Проектирование и изготовление штампов.

Гибкие цены на изготовление штампов, оперативность и пунктуальность в исполнении заказов в каждом случае делают сотрудничество с "СагаМаш" продуктивным и удобным. Для заказа Вам достаточно позвонить +7(495)1201085 или отправить заявку на наш электронный адрес Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Штампы для холодной штамповки

Детали, изготовленные из листового материала, широко используются в машиностроительных изделиях. Для производства этих деталей требуются штампы, проектирование и производство которых является немаловажной задачей в технологической производственной подготовке. Преимущественно, все системы 3D-проектирования снабжены специальными модулями, предназначенными для проектировки штампов, что автоматизирует процесс по максимуму. Но они не приобрели обширного распространения по следующим причинам: зачастую они не оснащены необходимыми библиотеками стандартных компонентов, к тому же их себестоимость часто соизмерима, а то и выше, чем себестоимость базового модуля.

В силу этих причин, не взирая на развитие системы 3D-проектирования, на предприятиях проектирование штампов как правило до сих пор выполняют в 2D.

Такие обстоятельства недопустимы в ряде ситуаций, ведь оснастка изготавливается на протяжении нескольких дней, а на проектирование времени не отводится вообще, значит этим процессам надлежит проходить параллельно.

Проектирование и изготовление штампов

Неотъемлемая характеристика конструкции штампов - это наличие обилие стандартных деталей. На разных предприятиях такие детали применяют как по ГОСТам, так и в соответствии с заводскими нормативами. В итоге первоочередной задачей ставится формирование пользовательских библиотек, для чего в Inventor продуман удобный в использовании и мощный инструментарий: таблица переменных параметров подсоединяется к параметрической модели данной детали, а после этого в библиотеке соответственного компонента выполняется публикация.

В рамках осуществления этого пилотного проекта получила разработку библиотека, содержащая нижеописанные компоненты:

  • - ГОСТ 13121-83 «Втулки направляющие ступенчатые»;
  • - ГОСТ 13199-81 «Колонки направляющие ступенчатые»;
  • - ГОСТ 18740-80 «Упоры цилиндрические»;
  • - ГОСТ 18789-80 «Толкатели».

 

Кроме стандартных деталей в устройство штампов включаются и нестандартные детали различных сложных форм, таких как обойма, пуансон, произведенные на станках с ЧПУ.

Проект обработки на станках с ЧПУ создается и управляющие программы в проекте получаются через применение интегрированной системы InventorCAM.

Использование этой системы дает возможность технологам-программистам применять ту же самую систему управления проектом, что и у проектировщиков - Vault. Благодаря этому, все действия осуществляются в общем информационном пространстве, что позволяет разным отделам эффективно обмениваться новой информацией.

Проект обработки создается прямо по 3D-модели, сотворенной инструментами Autodesk Inventor. Применение чертежей - в качестве вспомогательной информации. В доступе технолога-программиста весь инструментарий Autodesk Inventor, что позволяет ему с ходу присовокуплять к модели данной детали всяческие технологические элементы, создавать проект заготовки и оснастки. Применение модели оснастки дает возможность как учесть ее в процессе проектирования обработки, так и отследить разнообразные взаимосвязи на стадии визуализации обработки.

По ходу подготовки производства часты случаи, когда нужно модифицировать детали, которые уже были переданы для проработки инженерам-программистам.

Нередко это ведет к утечке времени и осложняет работы инженеров-программистов, ведь тогда им приходится заново проектировать обработку. Используя единую систему управления своим проектом, инженер-технолог может с легкостью модифицировать модель детали. Причем InventorCAM информирует об изменении исходной модели, и делает предложение по синхронизации существующих уже траекторий инструмента с обновленной геометрией. Автоматически синхронизировав эти траектории, он осуществляет соответствие их обновленной геометрии. Экономя время, это еще и сократит продолжительность подготовки технологической производства.

Так, пакет программных продуктов InventorCAM + Autodesk Inventor является удобным и недорогим решением, созданным для проектировки и создания штампов.

Проектирование вырубных штампов в системе SolidWorks - программное обеспечение.

Проектирование штампов вырубных можно рассмотреть на интересном примере из жизни. Компания СолидВоркс-Russia разработала штамп, заказчиком при этом была некая французская фирма. Фирме необходимо было выбрать программное обеспечение технологических подразделений, которые проектируют гибочные и вырубные штампы последовательного действия. Продукт компании SolidWorks-Russia справился с этим заданием. В силу того, что фирма поставила дополнительную задачу уменьшения общих затрат на программный комплекс, компания приняла решение не искать специальных модулей для решения вопроса укомплектации штампа, а проработали сразу все решения в комплексе (исключая выход на станки с ЧПУ, что уже было отлично реализовано у заказчика) - и все это посредством SolidWorks.

Здесь задача устанавливалась лишь технологическая, поэтому вопросы проектирования данной детали были не актуальны, по причине того, что заказчиком не велась разработка деталей, а принимались готовые уже модели, которые ложились в основу разработки и изготовления оснастки для производства деталей. Для создания пилотного проекта наша компания получила модель SolidWorks, что механически нейтрализовало трудности в приобретении развертки детали. Но заслуживает внимания, что и когда происходит передача в SolidWorks модели деталей из иных CAD-систем, проблемы, вернее всего, не возникнут, потому что SolidWorks обладает модулем интерактивного автораспознавания элементов импортированной с других систем геометрии с дальнейшим выстраиванием дерева модели. Таким образом возможно получение модели и листовой детали, а соответственно, и ее развертку.

В процессе проектирования вышеуказанных штампов зарождается масса сложных и очень специфических задач: выбор способа взаиморасположения на ленте деталей и шага продвижения детали в штампе, моделирование вырубных, штамповочных и гибочных пуансонов, установление порядка создания контура детали и количества рабочих ходов у штампа и другие.

Раскладочный на ленте способ в данном случае был очевиден, а потому, избрав заранее шаг перемещения детали, исходя из технологических соображений, мы принялись за создание элементов штампа. SolidWorks имеет возможность вместить несколько деталей сразу во вспомогательную сборку, осуществить синхронизацию их взаиморасположения и элементарными движениями мышки выбрать способ размещения деталей относительно друг друга и металлоленты. Характерно, что потенциальные пользователи CAD-систем, выбирая программное обеспечение для осуществления таких задач, ищут систему, оснащенную особыми функциями, которые оптимизируют раскладку на ленте деталей, но многие не обращают внимания, что раскладка, оптимальная для уменьшения затрат материала, не приемлема совершенно для работы на вырубных штампах, ведь ориентация деталей будет не одинаковой. Будет наблюдаться ритмичный рисунок, но его период станет чрезмерно большим. По всей видимости, среди всевозможных современных CAD-систем лишь SolidWorks хорошо решает задачу укладывания на ленте деталей, причем делает это за секунды и совершенно не затрачивая специальные модули.

Теперь осветим аспекты выполнения работы. Преимущественно ведение работ осуществлялось в контексте сборки, позволяя объединить геометрию детали со штамповыми контурами фасонных частей и впредь не беспокоиться о надобности отслеживания трансформаций. Элементарнее всего, разумеется, было просчитать геометрию пуансонов, которые организовывают вырезы в детали. В рамках сборки возможно выстроить контуры основы пуансона посредством копирования контуров требуемого размера во вложенную в сборку полую деталь. кроме автоотслеживания вероятных трансформаций детали, можно еще создавать всякий вырубной пуансон непосредственно в его расположении в общей сборке, что упраздняет большинство следующих за этим сборочных операций.

Система контекстных ссылок СолидВоркс стабильно восхищает пользователей, тем ярче, чем глубже они знакомятся с этим механизмом. Пользователям импонирует и поочередные автоизменения геометрии деталей, и взаимоувязка размеров моделей друг с другом посредством уравнений, и формирование вырезов, которые присутствуют исключительно в комплектации сборки, при этом не отражаются в отдельно взятых деталях, и возможность определять граничные условия, необходимые для произведения элементов геометрии деталей одних через другие, и умение объединить группу деталей в единую деталь (к примеру, с целью образования более простой расчетной схемы неподвижной сборки), и способность моделировать формообразующую оснастку и многое другое. Учитывая, что ассоциативные связи в SolidWorks неизменно сохраняются (их, при желании, возможно развалить намеренно, но исключено случайное разрушение ассоциативных цепочек), конструктору оснастки или изделия, скорее всего, не нужно будет по второму, а то и третьему (четвертому…) разу редактировать детали, как это устроено в конкурирующих системах чаще всего.

Далее к получившейся заготовке следовало добавить элементы конструкции, устанавливающие и укрепляющие на штамповых плитах деталь. Эти элементы подлежат регламенту сугубо традициями производителя, и в любом предприятии наличествует личный набор стандартов. Поначалу предполагалось, что фасонными будут лишь малые рабочие зоны возле режущих кромок, однако оказалось, что задача создать по возможности пуансону стабильное сечение на протяжении всей высоты. Это требование возможно выполнить, применив проволочный электроэрозионный станок. В итоге получилось, что лишь на незначительной части самых мелких вырубных пуансонов были конструктивно оправданные наросты, а в основном в деталях были просверлены отверстия для крепления в границах размеров детали.

Этот подход в целом упростил процесс создания штампа, ведь вырезы в отдельно взятых плитах возможно создавать посредством одной операции в пределах сборки. Дальнейшая подготовка производства происходит гораздо быстрее, ведь чтобы обработать все плиты, то есть выполнить все фасонные вырезы в них, используется единая программа.

Моделирование матричных плит осуществилось средствами SolidWorks. Определенная доля вырезов в плитах отчасти дооформлена высвобождениями или уклонами, облегчив тем самым утилизацию отходов, а всевозможные направляющие элементы штампа, разнородные фиксаторы и прокладки смоделировал штат SolidWorks. В практической жизни подобные детали не будут проектироваться вновь и вновь всякий раз — можно с легкостью применять удавшиеся конструктивные решения в других проектах напрямую или внося необходимые модификации. SolidWorks это прекрасно обеспечивает. Модель сборки SolidWorks архивирует преимущественно ссылки на контекстные элементы, подсборки и детали, входящие в её состав, таким образом, возможна работа одной детали в неограниченном числе сборок. SolidWorks содержит механизм конфигураций, который сохраняет все варианты и исполнения модели в едином файле и способен модифицировать общую часть вариантов одной операцией, оперируя произвольной версией, что позволяет создать новую модель, модифицированную из старой в несколько нажатий мыши.

Другой характеристикой спроектированного штампа является принцип утилизации отходов. Тогда как в России практикуется формировать отходы в форме ленты, испещренной вырезами, применяемой в последствии на дачных заборах, заказчик выдвинул требование сформировать отходы в виде мелких кусков, что гораздо удобнее в утилизации. Отходы исходя из сложившейся практики, предполагалось высыпать отдельными кусками под штамп в рабочей и собирать в контейнер. Такая задача требовала взвешенного подхода в процессе проектирования вырубных пуансонов. В итоге определенной части пуансонов придали форма, позволяющую одним ударом обработать фрагменты контура сразу двух сопредельных деталей. Для этого достаточно вложить в сборку дополнительный экземпляр и копировать в пуансоны требуемые фрагменты контуров деталей. Формируя ответные вырезы в плитах, употребляли готовую деталь, пуансон, которая отражала контуры двух деталей.

Описываемая деталь была не плоской, она подлежала сгибанию посредством того же штампа. Конечно, эту операцию надлежало сделать на последних этапах создания детали, уже после образования контуров вырезов. Подсечка и все сгибы данной детали можно было сделать за один удар в данном случае, но в целом бывают штампы и сложнее, формирующие деталь в несколько ходов последовательно. Мы осуществили моделирование гибочных пуансонов и конструктивного окружения. Для обеспечения движение детали вперед, актуально стало введение подпружиненных элементов в комплект, расположенных в свободном положении, они поднимали на 8 мм деталь. Это применялось и после гибки детали. На ту же высоту подняли все вырубные матрицы, подложив прокладки. Некоторые элементы штампа выделили в мобильную по вертикальной оси группу.

На этапе отделения от ленты детали завершилось творение моделей формосоздающий элементов штампа и создание базовых плит, крепящих ножи и удаляющих отходы. Далее необходимо заняться полным набором деталей крепления, направляющих втулок, стоек, колонок и прочих, преимущественно стандартизованных деталей. Стандартные детали можно получить через штат или найти в библиотеке стандартных деталей. В данном случае уместен был штатный путь, по причине отсутствия опыта работы с французскими стандартами, для российских заказчиков создана в SolidWorks библиотека, включающая стандартные компоненты штампов.

Работу следовало завершить оформлением спецификации и чертежа, сформировать программы для станков с ЧПУ, составить комплект документации. Так как заказчик не требовал оформления чертежей, спецификации, мы создали чертеж по ЕСКД для собственного опыта и создания образца оформительских способностей SolidWorks. Разработанный модуль автоматического заполнения спецификации по модели SolidWorks не порождает видимых затрат труда, а при этом очень важен в производстве.

Выше упоминалось, что часто для создания матриц вырубных штампов используют электроэрозионные станки. SolidWorks обладает большим количеством приложений, формирующих программы для такого оборудования. Хочется выделить рациональность подхода к формированию контуров, которая позволяет целиком избежать фрезерных операций в создании деталей, ведь для детали усложненной формы нужны одноразовые фасонные фрезы. Возможно обработать все вырезы в единой программе. Работа с программами под фрезерные станки в SolidWorks хорошо освещена.

В итоге был создан штамп, который изготавливает из ленты детали за пять ударов. Причем во время последовательного изготовления несколько пуансонов целиком формируют все вырезы и наружные контуры детали и сгибают ее. Отходы сформированы в малые, несколько десятков миллиметров, кусочки металла, упрощая утилизацию.

Некоторые итоги

Таким образом, два реальных примеров деятельности нашей компании проиллюстрировали, как проектируются штампы в SolidWorks — в одном случае это вырубные штампы последовательного действия, в другом штампы формообразующие. Важно отметить данные аспекты задачи:

  • - проектируя штампы всяких типов нет необходимости в поиске и закупке дорогого узкоспециализированного программного обеспечения. В рассмотренных выше случаях и подобных этим достаточно лишь использовать малую долю базового потенциала SolidWorks;
  • - возможно моделирование всех составляющий штампа всего лишь применяя базовый модуль. Причем, детали все будут связаны друг с другом, что обеспечивается посредством формирования моделей в контексте сборки, это автоматически вносит изменения в детали при произвольных модификациях любой из них;
  • - вследствие совершенной поддержки стандартов ЕСКД в SolidWorks возможно всецелое оформление комплектов чертежей для нестандартных деталей и штампа как сборки. Модуль автоматического заполнения конструкторской спецификации даёт возможность мгновенно заполнить данный документ;
  • - особые модули берут инженерные задачи на себя, к примеру, расчет заготовки в процессе штамповки с трехосным деформированием материала, указывая уровень утонения листа, определяя зоны вероятных разрывов, анализируя размерные цепи, оптимизируя допуски;
  • - каждую деталь, смоделированная в SolidWorks, можно изготовить на станках с ЧПУ. Программы для станков создаются средствами надлежащих модулей, введенных в среду SolidWorks или функционирующих в независимой среде, получая при этом геометрические данные из SolidWorks.
Наша продукция

Для просмотра всех фотографий продукции, кликните на любую картинку