2.4. Операции, выполняемые методом штамповки резиной

Методом штамповки резиной можно произвести следующие операции: вырезку по контуру; просечку отверстий; гибку бортов прямых, выпуклых и вогнутых; формовку; вытяжку.

Особенностью метода штамповки резиной является возможность совмещения ряда операций и их выполнения при помощи одного жесткого формоизменяющего элемента.

Рассмотрим процессы выполнения отдельных операций.

2.4.1. Вырезка по контуру

Для выполнения этой операции заготовка должна иметь достаточный припуск порядка 30…40 мм. Величина припуска зависит от механических характеристик материала и его толщины. Ввиду больших отходов, сопровождающих эту операцию, ее применяют очень редко и то при условии, что вырезка совмещена с другими операциями. На рис. 10 приведена схема процесса вырезки, который имеет ряд фаз и сводится к следующему.

Припуск а при воздействии резиновой подушки отжимается к подштамповой плите. Дальнейшее повышение давления приводит к образованию ступеньки, которая увеличивается с одновременным подтягиванием к основанию жесткого элемента штампа. Между припуском и подштамповой плитой образуются силы трения, которые при определенной величине давления будут препятствовать перемещению припуска к основанию жесткого элемента штампа. Припуск заклинивается, и у режущей кромки образуется зона сложной деформации — срез с растяжением. Дальнейшее увеличение давления приводит к обрыву припуска по контуру режущего штампа.

Из схемы видно, что вырезка происходит под действием: вертикальной составляющей вектора давления P_B действующего нормально к поверхности припуска.

а

Рис. 10. Схема процесса вырезки по контуру

Согласно схеме,

Р_В = Рcosα = Q_зFcosα, (14)

где Ρ_Β — вертикальная составляющая;

Ρ — усилие, действующее на припуск по нормали;

Q₃ — зональное давление резиновой подушки;

F — площадь припуска.

Анализируя выражение (14), можно сделать вывод: чем меньше угол α, тем больше вертикальная составляющая. Уменьшение угла α возможно: 1) путем уменьшения высоты h_шт пуансона, что ограничивается определенными пределами (так при h_шт<10 мм и толщине металла 1,5…2,0 мм происходит обжим пуансона без обрезки по контуру), за которыми вырезка не происходит; 2) путем увеличения размера а припуска, что неприемлемо, так как ведет к увеличению отходов.

Наиболее целесообразно уменьшать угол α устройством подпора (рис. 11).

Рис. 11. Режущие штампы с подпором

При подпоре угол α может быть сведен к нулю, а припуск уменьшен до 12…15 мм (при толщине листа из цветных легких сплавов - до 2 мм).

Для вырезки деталей по контуру следует применять вторую схему штамповки, т. е. групповую штамповку с резиной, работающей в качестве матрицы без прижима. При этой схеме пуансоны располагают на расстоянии 12…15 мм, и они являются как бы подпором друг для друга (рис. 12). Пуансоны для вырезки по контуру рекомендуется выполнять согласно данным, приведенным на схеме рис. 13. Пуансоны могут быть стальными или комбинированными из неметаллических материалов со стальной накладкой. Режущая кромка накладки с углом 90° дает возможность затачивать штамп при шлифовании по верхней плоскости при неизменности размеров контура пуансона. При остром угле заточки этой возможности не бывает.

Рис. 12. Схема групповой вырезки по контуру

Рис. 13. Пуансоны для вырезки по контуру:

а - стальной: б - комбинированный; 1 - сталь; 2 -·стальная накладка;

3 - текстолит

Практикой установлены следующие соотношения размеров пуансонов для вырезки деталей по контуру: 1) высота пуансона h_шт = (4…6)s, но не менее 10…12 мм, где s —толщина заготовки; 2) величина припуска заготовки а= (2…З) h_шт; 3) толщина резиновой подушки H_р > (4…5) h_шт.