Конструирование и расчет штампов для листовой штамповки

Штамповая оснастка проектируется на основе чертежа детали и технологической карты, которая должна содержать все необходимые и достаточные данные. Штампы проектируют и изготовляют индивидуально. Индивидуальный штамп со своим блоком и комплектом рабочих частей называется инструментальным. Детали и узлы таких штампов повторно не используются. Себестоимость их довольно высокая. Снижению себестоимости штампов способствует наличие на предприятии нормализованных блоков, пакетов, державок и других деталей и узлов штампов. Блок штампа — узел, состоящий из нижней и верхней плит, соединенных посредством направляющих устройств.
 Пакеты — узлы штампов, состоящие из деталей, предназначенных для закрепления, удерживания и направления рабочих частей штампов и заготовок. В состав пакета входят державки матриц и пуансонов, съемники, подкладные плиты, прокладки, прижимы, винты, штифты и другие детали. Огромное разнообразие деталей, получаемых листовой штамповкой, различные условия их производства от единичного ДО массового, постоянное усовершенствование оборудования, оснастки и средств механизации и автоматизации приводят к многочисленным вариантам конструкций штампов.
 В мелкосерийном и единичном производстве применяются групповые технологические процессы листовой штамповки, такие как штамповка в универсальных штампах и поэлементная штамповка.
Универсальные штампы предназначаются для изготовления однотипных деталей разных размеров. Переналадка штампа на изготовление другой детали заключается в смене рабочих частей, перестановке упоров, фиксаторов или перемещении самого штампа — скобы. Пробивные узлы имеют С-образный корпус с большим вылетом. В корпусе устанавливают сменные пуансоны и матрицы. Пробивные узлы устанавливают на прессе по шаблонам с отверстиями, расположенными так же, как у пробиваемой детали. В отверстие шаблона вставляются пуансоны пробивного узла. Затем узлы закрепляют на столе пресса. Верхняя часть узла не связана с ползуном пресса.
 Особенность универсально-сборных штампов (УСШ) заключается в том, что вместо изготовления новых штампов их собирают из универсальных элементов. Применение УСШ снижает трудоемкость изготовления деталей до 60 % и не требует затрат на проектирование оснастки. Штамповка по элементам (метод В. М. Богданова) заключается в расчленении штампуемой детали на ряд простейших элементов (прямых участков, закруглений, пазов, отверстий и т. д.), которые выполняют с помощью набора различных универсальных штампов, каждый из которых оформляет один элемент контура. Поэлементная штамповка осуществляется или на обычных прессах, или на координатно-револьверных. Поэлементная штамповка снижает себестоимость деталей, уменьшает, а в ряде случаев исключает, слесарные работы. В крупносерийном производстве стремятся (за исключением штамповки на многопозиционных и универсально-гибочных пресс автоматах) к максимальному совмещению отдельных операций, к улучшению конструкции штампов и наибольшей степени механизации и автоматизации процессов.
 Штампы простого действия просты по конструкции. Они выполняют за один ход ползуна пресса одну операцию. Например, пробивку или вырубку крупногабаритных деталей целесообразно выполнять в штампах простого действия, причем вырубку стремятся проводить с обратной выдачей деталей, а не на провал.
В штампе совмещенного действия за один ход пресса проводится одновременно несколько операций, например вырубка, вытяжка, пробивка. Особенность этих штампов — наличие в их конструкции пуансона-матрицы (пуансона для вырубки, матрицы — для вытяжки). Совмещенные штампы обеспечивают достаточно высокую точность (соосность) и плоскостность изготовляемых деталей.
 В совмещенных штампах получить детали сложной конфигурации трудно или невозможно. Такие детали изготовляют в штампах последовательного действия, работа которых осуществляется за несколько ходов пресса, несколько шагов штамповки. При проектировании рабочих частей штампов нужно стремиться к простоте конструкции и изготовления, повышению стойкости деталей. Сложные детали штампуют за несколько переходов, чтобы избежать сложных в изготовлении и склонных к поломке участков рабочих частей штампов. Особенно эффективны штампы последовательного действия даже при изготовлении мелких серий очень мелких и точных деталей, ручная загрузка которых в простой штамп затруднительна и небезопасна. В зависимости от характера выполняемой работы все детали штампов подразделяются на деформирующие, устанавливающие, удаляющие, монтажные, крепежные и фиксирующие. Деформирующие детали — матрицы, пуансоны и ножи; устанавливающие— упоры, ловители, направляющие материала, трафареты, складкодержатели, шаговые ножи. К удаляющим деталям относятся съемники, выталкиватели, пружины, буферные шпильки, сбрасыватели, ножи для резки отхода; к монтажным — плиты, пуансонодержатели, матрицедержатели; к крепежным — хвостовики, болты, гайки; к фиксирующим — штифты, шпонки, колонки и втулки. Нормализация и унификация оснастки сокращает номенклатуру узлов и деталей штампов, расширяет взаимозаменяемость, снижает потребность в штампах, повышает надежность их работы, сокращает расходы на инструмент. Особенно возрастает значение нормализации в условиях автоматического проектирования конструкции штампов с одновременной разработкой программ для станков с ЧПУ для обработки рабочих частей штампов.