1. Технологиечские требования к конструкции штампованных деталей

Технологические процессы холодной штамповки могут быть наиболее рациональными лишь при условии создания технологичной конструкции или формы детали, допускающей наиболее простое и экономичное изготовление. Поэтому технологичность листоштампованных деталей является наиболее важной предпосылкой прогрессивности технологических методов и экономичности производства.

Под технологичностью следует понимать такую совокупность свойств и конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее простое и экономичное изготовление деталей (в условиях данной серийности производства) при соблюдении технических и эксплуатационных требований к ним.

Эксплуатационно-технические требования к листовым штампованным деталям следующие:
1) полное соответствие конструкции назначению и условиям эксплуатации детали;
2) обеспечение требуемой прочности и жесткости при минимальном расходе металла;
3) обеспечение необходимой точности и взаимозаменяемости;
4) соответствие специальным физическим, химическим или техническим условиям.

Основными показателями технологичности листовых холодноштампованных деталей являются:
1)наименьший расход материала;
2)наименьшее количество и низкая трудоемкость операций;
3)отсутствие последующей механической обработки;
4)наименьшее количество требуемого оборудования и производственных площадей;
5)наименьшее количество оснастки при сокращении затрат и сроков подготовки производства;
6)увеличение производительности отдельных операций и цеха в целом.

Общим результативным показателем технологичности является наименьшая себестоимость штампуемых деталей.

Так как величина и соотношение элементов себестоимости изделий (материал, заработная плата, цеховые расходы) зависят от серийности производства, то понятие технологичности неразрывно связано с серийностью производства. Технологичная конструкция в условиях мелкосерийного производства может оказаться нетехнологичной в массовом производстве и наоборот.

В большинстве случаев основным критерием технологичности конструкции является наиболее экономное расходование материала при наименьшем количестве операций и снижении трудоемкости.

Общая экономичность процессов холодной штамповки не только не снижает, но еще больше повышает значение экономии металла.

Анализ себестоимости штампованных деталей показывает, что экономия материала на 10% по эффективности равноценна увеличению производительности и три раза на всех операциях.

Экономия материала на 20-25% в большинстве случаев настолько эффективна, что стоимость сэкономленного материала обычно превышает сумму прямой заработной платы.

Общие технологические требования к конструкции листовых штампованных деталей.

1. Механические свойства листового материала должны соответствовать не только требованиям прочности и жесткости изделия, но также процессу формоизменения и характеру пластических деформаций.

2. Необходимо учитывать возможность применения для формоизменяющих операций более пластичного, хотя и менее прочного металла, так как в процессе холодной штамповки происходит его наклеп, значительно увеличивающий характеристики прочности материала.

3. При расчете на прочность не следует завышать толщину листового металла, учитывая упрочнение его в процессе холодной деформации и достаточно высокую жесткость штампованных деталей.

4. Необходимо стремиться к созданию легких и облегченных конструкций деталей, применяя для увеличения жесткости штамповку ребер жесткости, отбортовку, загибку фланцев, закатку кромок и т.п., а также замену тяжелых стандартных прокатных профилей более легкими - гнутыми или свертными профилями из листового металла.

5. Конфигурация детали или ее развертки должна обеспечивать наивыгоднейшее использование листового материала, давая возможность применить малоотходный или безотходный раскрой. Для получения безотходного раскроя не следует искусственно увеличивать размеры и площадь заготовки.

6. Если отход неизбежен, то желательно придать ему конфигурацию, соответствующую другой детали, или использовать его вторично.

7. Необходимо унифицировать и уменьшить ассортимент применяемых толщин и марок листового металла.

8. Следует соблюдать кратность размеров крупных штучных заготовок размерам листа, иначе отходы значительно увеличиваются.

9. Следует широко применять технологичные штампо-сварные конструкции взамен литых, кованых или клепаных изделий.

10. Необходимо стремиться к уменьшению количества отдельных деталей, заменяя их цельноштампованными, что обычно приводит к упрощению технологического процесса и экономии материала. Исключением являются случаи, когда в результате указанной замены получается деталь настолько сложной конфигурации, что она требует повышенного расхода материала, является громоздкой или нетехнологичной.

11. Следует широко применять штамповочные методы для сборки отдельных деталей путем расклепки, отбортовки, полой высадки, загибки кромок и лапок, закатки шва и т.п.

12. Допуски на размеры штампованных деталей должны соответствовать экономической точности операций холодной штамповки (4-5-й класс). В случае необходимости повышенная точность деталей (2-3-й класс) может быть получена введением дополнительных операций (зачистка, калибровка, правка).

Основные технологические требования к конструкции плоских деталей,
получаемых вырубкой и пробивкой.

1.Необходимо избегать сложных конфигураций с узкими и длинными вырезами контура или очень узкими прорезями (b > 2S).

2.При применении цельных матриц сопряжения в углах внутреннего контура следует выполнять с радиусом закругления r ≥ 0,5S. В составных матрицах сопряжение сторон делать без закруглений.

3.Сопряжения сторон наружного контура следует выполнять с закруглениями лишь при вырубке детали по всему контуру. Для возможности применения безотходного раскроя следует, наоборот, допускать сопряжения сторон под прямым углом.

4.Следует избегать вырубки длинных и узких , деталей постоянной ширины при b > 3S, заменяя вырубку расплющиванием проволочных заготовок.

5.Наименьшие размеры пробиваемых отверстий можно брать по табл. 135.

6.Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура должно быть не менее S для фигурных круглых отверстий и не менее 1,5S, если края отверстия параллельны контуру детали.

7.Не следует располагать отверстия в заготовке, подлежащей гибке, близко к радиусу закругления детали. Наименьшее расстояние от края отверстия до загнутой полки должно составлять a ≥ 0,5S, где r - радиус изгиба.

8.В вытянутых деталях, имеющих отверстия в дне или фланце, пробиваемые после вытяжки, расстояние с от стенки детали до края отверстия должно быть с ≥ r + 0,55, где r - радиус закругления дна или фланца.

9.Наименьшее расстояние между отверстиями при одновременной их пробивке должно быть равно b = (2/3)S.

Технологические требования для деталей, изготовляемых чистовой вырубкой, были приведены в первом разделе.

Основные технологические требования к конструкции изогнутых листовых деталей.

1. Минимально допустимые радиусы гибки следует применять лишь при конструктивной необходимости. В большинстве случаев возможно применить увеличенные радиусы гибки r ≥ S, а для толстых заготовок еще большие

2. В случае гибки пластичных металлов (стали 10, 20) с малым радиусом закругления (r ≥ 0,5S) линию изгиба желательно располагать поперек волокон проката. При гибке тех же металлов с радиусом r > S расположение линии изгиба безразлично: решающее значение при этом имеет достижение наиболее выгодного раскроя металла.

3. При гибке твердых и малопластичных металлов (бронза, сильно наклепанная латунь, лента пружинной стали и др.) линию изгиба следует располагать обязательно поперек волокон проката. Наименьший радиус изгиба берется в пределах от 2 до 4S.

4. В случае изгиба заготовки и разных направлениях, а также при изготовлении правых и левых деталей из одной заготовки радиус закругления одного из перегибов должен быть увеличен. Гибка должна быть произведена таким образом, чтобы сторона с заусенцами пришлась на наружную сторону перегиба с увеличенным радиусом.

5. Для увеличения жесткости гнутых деталей и устранения упругого пружинения рекомендуется штамповка ребер жесткости поперек угла изгиба.

6. Если конструкция сборочного узла требует прилегания боковых полок и основания изогнутой скобы (с внутренней стороны) к другим деталям, вместо гибки под острым углом рекомендуется делать гибку с поднутренным закруглением в углах.

7. Наименьшая высота отгибаемой полки должна быть h ≥ 3S.

8. При гибке деталей, имеющих широкую и узкую часть, радиус изгиба не должен захватывать широкую часть, иначе образуются наплывы. Если по конструктивным соображениям линия изгиба проходит в месте сопряжения этих частей, следует применять вырезы шириной b ≥ S.

9. В случае многооперационной гибки необходимо предусматривать технологиические базы для фиксирования заготовок на операциях.

Основные технологические требования к конструкции полых листовых деталей,
изготовленных вытяжкой и формовкой.

1. Необходимо по возможности избегать весьма сложных и несимметричных форм вытягиваемых деталей, прибегая к ним лишь в случае явной конструктивной необходимости.

2. Радиусы закруглений у фланца должны быть по возможности больше, а радиусы закруглении у дна могут быть взяты меньшими: r ≥ (2/4)S. Сопряжение стенок с дном без радиуса закругления может быть выполнено путем дополнительной калибровки или при штамповке весьма толстых заготовок (D/S ≤ 20 при m > 0,7).

3. Необходимо избегать глубоких вытяжек с широким фланцем (D > 3d при h ≥ 2d), требующих большого количества операций.

4. Полуоткрытые несимметричные формы полых деталей нужно проектировать, учитывая возможность спаренной вытяжки с последующей разрезкой на две детали.

5. В прямоугольных коробках следует избегать острых углов в плане и у дна детали, кроме случаев изготовления коробок методом холодного выдавливания.

6. При вытяжке полых деталей сложной конфигурации необходимо предусматривать те или иные технологические базы для фиксирования заготовок на операциях.