформление процесса. Если для сложной детали, полученной формоизменяющими опера­циями, проводились экспериментальные работы или была отштам­пована опытная партия, то первоначально запроектированный про­цесс корректируется на основе полученных данных.

При разработке процесса для относительно простых листо-штампованных деталей (например, вырубка и пробивка шайбы, вытяжка круглого стакана и т. п.) ограничиваются первыми че­тырьмя этапами.

I. Анализ форм, размеров, материалов и качества поверхно­сти штампованной детали. Конструктор детали и технолог должны заботиться о конструктивности и технологичности штампованных изделий.

Конструктивность — это такое сочетание форм, размеров, ма­териалов и качества поверхности, которое наилучшим образом обеспечивает выполнение деталью ее служебных функций. Техно­логичность— такое сочетание форм, размеров, материалов и ка­чества поверхности, которое позволяет штамповать детали в за­данном количестве с минимальной затратой средств и вре­мени.

Анализируя параметры детали, необходимо в первую очередь обращать внимание на следующее:

- правильно ли выбран материал по физико-механическим свой­ствам и толщине (годится ли он для соответствующей операции, не завышена ли толщина, нельзя ли уменьшить ее за счет введения элементов жесткости — ребер, отбортовки и др.);

использованы ли возможности профилированного или изогну­того из ленты (полосы) материала (профили открытые, закрытые, с наполнителями), так как такие конструкторские материалы об­ладают прочностью, монтажностью, декоративностью;

- рациональны ли формы для вытяжки (очень сложные формы упрощать, а при невозможности этого — расчленять на простые элементы с последующим их соединением штамповкой, сваркой или клепкой);

- можно ли деталь, запроектированную из цветного металла, в целях экономии последнего, расчленить (с последующим их сое­динением) на такие элементы, часть которых выполнялась бы из цветного, а другая, при этом большая — из черного металла;

- располагаются ли объемы у пустотелых деталей по убывающей в сторону дна размерности и обозначено ли, какие размеры (внут­ренние или наружные) необходимо получить, а также учтено ли, что стенки будут разной толщины;

- предусмотрены ли у гнутых деталей в зоне гибки подрезки (в раскрое) и нельзя ли деталь (или заготовку на две детали) выполнить симметричной;

- предусмотрены ли у сложных деталей технологические базы в виде отверстий, наружных частей контура, вытянутых или других элементов;

- достижимы ли штамповкой и экономически целесообразны за­данные допуски и качество поверхности;

- можно ли для уменьшения номенклатуры инструмента второго порядка и времени освоения сократить число размеров отдельных элементов деталей (радиусы переходов, уклоны, ребра жесткости, пробиваемые отверстия и т. д.), а также унифицировать марки и толщины материалов;

- согласована ли конфигурация вырубаемых деталей или заго­товок с раскроем их в ленте, полосе или листе;

- учитывается ли при проектировании вырубаемых и пробивае­мых контуров технологичность изготовления пуансонов и матриц соответствующих штампов;

- можно ли делать сварными заготовки для тех деталей, при штамповке которых из ленты или листов образуются большие от­ходы;

- согласованы ли элементы деталей (минимальные пробиваемые отверстия, минимальные радиусы гибки и вытяжки, размеры под­резок в раскрое и т. д.) с технологическими данными и возмож­ностями той или иной операции.

II. Предварительное определение основных параметров техно­логии штамповки. Вся работа данного этапа должна проводиться с учетом масштаба выпуска и техники безопасности. К основным вопросам относятся следующие:

- установление последовательности операций;

- выбор вида материала и определение раскроя (лента, полоса, лист, отходы плоские, отходы, выправленные после формовки);

- выбор типа штампов (для массового производства — совмещенные, с автоматической подачей, сложной конструкции; для единичного — универсальные, упрощенные);

- выбор вида и типа подачи и удаления материала, изделий и отходов (подача — валковая, клещевая, револьверная, пластин­чатая, крючковая, шиберная, магазинно-шиберная, ручная; удаление - через провальное отверстие, по наклонной плоскости, струей воздуха, крючком, пинцетом, рычажными устройствами; направление подачи — справа, слева, от себя);

- расчет основных параметров процесса (процент отхода и ис­пользования материала, шаг подачи, ширина ленты (полосы), диаметр плоской заготовки, диаметры пооперационные, толщины по операционные, ход пуансона, закрытая высота штампа, глубина вытяжки, усилие штамповки, сила складкодержателя, припуски для обрезки и др.);

- оформление пооперационных эскизов.

III. Подбор оборудования. При подборе оборудования нужно также исходить из типа производства. При использовании существующего парка выбирают наиболее подходящие модели, которые неполностью загружены. Но выбранные прессы не всегда могут удовлетворить всем требованиям предполагаемой технологии. Новое оборудование должно быть выбрано с характеристиками, наиболее соответствующими процессу. Подбор производится по следующим основным параметрам: но соответствию технологической операции: по усилию и работе; по величине хода; по габаритным размерам и форме стола и ползуна; но штамповому пространству (открытая и закрытая высоты); по размерам провального отверстия; по числу ходов; по наличию подачи, поперечины в ползуне и буфера; по надежности работы всей конструкции и, особенно, по жесткости станины и направлению ползуна; по стоимости (относится главным образом к вновь приобретаемому оборудова­нию) .

IV. Корректирование параметров технологии штамповки. Так как не всегда удается подобрать соответствующее оборудование, то после установления модели пресса большая или меньшая часть предварительных параметров технологии пересчитывается и пере­оформляется.

На большинстве машиностроительных заводов, как правило, применяют один технологический документ - технологическую кар­ту, одна из форм которой представлена па рис. 1. В специализиро­ванных производствах (например, изготовление гильз, и т. д.) при­меняют два документа: технологический маршрут (перечень операций с краткими сведениями) и операционные карты (на каждую операцию) своя карта с подробнейшими данными и соответствующими эскизами).