книги из ГПНТБ / Скворцов, Г. Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки подготовительные работы

Г. Д. СКВОРЦОВ

ОСНОВЫ

КОНСТРУИРОВАНИЯ ШТАМПОВ д л я ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Издание 2-е, переработанное и дополненное

МОСКВА «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1974

6П4.2

С 42 УДК 621.983*073.001.2

320с. с ил.

Вкниге приведены основные сведения, необходимые конструктору для выполнения чертежа штампа. Описана методика расчета технологических пере­ ходов, определения формы и размеров заготовок деталей. Приведены рекоменда­

ции по выбору материалов для основных деталей штампов, силовой расчет не­ подвижных соединений, а также методика расчета размерных цепей рабочих де­ талей. Книга предназначена для конструкторов и технологов, работающих в об­ ласти холодной листовой штамповки.

'(§) Издательство «Машиностроение», 1074 п

Раздел первый

ФОРМА И РАЗМЕРЫ ПЕРЕХОДОВ

ШТАМПУЕМЫХ ДЕ ТАЛЕЙ

ИПЕРВИЧНЫХ ЗАГОТОВОК

ГЛАВА I

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЛУЧШЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ

ИНАДЕЖНОСТЬ ШТАМПОВ

§1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ И К ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ Д Е Т А Л Е Й

Технология производства деталей определяет характер бу­ дущей оснастки и служит основанием для составления задания на проектирование. Правильный выбор технологического процесса и оборудования значительно облегчает труд конструктора. По­ этому роль технолога в создании оснасткине должна ограничи­ ваться составлением технологического маршрута и выдачей зада­ ния на проектирование.

Задачей технолога является глубокая проработка задания с учетом всех возможностей данного производства и новой техники.

Технологический процесс и оснастка по своему техническому уровню должны соответствовать программе выпуска деталей. Меньшему объему выпуска необходима упрощенная оснастка, а большему — усовершенствованная, прогрессивная.

На первом этапе освоения нового объекта составляют так называемый обходной процесс, рассчитанный на изготовление не­ большой партии опытных образцов. При этом выполнение боль­ шинства операций намечают вручную, и поэтому заказывают только необходимую оснастку, без которой невозможно изгото­ вить ту или иную деталь.

Для выполнения полной программы, предусмотренной планом, составляют основной технологический процесс, действующий (с коррективами) до перехода на новую программу. Основной процесс должен быть разработан особенно тщательно, так как его внедрение может быть связано с проектированием новой оснастки

ис капитальными затратами.

Водних случаях новый технологический процесс требует на некоторых участках внедрения автоматических линий, а в дру­ гих — применения универсальных средств механизации, авто­ матизации с модернизацией оборудования и т. д.

Технолог устанавливает вид поставки штампуемого материала (в рулонах, полосами или листами), а также состояние его по­ ставки (нагартованный, отожженный и пр.). В общем комплексе

5

технологических задач важное место занимает выбор и назначение оборудования.

Очень важно, чтобы технолог ясно представлял схемы запла­ нированной им оснастки. Это не только приближает его идеи к реальному осуществлению, но и помогает заранее предвидеть габариты штампов, необходимый ход ползуна пресса, а также вы­ явить потребность в буферных устройствах и прочих усовершен­ ствованиях оборудования.

В случаях закрепления за одним и тем же прессом нескольких операций технолог должен предусмотреть возможность переста­ новки штампа с одного оборудования на другое. Соответствую­ щая оговорка обязывает конструктора проектировать штампы с привязкой их к двум прессам.

Приведенный круг вопросов, который должен охватывать тех­ нолог при разработке технологического процесса, далеко не пол­ ный. Однако на основании их можно сделать вывод, что состояние современной листовой штамповки предъявляет к технологу высо­ кие требования при подготовке и пуске производства.

Перед составлением технологического процесса на обработку деталей нового объекта технолог должен изучить их с точки зре­ ния возможности выполнения штамповкой. С этой целью новые детали сопоставляют с ранее выпускаемыми аналогичными де­ талями и производят соответствующие расчеты, которые обычно необходимы при рассмотрении сложных деталей, получаемых путем формообразования.

Один из важных вопросов, предшествующих технологическим расчетам,— это выявление степени способности металла к выпол­ нению штамповочных операций или иначе к определению его от­ носительной штампуемости. Под штампуемостью понимают спо­ собность листового металла (детали) подвергаться различным опе­ рациям штамповки. Штампуемость является собирательной ха­ рактеристикой и зависит от ряда показателей: механических свойств, пластичности, модуля упругости, структуры металла и химического состава.

К механическим свойствам относятся предел текучести ат; временное сопротивление ав; истинное сопротивление разрыву SB;

отношение ств (чем меньше тем больше область пластической

деформации). К показателям пластичности относятся относитель­ ное удлинение б и сужение ф; истинное относительное удлинение е; истинная деформация в устойчивой зоне растяжения, т. е. равно­ мерная деформация фв и /в. Чем больше ф, е, 1В и фв, тем выше штампуемость.

Модуль упругости Я влияет на упрочнение. Чем больше Я, тем больше склонность металла к упрочнению.

Штампуемость также зависит от скорости деформирования,

применяемой смазки, качества изготовления штампов и их экс­ плуатации.

6

При установлений необходимости процесса вытяжки по ориентировочно рассчитанному размеру заготовки определяют коэффи­

циент вытяжки т = ^ всей детали (отношение диаметра вы­

тягиваемой детали к диаметру заготовки), если она цилиндриче­ ская, или ее элемента, если она другой формы. На основании су­ ществующих рекомендаций определяют возможность вытяжки (или формовки) детали за один или несколько переходов.

Предварительно необходимо выявить штампуемость не только объемных деталей, но и деталей, подвергаемых изгибу.

Если технологичность формы детали не вызывает сомнений, то определяют возможность получения ее из металла назначен­ ного конструктором изделия. При отрицательном решении тех­ нолог требует замены металла на более приемлемый.

Иногда некоторые детали или^ совсем невозможно получить методом холодной штамповки, или потребная для изготовления их многооперационность практически явно нерентабельна. В данном случае целесообразно ставить вопрос об изменении их формы. Если это невозможно, то делают сборные или комбинированные конструкции с последующей сваркой.

После решения всех вопросов по штампуемости деталей тех­ нолог приступает к разработке технологии.

Нельзя представить единого технологического решения для всех штампуемых деталей. Но для каждого вида (типа) деталей имеются проверенные практикой технологические приемы, при­ чем может быть несколько вариантов, относящихся к данному виду, выбор которых обычно связан с характером производства.

Наряду с этим встречаются детали, требующие индивидуаль­ ного подхода из-за их сложности или новизны конструктивного исполнения.

§ 2. В А Р И А Н ТЫ ФИКСАЦИИ Д Е Т А Л Е Й

При многооперационной штамповке очень важно иметь надеж­ ную фиксацию заготовки на всех операциях.

Легко разрешаемые случаи, когда заготовки без труда фикси­ руются на предусмотренные чертежом ранее пробитые отверстия, а также по вырубленному или четко отформованному контуру, не требуют специальных решений. Однако есть не мало штампуе­ мых деталей, подвергаемых формообразованию, конструкции которых не имеют элементов надежной фиксации, что затрудняет получение их с точными размерами. Например, уголок (рис. 1, а) при получении его гибкой в направлении, указанном стрелкой, не будет стабильным по размерам А я Б вследствие возможности сдвига во время деформации. Поэтому, чтобы добиться высокой точности размеров, необходимо применять какие-либо искус­ ственные приемы.

Положительное влияние оказывают сильные прижимы. Однако и их действие часто не приносит нужных результатов. Одним из

7

удачных технологических решений является получение двух спа­ ренных уголков одновременной штамповкой с последующей'раз­ резкой (рис. 1, б). В данном случае сдвигающие усилия уравно­ вешиваются.

Между тем спаривание не всегда возможно. Поэтому изыски­ вают для фиксации другие приемы. Например, в детали преду­ сматривают технологические отверстия (рис. 1, в). Возможность введения, а также расположение их устанавливают технолог и конструктор основного изделия.

Рис. 1. Технологические приемы для фиксации заготовок при гибке деталей типа уголков

Технологические отверстия или вырезы не менее целесообразны при штамповке деталей, показанных на рис. 2. Первая деталь (рис. 2, а) имеет неглубокие ребра жесткости с плавными выходами на плоскость. Вторая деталь (рис. 2, б) может быть и глубокой, однако с небольшим углом а наклона образующей (не более 30°). Форма обеих деталей получается в первых штампах, после чего требуется обрезка по контуру, строго согласованному с коорди­ натами выступов. На первый взгляд в том и другом случаях фиксация возможна по выступам. Однако обычная глубина ребер жесткости (рис. 2, а) при h = 6-нЮ мм оказывается недостаточ­ ной для четкой фиксации. Также и во второй детали (рис. 2, б) плавный переход не обеспечивает надежной фиксации. Она может быть легко сдвинута с фиксатора, выполненного по выступающему конусу.

Введение технологических отверстий легко решает эту задачу. Технологические отверстия могут быть получены путем полного отделения металла (пробивкой), проколкой местного разрыва специальными прорывателями, встроенными в формообразующие

штампы (рис. 2, в).

Форму, число и размеры отверстий устанавливают в зависимо­ сти от конкретных условий: для деталей типа уголков и других

8

подобных форм—от одного до трех отверстий, а иногда'и больше (в зависимости от их длины); для деталей второй группы (рис. 2)— два отверстия.

Если полуфабрикаты имеют припуск на обрезку или места, удаляемые вырубкой после формообразования, то целесообразно разместить отверстия именно в этих зонах. При отсутствии при­ пуска или мест, удаляемых вырубкой, технологические отвер-

Рис. 2. Элементы фиксации неглубоких листовых деталей

стия размещают на поверхности детали; их координаты, форму и размеры задает конструктор изделия по требованию технолога.

Как уже указывалось выше, форма отверстий может быть раз­ личной. В большинстве случаев их выполняют круглыми. Однако' при небольших припусках или других ограничениях фиксирующие элементы могут иметь форму различных вырезов или пазов. На­ пример, в детали с ребрами жесткости (рис. 2, а) два открытых паза следует располагать на противоположных сторонах фланца. Если же разместить их на одной стороне, то цель не будет достиг­ нута, так как в таком исполнении возможен сдвиг детали с фикса­ торов по направлению стрелки.

Введение технологических пазов или вырезов иногда вызывает лишний расход металла. Но это окупается тем, что ликвидируется брак вследствие неправильной фиксации.

Способы получения отверстий и пазов различны. В мелкосе­ рийном и единичном производстве допускается их обработка по разметке или шаблону, в крупносерийном производстве отверстия

9