Разделительные операции листовой штамповки

Рассмотрим основные разделительные операции листовой штамповки.

Отрезка — отделение части заготовки по незамкнутому контуру на специальных машинах — ножницах и в штампах. Отрезку чаще применяют как заготовительную операцию для разделения листа на полосы заданной ширины. Основные типы ножниц — ножницы с поступательным движением режущих кромок ножа (рис. 1, а) и вращательным движением режущих кромок — дисковые ножницы (рис. 1, б). Для уменьшения усилия резания режущие кромки в ножницах с поступательным движением ножа наклонены друг к другу под углом 1 — 5º (гильотинные ножницы). Лист подают до упора, определяющего ширину отрезаемой полосы В. Длина отрезаемой полосы L не должна превышать длины ножей. При отрезке на дисковых ножницах длина отрезаемой полосы 4 не ограничивается инструментом, вращение дисковых ножей обеспечивает не только разделение, но и подачу заготовки действием сил трения. Прямолинейность линии отрезки на дисковых ножницах обеспечивается соприкосновением разделяемых частей заготовки с плоскими поверхностями ножа и тем, что режущие кромки ножей заходят одна за другую. Для обеспечения захвата и подачи заготовки диаметр ножей должен быть больше толщины заготовки в 30 — 70 раз (увеличиваясь с уменьшением коэффициента трения).

Рис. 1. Схемы действия ножниц: а – гильотинных; б – дисковых

Качество поверхности среза зависит от зазора z между режущими кромками [z = (0,03 —:0,05) S, где S — толщина листа] и отсутствия притупления режущих кромок. Усилие отрезки пропорционально срезаемой в данный момент площади заготовки.

При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки одинаков. Эти операции отличаются только назначением. Вырубкой оформляют наружный контур детали (или заготовки для последующего деформирования), а пробивкой — внутренний контур (изготовление отверстий).

Вырубку и пробивку обычно осуществляют металлическими пуансоном и матрицей. Пуансон вдавливает часть заготовки в отверстие матрицы. В начальной стадии деформирования происходит врезание режущих кромок в заготовку и смещение одной части заготовки относительно другой без видимого разрушения (рис. 2, а).

Рис. 2. Последовательность деформирования при вырубке (а) и характер среза при нормальном (б) и малом (в) зазорах: 1 – матрица; 2 - пуансон

При определенной глубине внедрения режущих кромок в заготовку (возрастающей с увеличением пластичности металла) у режущих кромок зарождаются трещины, быстро проникающие в толщу заготовки. Эти трещины наклонены к оси инструмента под углом 4 — 6º; если эти трещины встречаются, то поверхность среза получается сравнительно ровной (рис. 2, б), состоящей из блестящего пояска, образующегося от внедрения режущих кромок до появления трещин, и наклонной шероховатой поверхности разрушения в зоне прохождения трещин.

Возможность совпадения трещин, идущих от режущих кромок пуансона и матрицы, зависит от правильного выбора зазора между пуансоном и матрицей. Зазор z назначают в зависимости от толщины и механических свойств заготовки, он приближенно составляет (0,05 —:0,1) S. При малом зазоре трещины не встречаются, и на поверхности среза появляются пояски вторичного среза (рис. 2, в), ухудшающие ее качество и способствующие разрушению заготовки при последующем деформировании и работе детали.

При вырубке размеры отверстия матрицы равны размерам изделия, а размеры пуансона на 2z меньше их.

Кроме рассмотренных разделительных операций, в технологии листовой штамповки применяют и другие, такие, как надрезка (частичное отделение части заготовки по незамкнутому контуру, причем разделяемые части не теряют связи между собой) и обрезка (отделение краевой части полого изделия для обеспечения заданной, постоянной по периметру высоты детали или отделение краевой части плоского фланца для получения заданной формы и размеров).

Характер деформирования заготовки для этих операций аналогичен рассмотренному.