Вырубка, пробивка

Р=(1,1 – 1,3)· S · L · Ơср, Н

(1,1 – 1,3) – коэффициент, учитывающий колебания толщины материала

S - толщина материала, м

L - периметр вырубаемого или пробиваемого контура, м

Ơср - предел прочности материала при срезе, Па (Ơср=0,8 Ơв)

4.6. Расчет необходимого усилия пресса.

Р_пресса ≥1.25 Р_шт

Р _шт = Р₁+Р₂+Р₃+Р₄, Н (кН)

Р₁ – собственно усилие штамповки (вырубки, пробивки, гибки, вытяжки), Н (кН); расчет по п.п. 4.5.1 –4.5.2

Р₂ – усилие прижима (если есть), Н. (кН);

Для операций вырубки-пробивки:

Р₂ = L·S· q_пр,

Где q_пр – удельное давление прижима в зависимости от толщины материала, выбирается по таблице 1

Таблица 1

Толщина материала	Удельное давление прижима, qпр
До 1 мм	6-10 МПа
1 – 2 мм	10 – 15 МПа
2 – 3 мм	15 –20 МПа
3 – 4 мм	20 – 25 МПа

Р₃ – усилие проталкивания (при удалении детали или отхода на провал), Н (кН);

Р₃ = (0,05 – 0,08)·Р₁· h/S,

где h – высота цилиндрического пояска матрицы (при расчетах h = S); коэффициент зависит от величины зазора и технологических свойств материала

Р₄ – усилие снятия отхода или детали с пуансона, Н (кН)

Р₄ = К_сн · Р₁,

Где К_сн – коэффициент снятия, зависящий от толщины материала и конструкции штампа, выбирается по таблице 2

Таблица 2

Толщина материала мм	Одно- пуансонный штамп (выр. или пробивка)	Последо- вательного действия (вы- рубка-пробивка)	Многопуансонный пробивной
До 1мм	0,02-0,06	0,06-0,08	0,10-0,12
1 –5	0,06-0,08	0,10-0,12	0,12-0,15
Св.0,5	0,08-0,1	0,12-0,15	0,15-0,20

4.7. Работа резания для операций резки на гильотинных ножницах и ножницах с параллельными кромками, вырубки – пробивки,

А = Х∙ Р∙ S, Дж,

где Х – коэффициент, зависящий от толщины и свойств материала детали,

Х = 0,5 –0,7 (большие значения у мягких, тонких материалов);

S – толщина материала, м

Для операций резки на дисковых ножницах толщину материала в расчетах заменяют на путь, пройденный инструментом (длина реза).

4.8 Выбор типа, технологической схемы, расчеты штампа.

4.8.1. Классификация штампов.

I. По назначению и характеру выполняемых операций – для вырубки, пробивки, гибки, вытяжки и т.д.

II. По способу действия – простого, последовательного и совмещенного действия (простого действия – за один рабочий ход – одна операция; последовательного действия – за несколько рабочих ходов – несколько операций; совмещенного действия – за один рабочий ход – две и более операций)

III. По способу направления – без направления, с направляющими колонками и втулками, с направляющей плитой

IV. По конструктивным признакам – открытые, закрытые, с защитными заграждениями (доступна или нет рабочая зона штампа).

Штампы простого действия – просты по конструкции и в изготовлении;

Штампы совмещенного действия – сложны по конструкции, трудоемки в изготовлении, но большая точность изготовленных деталей и высокая производительность;

Штампы последовательного действия – сложны по конструкции и в изготовлении, имеют наибольшие габариты, но и высокую производительность.

4.8.2.Схемы конструкций штампов. Схемы представлены на рис.1 и рис.2.

Рис.1 Схемы конструкций штампов а) –простого действия; б) –последовательного действия; в) – совмещенного действия.

Конструктивно штампы состоят из:

деталей «блока» штампа – нижняя, верхняя плита, хвостовик, направляющие колонки, втулки;

рабочих инструментов – пуансон, матрица;

оснастки штампа – пуансонодержатель, матрицедержатель, опорная плита, упоры, фиксаторы, ловители, направляющие, съемники, выталкиватели и пр.

Компоновка вырубного штампа простого действия с двумя направляющими и удалением детали «на провал» представлена на рис.2.

Рис.2. Схема типовой конструкции штампа для вырубки.

1-пуансон; 2-матрица; 3-пуансонодержатель; 4-матрицедержатель;5-верхняя плита; 6-нижняя плита; 7-колонка; 8-втулка; 9-направляющая линейка; 10-упор; 11-съемник; 12-хвостовик; 13-плита опорная.

Методы крепления:

Пуансоны: 1. в гнездах пуансонодержателя с опорой на бурт по посадке Н7/к6 –с натягом (рис.2);

2.винтом;

3.заливкой припоями;

4.заливкой быстротвердеющими пластмассами

Матрицы: 1.в гнездах матрицедержателя по посадке Н7/h6- с зазором (рис.2)

2.фиксацией 2 штифтами и креплением винтами к нижней плите

Пунсоны и матрицы изготавливают из углеродистых инструментальных сталей У8А, У10А, легированных инструментальных сталей ХВГ, Х12М и т.п. с последующей закалкой.

Втулки (в верхней плите), колонки (в нижней плите): 1. по посадке Н7/к6, Н7/n6 (с натягом) соответственно; 2. заливка быстротвердеющими пластмассами (стиракрил) или эпоксидными клеями.

Колонки во втулке: 1. по посадке Н7/f6 (с зазором) с применением смазочного материала 2. с обоймой с шариками.

Хвостовики 1.с буртом по посадке с натягом в верхней плите 2. с фланцем винтами и штифтами к верхней плите 3. с резьбой (стопорение винтом или штифтом) 4.плавающие

д)

Рис.3 Крепление хвостовиков: а) с буртом; б) с фланцем; в) с резьбой; г) с резьбой и фланцем; д) плавающий

Плиты штампов являются базовыми деталями, на которые крепят все остальные детали штампа (фиксация на 2 штифта, крепление не менее 2-мя винтами). В зависимости от расположения направляющих колонок и втулок различают виды плит (Рис. 4)

Рис.4 Плиты штампов: а) одностороннее расположение направляющих; б)диагональное расположение направляющих; в)осевое расположение направляющих; г) четырехстороннее расположение направляющих.

Верхние плиты крепят к ползуну пресса через хвостовик; нижние плиты к подштамповой плите пресса – винтами, винтами и прихватами или скобами (возможно пневматическими или гидравлическими зажимами).

Направляющие элементы исходного материала (Рис.5)

Рис.5 Направляющие элементы исходного материала а) неподвижные направляющие линейки; б)подвижные направляющие линейки; в) упоры (прыгающий и неподвижные)

Элементы удаления деталей и отходов: 1. на провал через отверстие в нижней плите штампа; 2. по наклонной плоскости в плите; 3. сжатым воздухом; 4. съемником с пуансона (Рис. 2).

Пример сборочного чертежа штампа представлен в приложении 1.

4.8.3. Правила выполнения сборочного чертежа штампа.

§ Чертеж штампа выполняется в рабочем положении

§ Масштаб 1:1 (предпочтительно)

§ Вычерчивать не менее двух проекций (с разрезами)

§ Вид сверху показывают по линии разъема штампа

§ На чертеже проставляют габаритные, установочные, присоединительные размеры и размеры посадок.

§ Спецификация чертежа – на отдельных листах формата А4- в приложении к пояснительной записке.

§ Допускается в учебных целях выполнять спецификацию на листе чертежа.

§ На свободном поле чертежа перечислить технические требования, которые необходимо выполнять при сборке и эксплуатации штампа – пайка, склейка, смазка, усилие пресса, с которым может работать штамп и пр.

4.8.4. Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы для операций вырубки и пробивки.

Вырубка.

Размер детали - D_{- δ}

D_-δ