§3. Проектирование заготовительно-штамповочной оснастки.

На основе технологических процессов проектируются техноло­гическая и контрольная оснастка: штампы, формблоки и др.

Следует учитывать, что в производстве летательных аппаратов на большинство деталей из листового материала отдельные чертежи не выполняются. При изготовлении в цехах технологической и контрольной оснастки пользуются шаблонами, снятыми с плазов.

Проектированием заготовительно-штамповочной оснастки за­нимаются специальные конструкторские группы, находящиеся в ведении главного технолога. Группы разрабатывают конструк­цию штампов, оправок, формблоков, копиров, обтяжных пуансо­нов, контрольных приспособлений и другой оснастки по техниче­ским заданиям технологических групп цехов основного производ­ства, которыми оснастка уже определена и указана в разработан­ном технологическом процессе.

При многооперационной штамповке детали очень важно иметь надежную фиксацию заготовки на всех операциях. Если в конст­рукции детали не предусмотрены элементы фиксации, то необхо­димо применять какие-либо искусственные приемы. Наиболее просто эта задача решается введением технологических отверстий. Их целесообразно размещать в зоне припуска на обрезку, удаляе­мого после формообразования. При отсутствии припуска технологи­ческие отверстия размещают на поверхности детали; их коорди­наты, форму и размеры задает конструктор изделия по согласова­нию с технологом.

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

В процессе проектирования заготовительно-штамповочной оснастки пользуются ГОСТами, ведомственными нормалями и ру­ководящими техническими материалами, а также справочной и спе­циальной литературой.

Далее для примера перечислены основные этапы проектирова­ния наиболее сложной оснастки — штампа:

а) расчет усилий прижима, съемника, выталкивателей и выбор приводов (пружинные, резиновые, полиуретановые буферы, пнев­матические устройства);

б) определение габаритных размеров матриц, пуансонов и вы­бор по ним нормализованного блока штампа (верхние и нижние плиты, соединенные направляющими колонками);

в) вычисление величины зазора между пуансоном и матрицей;

г) определение исполнительных размеров пуансона и матрицы, назначение допусков на размеры;

д) подбор из гостированных и нормализованных элементов деталей штампа;

е) проверка на прочность и жесткость основных рабочих эле­ментов штампа;

ж) вычерчивание общего вида штампа в двух или трех проек­циях, определение размеров закрытой и открытой высоты штампа и проверка по этим размерам правильности выбора пресса.

§4. Проектирование технологических процессов.

Проектирование типовых технологических процессов. Типи­зация технологических процессов, одним из основоположников которой является профессор А.П. Соколовский, имеет следующие возможные направления разработки.

Классификация деталей с выявлением определенного числа типов деталей. При этом детали, относимые к одному типу, должны иметь принципиально общий технологический процесс.

Формулировка технологических задач, относящихся к изготовлению деталей в целом или к обработке отдельных поверхно­стей либо к сочетанию этих поверхностей.

Первое направление встречает большие трудности, связанные с классификацией разнообразных деталей изделия и с большим числом типов деталей, которые приходится рассматривать.

Второе направление требует более углубленного изучения предмета обработки, так как для того, чтобы свести все необходи­мые сведения к совокупности четко сформулированных технологи­ческих задач, необходимо предварительное выполнение большой исследовательской работы.

Любой технологический процесс определяется совокупностью составляющих его элементов. Например, к числу основных элемен­тов, составляющих процесс изготовления деталей, относятся сле­дующие: виды частных процессов и последовательность их выпол­нения; оборудование, применяемое для осуществления частных процессов и его настройка; технологическая оснастка (приспособ­ления, обрабатывающий и измерительный инструмент) и ее на­стройка; точность выполнения каждого частного процесса.

К одному типовому процессу, очевидно, могут быть отнесены процессы изготовления различных деталей, если последние имеют в своем составе некоторое количество одинаковых с типовым процессом элементов. Такое группирование технологических про­цессов сокращает время на их проектирование, так как общие для всех процессов элементы разрабатываются один раз. Одновре­менно сокращаются затраты и на осуществление технологических процессов. Оборудование и оснастка используются для изготовле­ния деталей различной конструкции и оказываются полностью загруженными. Обобщение элементов «настройка оборудования» и «настройка оснастки» сокращает количество переналадок и затрат труда на их выполнение.

Основной принцип типизации технологических процессов за­ключается в группировании технологических процессов с целью унификации их отдельных элементов, с последующим совместным проектированием и осуществлением унифицированных элементов всех процессов, входящих в данный типовой процесс.

Поэтому одним из наиболее важных вопросов типизации техно­логических процессов является выбор их элементов, подлежащих унификации. Номенклатура унифицируемых элементов, очевидно, служит тем признаком, по которому классифицируют и группируют технологические процессы. Отношение числа унифицированных элементов технологического процесса к общему числу составляю­щих его элементов можно рассматривать как характеристику степени типизации S_T.

Повышение степени типизации технологических процессов, с одной стороны, сопровождается сокращением непосредственных затрат на осуществление каждого из процессов, с другой сто­роны, — уменьшением количества наименований деталей, объеди­няемых в одну группу. Например, при S_T = 1 в каждую группу удается включить процессы изготовления деталей не более двух наименований. Даже незначительные различия в конструкции деталей неизбежно приводят к несовпадению нескольких элемен­тов технологического процесса. Сокращение номенклатуры дета­лей, входящих в одну группу, в конкретных производственных условиях приводит к снижению серийности производства и свя­занному с этим повышению непроизводительных затрат.

Очевидно, для каждого конкретного случая существует некото­рая оптимальная степень типизации, которой соответствует наибольший экономический эффект. Например, практический опыт и расчеты показывают, что в мелкосерийном производстве для цехов механической обработки при изготовлении небольших по размерам деталей оптимальная степень типизации близка к приня­той в методе групповой обработки.

Типовой технологический процесс для большинства деталей, охватываемых данным типом, представляет собой отступление от наилучшего варианта, что влечет за собой снижение технико-экономических показателей каждого из процессов.

В мелкосерийном производстве такое снижение технико-эконо­мических показателей перекрывается экономией от сокращения работ по проектированию процессов, от лучшей загрузки оборудо­вания и оснастки, от уменьшения количества переналадок обору­дования. В крупносерийном и массовом производстве снижение технико-экономических показателей, связанных с отступлением от наилучшего варианта процесса изготовления детали, не компенси­руется сокращением объема работ по проектированию технологи­ческих процессов. Оборудование и оснастка в этом случае полностью загружаются и при единичном технологическом про­цессе.

Следовательно, эффективность типизации технологических процессов уменьшается с увеличением объема производства и не оправдывает себя в крупносерийном и массовом производстве.