Разделительные операции вырубки и пробивки в штампах

Операции вырубки и пробивки выполняются, как правило, в инструментальных штампах (см. рис. 11) на механических кривошипно-шатунных прессах. Типовая конструкция штампа для вырубки и пробивки приведена на

рис. 12.

Рис. 11 Принципиальные схемы операций: а) вырубки; б) пробивки.

(1 – пуансон, 2 – листовой материал, 3 – матрица, 4 - детали, 5 – отход)

Рис. 12 Типовая конструкция штампа для вырубки и пробивки.

(1 - направляющие колонки; 2- пружины съемника; 3- направляющие втулки;

4 – пуансон; 5 – верхняя плита штампа; 6 – съемник; 7 – матрица; 8 – нижняя плита штампа; 9 – листовой материал )

При помощи направляющих колонок и втулок, закрепленных в верхней и нижней плитах штампа, обеспечивается и стабильный зазор между матрицей и пуансоном. Пуансон крепится к ползуну пресса. Нижняя плита крепится к столу прксса. Когда пуансон находится в крайнем верхнем положении осуществляется перемещение полосы на заданный шаг. Перемещение может осуществляться как в ручную, так средств механизации и автоматизации. Продвижение полосы происходит по направляющим, а фиксация в необходимом положении осуществляется упором, задерживающим полосу за перемычку см. рис. 13..

Рис. 14 Принципиальная схема подачи полосы при вырубке и пробивке

( 1 – упор; 2 – направляющие; а, в, - боковые перемычки; - шаг подачи;

В – ширина полосы)

Расчет усилий вырубки и пробивки, зазоров и величины перемычек

Умение правильно рассчитывать потребное усилие деформирования при разделительных операциях вырубки и пробивке имеет важное практическое значение, т.к. позволяет правильно выбрать мощность прессового оборудования для реализации операций. Величина потребного усилия вырубки и пробивки определяется следующим образом:

,

где: k – коэффициент учитывающий состояние режущих кромок пуансона и матрицы (k = 1,1 – 1.3); L – периметр вырубаемой детали или пробиваемого отверстия; S – толщина материала; - напряжение среза данного материала, его величина определяется аналогично, как и для операций резки на ножницах.

При разделительных операциях вырубки и пробивки, для уменьшения усилия вырубки и пробивки производится скашивание кромок пуансонов или матриц, а если конструкция штампа предусматривает несколько пуансонов, то их режущие кромки располагают на различных уровнях, чтобы операции вырубки или пробивки происходили не одновременно по всей поверхности среза (см. рис. 15). На практике вкличину скоса а принимают (0,5 – 1,0) S, где S – толщина материала.

Рис. 15 Применение скосов на пувнсонах и матрицах на операциях вырубки и пробивки для уменьшения усилия (а – для операций пробивки;

б – для операций вырубки; в – для последовательного выполнения операций вырубки и пробивки)

Определение усилия съема полосы (отхода)

Усилие съема полосы (отхода) определяют расчетным или опытным путем, и выражают в долях от максимального усилия резания.

Усилие на съемнике Q можно определить следующим образом:

,

где: - коэффициент трения; - контактное напряжение; - площадь контакта боковой поверхности пувнсона и заготовки.

Если считать, что площадь контакта ограничивается пояском h, а тогда:

,

При практических расчетах принимают:

,

где - максимальное усилие вырубки или пробивки.