Усилие и затрачиваемая работа при вырубке штампами с параллельными (плоскими) режущими кромками

Наиболее распространенными являются матрицы, рабочее отверстие которых выполнено в виде цилиндрического пояска, и матрицы с рабочим отверстием в виде конуса. На основании исследований можно заключить, что при вырубке деталей в матрице с цилиндрическим пояском сопротивление вырубке выше, чем при вырубке в матрице с конусом. Это объясняется тем, что у матриц второго типа имеется более свободный выход деталей из рабочего отверстия. Поэтому при вырубке деталей на провал (через отверстие) с успехом применяют подобную конструкцию. Матрицы с рабочим отверстием в виде цилиндрического пояска применяют обычно при вырубке с обратным выталкиванием детали (не на провал), а также для точных работ.

Влияние условий работы на τ0

На сопротивление вырубке также оказывает влияние скорость деформирования, смазка материала и штампа, состояние режущих кромок пуансона и матрицы, степень твердости режущих кромок и др.

Скорость деформирования. Скорость деформирования, под которой обычно понимают скорость перемещения ползуна пресса, влияет на сопротивление материала вырубке. При рассмотрении операций вырубки на кривошипных (эксцентриковых) прессах следует иметь в виду, что скорость движения ползуна зависит от угловой скорости главного вала, угла поворота кривошипа и отношения радиуса кривошипа R к длине шатуна L.

Процесс резки металла обычно осуществляется в тот момент, когда ползун находится вблизи нижней мертвой точки. В этом случае вырубка заготовки (детали) происходит при минимальном заходе пуансона в матрицу, а это обусловливает получение сравнительно малых скоростей резки даже при больших числах двойных ходов ползуна пресса. В этих случаях процесс резки протекает без каких-либо существенных изменений.

При одновременной вырубке и вытяжке, когда процесс резки осуществляется не в нижней мертвой точке, а при таком угле поворота кривошипа, при котором скорости ползуна относительно большие, необходимо учитывать поправку на сопротивление материала резке (вырубке). С увеличением скорости вырубки τ0 возрастает. При этом она может быть определена по формуле

Величина скоростного коэффициента av зависит от линейной скорости и хода ползуна, а также от толщины вырубаемой заготовки.

При работе на кривошипных (эксцентриковых) прессах с числом двойных ходов ползуна (оборотов вала) n до 140 в минуту, длиной хода Н = 50 мм и скоростью (средней) перемещения ползуна vп = 0,18 м/с аv = 1,06 ÷ 1,09. При работе на быстроходных штамповочных автоматах с числом двойных ходов ползуна n = 300÷600 об/мин и vn = 0,50÷0,75 м/с av = 1,12÷1,15.

Смазка материала и инструмента. Смазка при вырубке оказывает влияние на усилие проталкивания детали, а следовательно, и на усилие вырубки и на сопротивление вырубке. На основании исследований можно заключить, что при работе без смазки усилие проталкивания возрастает на 30-40% по сравнению с усилием проталкивания со смазкой. Это приводит к увеличению общего усилия вырубки на 3-6% по сравнению с усилием при работе со смазкой. Состояние режущих кромок инструмента (штампа) также сказывается на τ0. Экспериментально установлено, что работа с тупыми режущими кромками инструмента требует больших усилий, чем.вырубка с острыми кромками (примерно на 10 - 12%).

Связь между величинами τ0 и σв

Для практических расчетов необходимо знать соотношение между сопротивлением вырубке τ0 (условным) и временным сопротивлением разрыву данного материала σв (условным). Эксперименты, проведенные автором, позволяют сделать следующие весьма важные для практики выводы:

1) величины сопротивления срезу (вырубке) т0для материалов толщиной 0,5-4,0 мм при небольших скоростях деформаций (0,15-0,20 мм/с) ниже их временного сопротивления разрыву σв;

2) сопротивление вырубке т0 (при единичной работе) в зависимости от рода и толщины материала, диаметра вырубаемой детали (отношение s/d), величины зазора, а также и от других рассмотренных выше факторов составляет:

» дуралюмина твердого . (0,60÷0,65) σв

» нержавеющей стали 12X13 и 12Х18Н9 . (0,68÷0,72) σв

» шарикоподшипниковой стали ШХ15 . (0,72÷0,78) σв

» титана марок ВТ 1-1 и ВТ 1-2 . (0,65÷0,70) σв

Верхние предельные значения следует принимать для более тонких материалов (s от 0,5 до 2 мм), нижние - для более толстых (s от 2 до 4 мм и выше).

Определение действительных значений сопротивления вырубке τд и общего усилия вырубки Рд

В производственных условиях, с учетом влияния перечисленных факторов, действительное сопротивление вырубке тд и общее усилие вырубки Рд будет выше, чем в лабораторных (идеальных) условиях работы. Их значения можно определить, воспользовавшись так называемым дифференциальным, или коэффициентным, методом. Этот метод заключается в том, что действие каждого фактора, влияющего на искомую величину, учитывается некоторым определенным коэффициентом: а1, а2, а3, . ап.

Произведение указанных коэффициентов дает общий коэффициент k, который как показали проведенные автором опыты, колеблется в зависимости от условий работы в пределах 1,0-1,3. Тогда действительное сопротивление срезу (вырубке) τд определится из выражения

а действительное усилие вырубки (в производственных условиях), которое принимается как расчетное усилие Рр для выбора оборудования, будет

В табл. ниже приводятся значения сопротивления срезу (вырубке) т0 и глубины проникновения пуансона в металл в момент достижения максимального усилия вырубки (появления скалывающих трещин) im для различных материалов толщиной 0,5-4,0 мм. Верхние пределы для τ0 относятся к более тонким материалам (s < 2 мм), нижние - к более толстым (s от 2 до 4 мм и выше).

Умножив τ0 на коэффициент к, получим действительное значение сопротивления вырубке τд. Глубина проникновения пуансона в металл в момент его разделения ik будет на 10-20% больше im.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎