ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности процесса деформирования при вырубке и пробивке из "основы теории листовой штамповки " Перёмычки. Операции вырубки и пробивки обеспечивают отделение части заготовки по замкнутому контуру в штампе. Рабочими инструментами являются пуансон и матрица. Обычная конструкция пуансона и матрицы характеризуется тем, что их режущие кромки расположены в параллельных плоскостях. При таком расположении режущих кромок процесс разделения заготовки происходит одновременно по всей замкнутой линии раздела. Деформирование заготовки и условия работы инструмента при этом имеют некоторые особенности, которые будут рассмотрены ниже. [c.68] Прежде всего необходимо отметить, что при одновременном резании по замкнутому контуру величина нормальных напряжений, действующих на боковые поверхности инструмента, будет при прочих равных условиях несколько меньше, чем при отрезке. [c.68] При изготовлении деталей небольших и средних размеров вырубка осуществляется из полосы или ленты, причем между контурами двух смежных вырубаемых заготовок, контуром заготовки и краями полосы обычно остается перемычка. С целью экономии металла следует стремиться к сближению контуров смежных заготовок и уменьшению ширины полосы, т. е. уменьшению минимальных значений перемычек, остающихся между контурами заготовок и краями полосы. [c.69] Однако уменьшение перемычек сверх определенных пределов может отрицательно сказаться на стойкости пнструмента и качестве поверхности среза. Объясняется это тем, что при излишне малых значениях перемычек нормальные напряжения, действующие на боковую поверхность пуансона, будут неравномерно распределены по периметру вырубаемой заготовки. [c.69] Ранее было показано, что вблизи поверхности разделения возникает зона пластических деформаций, ширина которой переменна по толщине и в среднем равна 0,б5. [c.69] Давление, оказываемое разрезаемой заготовкой на боковые поверхности режущего инструмента, до некоторой степени определяется сопротивлением деформированию пластически- и упруго-деформированных частей заготовки. Изменение граничных условий в очаге пластических деформаций неизбежно вызовет изменение величин действующих в нем напряжений. Отсюда следует, что если границы заготовки будут приближаться к границам очага пластических деформаций (упругодеформированная зона уменьшается), то в этом очаге будут изменяться напряжения, а следовательно, будут изменяться и напряжения, действующие на боковых поверхностях инструмента. [c.69] Можно полагать, что для того чтобы напряжения, действующие на боковые поверхности заготовки, имели незначительное изменение по периметру отделяемой заготовки, необходимо минимальную ширину перемычки принимать больше ширины зоны пластических деформаций. Отсюда следует практическая рекомендация о том, что минимальную ширину перемычки следует принимать примерно равной толщине заготовки. [c.69] При ширине перемычек меньшей толщины заготовки возрастает вероятность затягивания металла в зазор между пуансоном и матрицей с образованием торцового заусенца. Для увеличения жесткости высечки (отхода) и уменьшения опасности затягивания металла в зазор при штамповке заготовок толщиной менее 1 мм ширину перемычки рекомендуется принимать большей, чем толщина металла. [c.69] Способы уменьшения усилия. При вырубке и пробивке с достаточно большой протяженностью линии реза усилие деформирования становится настолько большим, что вопрос о его уменьшении приобретает особую актуальность. Как и при отрезке, уменьшения усилия деформирования можно добиться применением скосов на пуансоне или матрице. [c.70] Возможность применения симметричных скосов, при которых горизонтальные проекции усилий резания, действующих на наклонно расположенных рабочих кромках инструмента, взаимно уравновешиваются, позволяет немного увеличить углы скоса по сравнению с углами, используемыми при отрезке. [c.70] Применение симметричных скосов благоприятно сказывается на условиях работы инструмента из-за отсутствия боковых усилий, действующих на инструмент, а также на качестве штампуемых деталей благодаря большей возможности поддерживать постоянный по периметру кромок зазор между паунсоном и матрицей. [c.70] Применение скосов неизбежно вызывает появление деформации изгиба в той части заготовки, которая контактирует с инструментом, имеющим скосы. Для того чтобы нарушения плоскостности при резании наклонными режущими кромками возникали в отходе, следует при вырубке делать скосы на матрице (уходящая в матрицу часть заготовки опирается на плоский торец пуансона), а при пробивке — на пуансоне (деталь, в которой пробивается отверстие, опирается на плоский рабочий торец матрицы, а уходящая в матрицу часть заготовки, являющаяся отходом, получает искажения вследствие резания наклонными режущими кромками пуансона). [c.70] Исключением из этого правила является процесс штамповки деталей типа втулок или хомутиков, в котором гибка совмещается с вырубкой. В этом случае скосы на пуансоне обеспечивают не только уменьшение усилия резания, но и заданное изменение кривизны срединной поверхности части заготовки, уходящей в матрицу (рис. 20). [c.70] Процесс деформирования заготовки, отделяемой паунсоном со значительными углами скоса, весьма сложен. Отделяемая часть заготовки испытывает воздействие моментов, расположенных в плоскости, перпендикулярной к линии реза, благодаря наличию зазора между режущими кромками и тому, что нормальные напряжения на контактных поверхностях распределены по некоторой площади, граничащей с режущими кромками. Под действием этих моментов заготовка получает поперечный прогиб (нарушение прямолинейности образующей). [c.70] Задача по определению изменения кривизны срединной поверхности в зоне резания наклонными режущими кромками весьма сложна и пока не имеет решения. [c.71] Из формулы видно, что при данной толщине заготовки радиус ее кривизны после отделения тем меньше, чем больше угол а. [c.71] Выражение для определения /г было найдено после обработки экспериментальных данных. Опыты проводились с мягкой сталью, медью и алюминием при ширине вырубаемой заготовки 30—60 мм при а = var. Найденные в опытах значения прогиба с приведены в таблице. [c.72] Другим встречающимся в практике способом уменьшения усилия деформирования, применимым при одновременной пробивке нескольких отверстий или вырубке нескольких деталей, является расположение режущих кромок на разных уровнях. Последнее проще всего достигнуть изготовлением пуансонов разной длины. Так как максимум усилия соответствует внедрению режущей кромки примерно на высоту блестящего пояска, то для существенного уменьшения усилия достаточно, чтобы разница в уровнях режущих кромок составляла примерно 0,5s [на практике берут (0,5—1,0)5]. [c.72] Заметим, что расположение режущих кромок на разных уровнях применяют и в том случае, когда в плане контуры режущих кромок расположены на небольшом расстоянии друг от друга. При близком расположении контуров одновременная пробивка (вследствие возникновения зоны пластической деформации вблизи поверхности рездела) может вызвать появление боковых усилий, действующих на пуансоны, что способствует уменьшению их стойкости, особенно при малых диаметрах пуансонов. Если соседние пуансоны имеют разный диаметр, то рекомендуется изготовлять более коротким тот пуансон, который имеет меньший диаметр. [c.72] Из формулы (66) следует, что сжимающие напряжения, возникающие в пуансоне, с уменьшением его диаметра возрастают в гиперболической зависимости. Соответственно возрастает и влияние продольного изгиба. Это приводит к тому, что при обычных способах крепления пуансонов минимальный диаметр отверстий, которые удается пробить с достаточной стойкостью пуансонов, равен примерно толщине заготовки и изменяется в незначительных пределах в зависимости от прочностных характеристик штампуемого материала. [c.73] Вернуться к основной статье