2.7. Оформление операционных карт техпроцесса

Результаты разработки технологического процесса на изготовление детали заносятся в операционные карты, форма которых соответствует ГОСТу. Карты оформляются на все операции техпроцесса. В картах (чернилами) заполняются все графы, характеризующие деталь, вычерчивается операционный эскиз (можно карандашом), указываются названия операций и переходов, даются название и характеристика применяемого оборудования, штампа, приспособления, мерительного и вспомогательного инструмента, а также в соответствующих графах указываются усилия и степень деформации. При выполнении операционного эскиза деталь располагается в рабочем положении со всеми необходимыми проекциями и сечениями, на которых должны быть показаны размеры с допусками, относящиеся только к этой операции, базовые поверхности и места закрепления, ТТ на обработку и контроль.

Обрабатываемые поверхности обозначаются номером в кружке, базовые поверхности – условными обозначениями. Наименование операций должно быть кратким, в повествовательном наклонении, а наименование переходов – в повелительном. Примеры оформления операционных карт даны ниже. После оформления все операционные карты сшиваются и вкладываются в расчетно-пояснительную записку.

2.8. Определение норм времени

Определение норм времени производится на 2 – 3 операции. Основное и вспомогательное время находится по нормативам. Подготовительно-заключительное время, время на организационно-техническое обслуживание рабочего места и отдыха берется в процентах от оперативного.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ШТАМПОВ

Проектирование штампов должно выполняться строго в соответствии с разработанным технологическим процессом. В конструкции штампа воплощается замысел технолога по осуществлению рассматриваемой операции.

3.1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ШТАМПОВ

Студенту предлагается конструировать один сложный (сложносовмещенный, многопереходный последовательный, с автоматической подачей) либо один средней сложности штамп и изобразить графическую иллюстрацию к операции штамповки – графическую операционную технологию. Графическая операционная технология вычерчивается в произвольном масштабе (на 0,5 листа) и изображает рабочую зону выполняемой операции: обрабатываемую деталь и штамп при крайнем нижнем положении его верхней плиты, крепление верхней плиты к ползуну пресса, часть ползуна, крепление нижней плиты к подкладной плите или столу пресса. Кроме того, выполняются рабочие чертежи (деталировка) на две сопряженные детали по указанию руководителя проекта. Общий объем графических работ 2 – 3 чертежных листа.

При проектировании штампа необходимо обеспечить ряд основных требований:

получение деталей с заданными качествами;

компактность конструкции, малую металлоемкость, максимальное использование нормализованных и стандартизованных деталей и узлов, для чего необходимо воспользоваться нормалями машиностроения [20];

удобство и безопасность в работе, возможность транспортировки штампа с использованием подъемно-транспортных средств;

технологичность изготовления, сборки и восстановления деталей штампа.

В целях безопасности в штампе с жестким съемником расстояние между нижней плоскостью пуансонодержателя и верхней плоскостью съемника при нижнем положении ползуна должно быть не менее 20 мм, а в штампе совмещенного действия пружинный съемник на пуансоне-матрице должен иметь ограждение опасной зоны. Опасная зона штампа открытого типа во всех случаях должна быть ограждена решетками, сетками или другими устройствами.

При создании конструкции штампа, отвечающего указанным требованиям, необходимы хорошая подготовка, трудолюбие, увлеченность и творческий поиск студента.

Для успешного выполнения этого раздела проекта необходимо:

1) ознакомиться с конструкциями штампов, аналогичных проектируемому, по учебной и справочной литературе [1, 6, 13, 18, 19, 20) и др.;

2) составить эскизные варианты схем штампов, которые представляются на предварительное согласование консультанту;

3) разработать чертеж общего вида штампа (удобней на миллиметровке);

4) после окончательного согласования конструкции штампа с руководителем проекта вычертить общий вид штампа.

В процессе проектирования штампа для назначения строго обоснованных геометрических параметров его деталей и взаимного расположения их необходимо выполнить ряд обязательных расчетов, которые указаны в табл. 2.

Таблица 2

№ п/п	Содержание и метод расчета	Обязательное выполнение расчета	Литература
А 1 2 3 4 5 6 Б 1 2 В 1 2 3	Расчеты, связанные с проектированием и изготовлением штампов Определение центра давления штампа Определение закрытой высоты штампа Определенно распределения усилий и расчет на прочность отдельных элементов штампа Определение оптимальных величин зазоров между пуансоном и матрицей по таблицам практического пользования Расчет рабочих размеров пуансона и матрицы с вычерчиванием схемы полей допусков Выбор и расчет упругих элементов (пружин, резины) по таблицам и упрощенным формулам Расчеты, связанные с обеспечением заданной точности геометрических параметров: штампуемых деталей Определение ожидаемых отклонений линейных и координирующих размеров в зависимости от назначенных конструктором оснастки точности исполнительных размеров штампа Определение ожидаемых отклонений линейных, угловых и радиусных размеров, обусловленных точностью исполнительных размеров штампа Расчеты, связанные с механизацией и автоматизацией подачи и удаления материала в штампах Определение величины и точности шага подающих устройств Определение усилий для перемещения лент и полос Вычерчивание кинематической схемы и расчеты отдельных узлов и механизмов автоматических устройств	Для всех проектируемых штампов и оснастки Для вырубных и пробивных штампов, имеющих несимметричный контур, для штампов последовательного действия Для всех штампов Для всех штампов Для всех проектируемых дыропробивных, вырезных и вытяжных штампов Для дыропробивных, вырезных, зачистных и вытяжных штампов Для штампов, имеющих выталкивающие, снимающие, буферные и прижимающие устройства Для разделительных штампов Для гибочных штампов Для проектируемых штампов Производится при детальной разработке вопроса Производится при детальной разработке вопроса	[6, 18, 20] [1, 8, 20] [1, 8, 20] [1, 8, 20] [18,20] [18,20] [25, 26] [25, 27] [8, 12] [8,12] [8, 12]

При оформлении чертежа общего вида штампа (рис. 11) необходимо выполнить следующие основные рекомендации.

Главный вид конструкции и дополнительные разрезы вычерчиваются в сомкнутом, рабочем положении. Иногда отдельный узел или весь штамп дополнительно вычерчивается в открытом виде.

В отличие от обычного машиностроительного чертежа, вычерчивается не один, а два плана конструкции: план низа и план верха. В первом плане, расположенном под главным видом, показывается все, что смонтировано на нижней плите, а во втором (план верха) изображается только то, что относится к верхнему комплекту штампа.

На общем виде штампа вычерчивается в рабочем положении деталь или переход штампуемой заготовки (если процесс многооперационный). В эскизе штампуемого перехода ставятся только те размеры, которые необходимы для данной операции. Если штамповка однооперационная, то деталь вычерчивается сразу со всеми размерами. Форма и размеры штампуемого перехода, показанного на общем виде, должны соответствовать тому, что задано чертежом изделия и расчетом без учета возможного пружинения материала. Кроме того, чертеж детали всегда наносится условными линиями в основных проекциях штампа: в главном виде и плане низа.

Когда деталь изготовляется из полосы или ленты, то на общем виде указываются размеры исходного материала и его раскроя.

Известны три основных метода оформления чертежа штампа:

без деталировки – с полным нанесением размеров на общем виде;

с деталировкой некоторых ненормализованных деталей;

с полной деталировкой ненормализованных деталей.

В проекте студент должен оформлять общий вид чертежа так, как принято на наших производствах и утверждено кафедрой, т. е. с учетом полной деталировки ненормализованных деталей. В этом случае на чертеже общего вида 'проставляются только габаритные, координатные и установочные размеры, допуски и посадки сопрягаемых деталей, закрытая высота штампа.

Спецификация должна быть тщательно отработана. В ней обязательно указываются наименование, количество и материал детали, для нормализованных деталей — номера ГОСТа или нормали, в графе «Примечание» - термообработка и твердость для ненормализованных деталей.

На общем виде указываются необходимые технические требования на изготовление, монтаж и эксплуатацию штампа. К таким требованиям относятся:

параметры точности взаимного расположения деталей, например «Непараллельность поверхностей верхней и нижней плит не более 0,03 мм»;

величина зазора между пуансоном и матрицей, например: «Зазор между пуансоном дет. № 8 и матрицей дет. № 3, равный 0,06 мм, выдержать за счет пуансона»;

Рис. 11. Пример оформления общего вида чертежа штампа для вырубки и пробивки (при наличии деталировки всех ненормализованных деталей)

специальные указания, например: «Изделие закладывать пинцетом, удалять воздухом», «Работать с наклоном пресса» и др.;

марка и номинальное усилие пресса и ряд других условий н технических требований, которые будут зависеть от сложности и точности изготовления, характера монтажа и эксплуатации штампа.

Деталировка вычерчивается на сопряженные две—три детали (обычно это пуансон, матрица и пуансон-матрица).

Чертежи общего вида штампа, деталировка и другие конструкторские разработки должны быть выполнены в соответствии с требованиями ГОСТа на ЕСКД.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ДЕТАЛЕЙ ШТАМПА НА ПРОЧНОСТЬ

Проверочный расчет пуансона на прочность

Необходимо рассчитать на прочность пуансон (рис. 12) из стали У8А HRC 56-60. Усилие пробивки Р = 25000 Н.

Рис 12. Закрепление пуансона и пуансонодержателе:

1 – пуансон, 2 – подкладка, 3 – верхняя плита

Проверяем пуансон на сжатие в наименьшем сечении по формуле

σ_сж=(P/𝑓)⩽

Напряжение сжатия пуансона

σ_сж= =750 Н/мм².

Полученное напряжение меньше допустимого напряжения на сжатие, которое для стали У8А при твердости HRC 56-60 (табл. 208 [18]) равно [σ_сж] = 100 – 1600 Н/мм².

Проверяем пуансон на продольный изгиб по формуле

Р_кр n·P

Для свободной длины вылета пуансона

P_кр = , I= ,

P_кр= =525000 Н.

Коэффициент безопасности для закаленной стали n = 2 – 3 (табл. 208 [18]), тогда

Р_n = 3 · 25000 = 75000 Н

Таким образом, пуансон вполне удовлетворяет условиям работы.

Расчет верхней плиты и стальной прокладки на смятие

Расчетом проверяется верхняя плита на смятие от головки пуансона и выясняется необходимость установки стальной прокладки. Схема закрепления пуансона показана на рис. 12, материал верхней плиты – чугун марки СЧ21 – 40.

Проверяем верхнюю плиту на смятие от головки пуансона, что больше, чем допустимое значение напряжения сжатия, равное [σ_сж] = 90 ... 140 Н/мм² для чугуна СЧ21 – 40.

σ_см= = =567 Н/мм²,

Следовательно, между плоскостью головки пуансона и верхней плитой необходимо поставить прокладку из более прочного материала. Выбираем прокладку из стали У7А, при твердости HRC3 52...56 и [σ_сж] = 600...800 Н/мм². Такая прокладка удовлетворяет условиям работы.

Расчет толщины нижней плиты

Необходимо рассчитать и выбрать толщину нижней плиты блока Н (рис. 13). Материал плиты – СЧ21 – 40.

Если рассматривать плиту как балку с полузакрепленными, концами, предполагая, что в плоскости b – b находятся болты, закрепляющие штамп, то изгибающее напряжение в сечении b – b будет равно

σ=

Рис. 13. К расчету на прочность нижней плиты

Момент сопротивления в сечении b – b определяется по формуле

W= = =31,7 ,

следовательно

σ_и= .

Допустимое напряжение для чугуна на изгиб

[σ_и]=35…45 ,

Тогда

= = = 340 мм²,

Принимаем толщину плиты Н = 20 мм.