3. Раскрой материала

Технологический процесс листовой штамповки включает технологические операции, в результате выполнения которых происходит постепенное преобразование основного материала в готовые изделия (деталь).

Изделие – это единица промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках и экземплярах. Готовые изделия в листовой штамповке получают в результате выполнения последней штамповочной операции, предусмотренной технологическим процессом (в результате выполнения промежуточных штамповочных операций получают полуфабрикат).

Материал исходной заготовки, т. е. заготовки поступающей на первую технологическую операцию, называют основным. Заготовка – предмет производства, из которого изменением формы, размеров, качества поверхности изготовляют изделие. Применительно к листовой штамповке основной материал в виде листов, рулонов из черных и цветных металлов раскраивается на полосы, карты и т. п., являющиеся исходными заготовками. Последние поступают к штампу, выполняющему первую технологическую операцию листовой штамповки.

При разработке технологического процесса изготовления деталей следует стремиться к уменьшению потерь металла в листовой штамповки. Основным отходом при листовой штамповке является так называемая высечка, т. е. часть листовой заготовки после ее вырубки. Формы и размеры вырубаемой заготовки определяются формой и размерами детали, а также применяемыми в процессе штамповки формоизменяющими операциями.

При штамповке мало – и среднегабаритных деталей обычно из одной листовой заготовки вырубают несколько плоских заготовок для штамповки. Между смежными контурами вырубаемых заготовок обычно оставляют перемычки шириной, примерно равной толщине заготовки, хотя в отдельных случаях смежные заготовки вырубают без перемычек (экономия металла при ухудшении качества среза и снижении стойкости инструмента). Расположение контура смежных вырубаемых заготовок на листовом металле называется раскроем. Тип раскроя следует выбирать из условия уменьшения отхода металла в высечку. Примеры раскроя металла приведены на рис. 5 для: I – прямого; II – наклонного; III – встречного; IV – комбинированного; V – многорядного; VI - с вырезкой перемычки; 1 – перемычка.

Рис. 5. Примеры раскроя материла с перемычками (а)

И без перемычек (б)

В качестве основного материала для листовой штамповки наиболее широко применяют листы, полосы, ленты, фасонный прокат. При заданных параметрах, вытекающих из конструкции и размеров штампуемой детали (толщины, направления, волокон и т. п.) и частично определяющих сортамент основного материала, окончательный его выбор осуществляют на основании экономического анализа возможных вариантов и определения оптимального.

В качестве критерия оптимальности принимается коэффициент использования материала:

К_им= ПF_д/ F_л,

где П – количество деталей; F_д - площадь деталей; F_л - площадь листа.

Количество деталей П определяют графически, аналитически и путем расчета на ЭВМ таким образом, чтобы получить наименьшее значение нормы расхода. При этом возможны два принципиальных метода поиска оптимального раскроя: 1) технолог располагает возможностью выбора основного материала (листы с различными габаритными размерами, полосы различной ширины при одной и той же толщине и марке материала); 2) технолог ограничен определенными размерами исходного материала и должен найти оптимальный вариант только за счет различного расположения заготовки на плоскости полосы, полосы на плоскости и т. д.

Поиск оптимального варианта раскроя и расчет коэффициент использования материала выполняют в такой последовательности. Вначале принимают принципиальное решение о применении безотходного, малоотходного раскроя или раскроя с отходами. Данное решение зависит от требуемой точности детали, степени сложности ее формы, толщины материала. После этого, если принято решение о штамповке с отходами, определяют величину перемычек в зависимости от габаритных размеров заготовки, вида и толщины материала (табл. 1, 2). Далее выбирают тип раскроя: прямой, наклонный, встречный, комбинированный. При этом учитывают факторы, определяемые возможностью геометрического размещения заготовок на плоскости полосы и конструктивным исполнением штампа в зависимости от относительного расположения пуансонов, упоров и т. п.

Таблица 1.

Размеры перемычек a/b при штамповке мягкой стали

Толщина материала, S	Минимальная ширина перемычек при вырубке заготовок, мм
	круглых и овальных диаметром				Прямоугольных с наибольшим размером
	До 50	св. 50 до 100	св.100 до 200	Св.200	до 50	св. 50 до 100	св.100 до 200	св.200 до 300	св.300
До 0,2	2,0/1,5	2,2/1,7	2,5/2,0	2,8/2,2	2,5/2,0	3,0/2,5	3,5/3,0	4,0/3,5	5,0/3,8
Св. 0,2 До 0,5	1,5/1,2	1,7/1,4	1,9/1,6	2,2/1,8	1,8/1,5	2,0/1,7	2,5/2,2	3,0/2,7	4,0/3,0
Св. 0,5 До 1,0	1,2/0,8	1,4/1,0	1,6/1,2	1,8/1,4	1,5/1,0	1,7/1,2	2,2/1,7	2,7/2,2	3,5/3,0
Св. 1,0 До 1,5	1,5/1,1	1,7/1,3	1,9/1,5	2,1/1,7	1,9/1,4	2,1/1,6	2,6/2,1	3,1/2,6	3,5/3,0
Св. 1,5 до 2,0	1,9/1,5	2,1/1,7	2,3/1,9	2,5/2,1	2,2/1,7	2,4/1,9	3,0/2,5	3,4/2,9	4,0/3,5
Св. 2,0 до 2,5	2,3/1,8	2,5/2,0	2,7/2,2	2,9/2,4	2,6/2,2	2,8/2,4	3,3/2,9	3,8/3,4	4,0/3,5
Св. 2,5 до 3,0	2,6/2,1	2,8/2,3	3,0/2,5	3,2/2,7	3,0/2,5	3,2/2,7	3,7/3,2	4,2/3,7	4,5/4,0
Св. 3,0 до 3,5	3,0/2,5	3,2/2,7	3,4/2,9	3,6/3,1	3,4/2,9	3,6/3,1	4,1/3,6	4,6/4,1	5,0/4,5
Св. 3,5 до 4,0	3,3/2,8	3,5/3,0	3,7/3,2	3,9/3,4	3,7/3,2	3,9/3,4	4,4/3,9	4,9/4,4	5,0/4,5
Св. 4,0 до 4,5	3,6/3,1	3,8/3,3	4,0/3,5	4,2/3,7	4,0/3,6	4,2/3,8	4,7/4,3	5,2/4,8	6,0/5,0
Св. 4,5 до 5,0	4,0/3,4	4,2/3,6	4,4/3,8	4,6/4,0	4,5/4,0	4,7/4,2	5,2/4,7	5,7/5,2	6,0/5,0
Св. 5,0 до 6,0	4,2/3,5	4,5/3,9	4,8/4,2	5,0/4,5	4,5/4,0	5,5/4,5	5,5/4,5	6,0/5,0	6,5/5,5
Св. 6,0 до 7,0	4,5/3,6	5,0/4,2	5,5/4,2	6,0/4,5	4,8/4,3	6,0/5,0	6,0/5,0	6,5/5,5	7,0/6,0
Св. 7,0 до 8,0	5,0/4,2	5,5/4,5	5,8/4,8	6,0/5,0	5,3/4,8	6,5/5,5	7,0/6,0	7,8/6,8	7,5/6,5
Св. 8,0 до 9,0	5,5/4,5	6,0/5,0	6,3/5,2	6,5/5,5	5,8/5,3	7,0/6,0	7,5/6,5	8,0/7,0	8,0/7,0
Св. 9,0 до 10,0	6,0/5,0	7,0/6,0	7,5/6,5	8,0/7,0	6,3/5,8	7,0/6,0	7,5/6,5	8,0/7,0	9,0/8,0

Примечания: 1. Для других материалов табличные значения перемычек следует умножить на коэффициент: