Проэктирование и расчет технологических процессов листовой штамповки

Разработка технологических процессов листовой штамповки включает анализ конструкции детали, определение формы и размеров заготовки в зависимости от выбора основного технологического процесса изготовления детали, выбор оптимального варианта раскроя, расчет переходов и операций штамповки, выбор типа и модели оборудования, вида технологической оснастки. При этом разрабатываются или согласовываются дополнительные виды обработки детали —сварка, пайка, окраска и т. д. Проектирование технологического процесса и оснастки начинается с анализа чертежа заданного изделия. Основная задача на этом этапе технологической подготовки производства — обеспечение технологичности конструкции изделия. Если при этом требуются мастер модели, то изготовляют их. Технологичность конструкции детали предусматривает совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности применения для его изготовления прогрессивных технологических процессов и передовых методов организации производства с целью достижения высоких технико-экономических показателей, таких как оптимальные затраты труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства и изготовлении детали. При выборе оптимальных параметров штамповки учитывают требования к точности деталей, в том числе к точности наружных размеров, диаметров отверстий и их взаимного расположения, формы контура, угловых размеров, плоскостности и т. п. В зависимости от общей потребности в детали и месячного выпуска определяют ее конструкцию и технологию изготовления, а также вид оборудования и инструмента (универсальные прессы, координатно-револьверные с ЧПУ, многопозиционные прессы, автоматические линии и т. п.). Технологичность конструкции зависит от типа производства. Конструкции деталей технологичные для мелкосерийного производства могут быть не технологичны для серийного производства. Обычно при переходе от меньшего объема выпуска к большему конструкция детали изменяется. При большей разнице объемов выпуска конструкция детали подвергается коренной переработке. В крупносерийном и массовом производстве деталям придают более благоприятную форму для обеспечения минимального числа операций при минимальном расходе металла, снижения стоимости и высокой стойкости штампов. В условиях мелкосерийного производства стоимость оснастки значительно влияет на себестоимость продукции, поэтому затраты на проектирование и изготовление оснастки должны быть минимальными. В этих случаях применяется штамповка по элементам, в упрощенных и универсальных штампах, на координатно-револьверных прессах, высечных ножницах и т. д.
 При изменении конструкции детали для обеспечения технологичности необходимо учитывать прогрессивные технологические методы изготовления деталей и передовой опыт, а не приспосабливать конструкции деталей к существующей (порой отсталой) технике производства. При проработке конструкции детали на технологичность стремятся уменьшить ее массу путем замены тяжелых прокатных профилей холодногнутыми. Это может сократить число операций втрое, а стоимость изготовления — на 50 %. При введении в конструкцию детали ребер жесткости, фланцев, закатанных кромок уменьшают толщину исходной заготовки, а следовательно, и ее массу.
 В значительной мере снизить себестоимость деталей может правильный выбор исходного металла по толщине и физико-механическим свойствам; в частности, применение горячекатаной стали вместо холоднокатаной позволяет снизить затраты на металл. Наиболее целесообразному выбору технологических баз обработки способствует правильная простановка размеров на чертеже. Допуски на размеры деталей должны устанавливаться в зависимости от экономически и технологически достижимых возможностей штамповки. Анализ и оценку различных вариантов технологических процессов необходимо сопровождать экономическим расчетом—определением себестоимости детали. Технологичность конструкции означает не только наличие контуров вырубаемой детали, обеспечивающих безотходную или малоотходную вырубку. Технологичность должна обеспечивать качественную пробивку, гибку, последующую сборку с деталями и ряд других операций. Конструкция детали должна обладать высокими эксплуатационными качествами. Если производство детали, успешно работающей в конструкции машины или прибора, связано с чрезмерным браком, низкой стойкостью штампов, то такая деталь нетехнологична. Для успешной разработки технологичной конструкции детали необходимо знать ее назначение в узле, требуемую точность, напряжения, которым будет подвергаться деталь не только в условиях эксплуатации, но и при штамповке. При анализе плоских деталей, изготовляемых преимущественно разделительными операциями, проверяют ограничения по геометрической форме и относительным характеристикам незамкнутых элементов, состояние наружного контура (пазов, уступов, вырезов), формы и взаимного расположения отверстий и расположения их относительно наружного контура. Проверяют также требования к отклонениям от не плоскостности, к наличию заусенцев, сколов и других дефектов. Конфигурация вырезаемого контура детали и форма отверстий должны быть простыми, с минимальным числом размеров. Стороны вырубаемого контура должны сопрягаться плавными кривыми. Минимальный радиус сопряжения равен половине толщины металла.