Порядок и этапы проектирования штампов

При проектировании штампов необходимо иметь следующие исходные данные: 1) чертежи штампуемой детали с техническими условиями на нее;

2) программу выпуска штампуемой детали; 3) технологический план обработки детали; 4) операционные карты; 5) техническую характеристику оборудования (прессов, машин).

Имея эти данные, приступают к выбору типа штампа и его узлов. Обычно этот этап проектирования является самым труд­ным и ответственным, так как на правильный выбор конструкции штампа оказывает существенное влияние большое число раз­личных факторов. К основным из этих факторов относятся кон­фигурация и размеры штампуемой детали, требуемая точность штамповки, форма исходного материала (лист, полоса, лента, отход), наличное оборудование штамповочного цеха, техниче­ские возможности инструментального цеха и др. При этом одним из решающих факторов является экономический — количество производимых деталей, стоимость изготовления штампа.

В большинстве случаев штамповку какой-либо детали можно осуществить тремя способами: 1) раздельный способ штамповки на нескольких штампах, каждый из которых производит только одну операцию; 2) на последовательно действующих штампах; 3) на совмещенных штампах.

Наиболее правильный выбор способа штамповки и типа штампа можно сделать только на основе анализа и учета всех выше­приведенных факторов и в первую очередь факторов экономи­ческих.

После установления типа штампа необходимо решить вопрос о направляющих устройствах (направляющие плиты, колонки или сопряженные направляющие), о типе упоров, о прижиме, съемнике и других деталях штампа, влияющих на качество штам­повки. При решении этих вопросов следует руководствоваться теми указаниями и замечаниями о применяемости тех или иных штампов и их деталей, которые были рассмотрены в главах о конструкциях штампов.

Выбранная конструкция штампа должна обеспечить высоко­качественную штамповку, максимальную производительность, достаточную стойкость в эксплуатации, сравнительно невысокую стоимость изготовления, а также удовлетворять условиям тех­ники безопасности.

Следующий этап проектирования сводится к производству необходимых технологических расчетов, а именно: составление раскроя материала с подсчетом его коэффициента использования;

Определение потребных усилий и затрачиваемой работы для штам­повки; определение центра давления штампа; определение вели­чины зазора между матрицей и пуансоном и установление напра­вления зазора; конструктивный подбор элементов (деталей); составляющих проектируемый штамп; определение исполнитель­ных — рабочих размеров пуансонов и матриц и назначение допу­сков на них; проверка основных деталей штампа на прочность, проверка пружин (резиновых или полиуретановых буферов).

Дальнейший этап проектирования заключается в вычерчива­нии общего вида штампа: дается план (вид сверху) нижней части штампа; делается разрез штампа (продольный или поперечный) в рабочем положении; при необходимости дается также план верхней части штампа (вид снизу).

По общему виду штампа, по его габаритным размерам и ранее рассчитанным усилиям и затрачиваемой работе подбирается необходимый пресс.

После вычерчивания штампа, если необходимо изменить некоторые его детали, производится вторичная проверка этих деталей на прочность и надежность их действия (пружины). Затем составляется спецификация деталей штампа и производится его деталировка с простановкой на чертежах деталей размеров, обработки, посадок и допусков на изготовление.

Последним этапом проектирования штампа является составле­ние пояснительной записки и заполнение паспорта штампа.

Оформление чертежей штампа производится по соответству­ющим стандартам на соответствующих форматах и должно соот­ветствовать единой системе конструкторской документации (ЕСКД). Тестированные детали штампа и крепежные детали под­бираются по соответствующим ГОСТам, негостированные — по ведомственным нормалям, по РТМ или по конструктивным соображениям.

А втоматизация проек­тирования штампов

Автоматизация проек­тирования штампов имеет большое значение как в отношении ускорения самого процесса проектирования, так и в отношении повышения стойкости штампов, так как проек­тирование базируется на применении нормализованных штампов и их деталей, которые составлены на систематизированной основе, подкрепленной соответствующими прочностными расчетами.

Процесс проектирования является трудно формализуемым и многовариантным, а результаты проектирования могут оцениваться с точки зрения различных, зачастую взаимоисключающих критериев.

Следует заметить также, что проектирование оснастки является частью общего процесса технологической подготовки производства и, как следствие, связано с иными производственными процессами (изготовление, испытание, внедрение, наладка, модернизация оснастки, оптимизация конструкции по ре­зультатам эксплуатации и т. д.).

Как элемент производственного процесса и объект автоматизации, проектирование такой сложной оснастки как штампы подразумевает использование ряда обеспечивающих ресурсов, к которым относят, в частности информационное; нормативное; логическое; алгоритмическое; программное.

Именно интегрированные САПР отличаются наиболее высоким качеством проектирования и являются перспек­тивными для дальнейшей разработки и использования, несмотря на их значи­тельную ресурсосмкость и не преодолённые до сих пор трудности реализации.

В настоящее время на рынке представлены программные продукты, обеспечивающие определенную степень автоматизации.

Так в отечественной системе КОМПАС-Штамп реализована автоматиза­ция выбора стандартных и стандартизованных деталей оснастки из базы пара­метризованных прототипов деталей (информационно-нормативное обеспече­ние). Автоматизация процесса принятия конструкторских решений отсутствует и ограниченным образом фиксируется в виде дерева проектирования. Отсут­ствует автоматизированное создание развертки изделия и оптимизация карты раскроя детали. Предусмотрена возможность выполнения простейших расчётов (определение центра давления штампа).

В системе проектирования «СПРУТ-Штамп» принято представление штампов в виде древовидного графа со связями И/ИЛИ. Таким образом, для определённого вида обработки проектируется универсальный прототип штам­па. который в дальнейшем конкретизируется конструктором. Нетрудно видеть, что, несмотря на более прогрессивную структуру представления информации, идеологически система «СПРУТ-Штамп» является аналогом предыдущей САПР, дополненной инструментами сохранения дерева проектирования.

Лидерами зарубежного рынка решений для проектирования штампов яв­ляются Сimatron и Simens NХ. Реализованные в них подсистемы проектирова­ния штампов в большей степени соответствуют класси­ческой схеме проектирования.

Ещё более наглядно полуавтоматизированная методика проектирования штампов реализована в приложении Loogopress. Приложение состоит из трёх модулей, воспринимающих результаты проектирования как начальные данные.

Модуль пространственной компоновки позволяет разместить рабочие элементы в пакете штампа типовой конструкции.

Продукция зарубежных компаний в настоящее время очень дорогая, поэтому для решения поставленных задач используем систему T-FLEX/Штампы(разработанная отечественной компанией ТОП-СИСТЕМЫ), где решаются конструкторские и технологические вопросы, влияющие на проектирование штампов. T-FLEX/Штампы ― это система автоматизированного проектирования штамповой оснастки, обладающая многовариантными средствами разработки штампов для холодной листовой штамповки любой сложности. Система включает расчетную и графичесую часть, а для автоматической генерации и оформления конструкторской документации использует мощные параметрические возможности системы T-FLEX CAD 2D.

Отличительной особенностью программы T-FLEX/Штампы от традиционных систем автоматизированного проектирования штампов является ее ориентированность на специалиста предметной области, как в ходе эксплуатации, так и в ходе разработки. Другой особенностью системы является ориентация на совмещенное проектирование основного объекта и технологической оснастки для его изготовления. Деятельность конструктора по проектированию штампов строится исходя из принципа " СМОТРИ и ВЫБИРАЙ". При этом от конструктора требуется: понимание сути процессов проектирования штампов, умение управлять системой в диалоге и навык работы с системой параметрического автоматизированного проектирования и черчения T-FLEX CAD. Для конструктора процесс проектирования штампов в системе T-FLEX/Штампы сводится к заполнению или редактированию содержимого полей экранных форм, выбору элементов из таблицы и работе с параметрическими чертежами.