8.Механизм деформирования при разделительных операциях

Все разделительные операции завершаются разрушением металла в очаге деформации . Процесс пластической деформации, происходящий в начальных стадиях деформирования, является сопутствующим, обычно нежелательным, но неизбежным для пластичных материалов

Чтобы локализовать нежелательную пластическую деформацию вблизи поверхности раздела, кромки металлических пуансона и матрицы делают острыми, а зазор между пуансоном и матрицей - значительно меньшим толщины штампуемого материала. Тем не менее определенное пластическое деформирование происходит, в результате чего в начальной стадии операции осуществляется плавное возрастание усилия от нуля до Рmaх» зависящего от толщины s штампуемого материала, длины (периметра) L линии разделения и временного сопротивления σв материала. Фактическое значение усилия может быть выше или ниже приведенного в зависимости от конкретных условий вырубки - пробивки. В практических расчетах технологическое усилие определяют на основании условной величины - сопротивления срезу σср, учитывающего все виды сопротивления разделяемого металла, его упрочнение, параметры штампуемой детали, зазоры между матрицей и пуансоном и др. (см. ниже).

В результате того, что в начальный момент разделения происходит пластическое деформирование материала, а конец операции сопровождается сколом, поверхность среза (разделения) получается неровной и неперпендикулярной к плоскости поверхности разделяемого материала (рис. 3). При этом глубина вмятины Δвм ≈ (0,1÷0,3)s, высота блестящего пояска Δбл ≈ (0,2÷0,4)s, угол скола для толщины до 4 мм φ ≈ 4÷8°, а для больших толщин φ =< 12÷14°.

Чем больше зазор z между матрицей и пуансоном, тем ниже фактическое технологическое усилие Р и тем значительнее дефекты поверхности среза и наоборот. Зазор z принимают исходя из минимального усилия при обеспечении хорошего качества поверхности среза и высокой стойкости пуансона и матрицы (нормальный зазор) или исходя из необходимости повышенного качества поверхности среза (уменьшенный зазор). Значения σср, соответствующие нормальному зазору, приведены в приложении.

В связи с наличием упомянутых дефектов на поверхности скола размер отверстия D определяется размером пуансона dп а размер вырубленной заготовки d определяется

размером матрицы dм. Поэтому при пробивке (и других операциях, когда размер штампуемого элемента является охватываемым) определяющей (основной) рабочей деталью считают пуансон, т. е. охватываемый рабочий элемент штампа, а при вырубке (и других операциях, когда размер штампуемого элемента является охватывающим), определяющей (основной) деталью считают матрицу, т. е. охватывающий рабочий элемент штампа.

11.Вырубка и пробивка заготовки при листовой штамповке

Вырубка — это операция отделения части заготовки по замкнутому контуру, причем отделяемая часть является изделием.

Пробивкой называется отделение части заготовки по замкнутому контуру, причем отделяемая часть является отходом (получение отверстий).

Вырубку и пробивку при листовой штамповке осуществляют пуансоном и матрицей, конфигурация которых соответствует конфигурации детали. Для успешного выполнения операций нужно, чтобы рабочие кромки пуансона и матрицы были острыми, а зазор на сторону между пуансоном и матрицей был равен 5 — 10% толщины заготовок.

Правильно выбранный зазор обеспечивает чистый срез по периметру вырубаемой детали или пробиваемого отверстия и увеличивает стойкость штампа. Процесс формации протекает так, как это показано на рис. 177.

Зазор между пуансоном матрицей при вырубке берется за счет уменьшения размеров пуансона, размеры отверстия матрицы берутся равными размерам изделия. При пробивке отверстия зазор между пуансоном и матрицей устанавливается за счет увеличения рабочего отверстия матрицы, размеры пуансона берутся равными размерам отверстия.

Усилие Р в кГ, необходимое для вырубки или пробивки, при параллельных плоских рабочих торцах пуансона и матрицы зависит от размеров детали, толщины и механических свойств материала, а также от величины зазора и состояния режущих кромок и определяется по формулам

Р = 1,25 π d S τср (для круглого контура);

Р = 1,25 LS τср (для любого контура);

где S — толщина материала в мм; d — диаметр вырубки в мм; L — периметр вырубки в мм; τср — предел прочности на срез в кг/мм2; 1,25 — коэффициент, учитывающий затупление режущих кромок пуансона и матрицы.

При вырубке деталей больших габаритов для уменьшения потребного усилия на матрице делают скосы, а при пробивке — на пуансоне. Хотя это не уменьшает работу вырубки или пробивки, но снижает потребное усилие вырубки или пробивки и увеличивает рабочий ход пуансона.