Разделительные операции листовой штамповки.

К разделительным операциям листовой штамповки относятся отрезка, вырубка и пробивка. В разделительных операциях этап пластического деформирования материала обязательно завершается его разрушением.

Отрезка. Отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем сдвига. Отрезка осуществляется на ножницах с параллельными ножами, с наклонно расположенными ножами (гильотинные), с помощью дисковых ножей, с помощью отрезных штампов. Отрезку чаще всего применяют для разделения листа на полосы нужной ширины.

Рис. 6. Схемы отрезки: а) на гильотинных ножницах с наклонно расположенными ножами; б) дисковыми ножами.

В ножницах с прямолинейным движением ножей (рис. 6а) в боковых направляющих станины вверх и вниз перемещается ползун с укрепленным на нем верхним ножом; нижний нож укреплен неподвижно в станине. Подъем и опускание верхнего ножа осуществляется кривошипно-шатунным механизмом. Разрезаемый лист укладывается на стол ножниц и прижимается к нему пневматическим или гидравлическим прижимами. В гильотинных ножницах режущие кромки ножей с целью уменьшения усилия резания наклонены друг к другу под углом створа α =1–5^о. Лист подают до упора, определяющего ширину отрезае-мой полосы В. Длина отрезаемой полосы L не должна превышать длины ножей.

Усилие резания определяется по формулам:

- для ножниц с параллельными ножами:

,

- для гильотинных ножниц:

,

где: В – длина линии отреза, мм; S – толщина материала, мм; – сопротивление срезу, равное 0,8–0,9 предела прочности материала; – угол скоса верхнего ножа.

Ножницы с вращательным движением режущих кромок – дисковые (рис. 6б) применяются для разрезания листовых полос неограниченной длины, а также для резки по криволинейному контуру. Вращение дисковых ножей обеспечивает не только разделение, но и подачу заготовки под действием сил трения. Режущие кромки ножей заходят одна за другую, это обеспечивает прямолинейность линии отрезки. Для обеспечения захвата и подачи заготовки диаметр ножей должен быть в 30…70 раз больше толщины заготовки, увеличиваясь с уменьшением коэффициента трения.

Вырубка и пробивка. Вырубка– отделение части заготовки по замкнутому контуру, при этом отделяемая часть является изделием. Пробивка – отделение части заготовки по замкнутому контуру, при этом отделяемая часть является отходом (рис. 7).

Таким образом, вырубкой (рис. 7а) формируют наружный контур детали, а пробивкой (рис. 7б) - внутренний контур (изготовление отверстий).

Основным технологическим параметром операций является радиальный зазор между пуансоном и матрицей . Зазор назначают в зависимости от толщины и механических свойств заготовки, он приближенно составляет . Зазор при вырубке назначают за счет уменьшения размеров поперечного сечения пуансона, при пробивке – за счет увеличения отверстия в матрице.

Рис. 7. Схема процессов вырубки (а) и пробивки (б)

1 – пуансон, 2 – матрица, 3 – изделие, 4 – отход

При штамповке мало- и среднегабаритных деталей из одной листовой заготовки вырубают несколько плоских заготовок. Между смежными контурами вырубаемых заготовок оставляют перемычки шириной, примерно равной толщине заготовки. В отдельных случаях смежные заготовки вырубают без перемычек (экономия металла при ухудшении качества среза и снижении стойкости инструмента).

Расположение контуров смежных вырубаемых заготовок на листовом материале называется раскроем. Часть заготовки, оставшаяся после вырубки называется высечкой. Высечка составляет основной отход при листовой штамповке. Тип раскроя следует выбирать из условия уменьшения отхода металла в высечку (рис. 8).

Рис. 8. Примеры раскроя материала с перемычками (а) и без перемычек (б).

Экономия металла может быть получена: уменьшением расхода металла на перемычки, применением безотходного и малоотходного раскроя, повышением точности расчета размеров заготовки и уменьшением припусков на обрезку.

Усилие вырубки или пробивки определяется по формулам:

- для круглого контура ;

- для произвольного контура ,

где: L – длина линии реза или периметр вырубки; S – толщина заготовки; d – диаметр вырезаемого отверстия; – сопротивление срезу.