1.9. Способы уменьшения усилия при вырубке – пробивке

Для уменьшения деформирующего усилия вырубки – пробивки применяют вырубку – пробивку при помощи пуансонов и матриц с наклонными (скошенными) кромками. Этот способ позволяет процесс вырубки – пробивки осуществлять постепенно (как при отрезке на ножницах с наклонным ножом), а не одновременно по всему отделяемому контуру. В результате этого усилие вырубки – пробивки может быть уменьшено на 30 – 40 %.

Рис. 1.21. Схема пуансонов и матриц для вырубки и пробивки с наклонными рабочими кромками

Для создания условий, при которых горизонтальные проекций усилий вырубки и пробивки, приложенные к наклонно расположенным (скошенным) рабочим кромкам инструмента, могли бы уравновешиваться, скосы делают симметричными относительно оси инструмента. Это позволяет углы наклона рабочих кромок инструмента делать больше, чем при отрезке с односторонним наклоном режущей кромки ножа (угол наклона ножа 3…5º). В зависимости от характера операции (вырубки или пробивки) скосы выполняются на матрице или пуансоне (рис. 1.21). Применение скосов вызывает изгиб той части металла, которая соприкасается с инструментом, имеющим наклонные рабочие кромки. Поэтому при вырубке скосы делаются на матрице, а при пробивке – на пуансоне.

1.10. Матрицы и пуансоны для вырубки – пробивки Матрицы.

Конструкция рабочего отверстия матриц для вырубки и пробивки зависит от толщины штампуемой детали (или заготовки), ее формы и размеров, требуемой точности, характера производства и других факторов. На рис. 1.22 показаны различные типы рабочих отверстий матриц для вырубки и

Рис.1.22. Форма отверстий для вырубки и пробивки и рабочих частей пуансонов для вырубки и пробивки

пробивки: с призматическим пояском (а), конические по всей высоте (б), призматические по всей высоте (в), с цилиндрическим пояском и уширенным провальным отверстием (г).

Матрицы типа а применяют при штамповке деталей сложной формы или повышенной точности. Высота пояска h зависит от толщины заготовки S и принимается ≥ 3 мм. Чем больше толщина металла S, тем больше h. Данный тип провального отверстия обеспечивает стабильность размеров штампуемой детали после перешлифовки матрицы, однако долговечность матриц невелика.

Матрицы типа б применяют при получении небольших деталей простой формы и невысокой точности, так как при перешлифовке рабочее отверстие матрицы увеличивается. Долговечность матрицы выше, чем матрицы с рабочим отверстием типа а.

Матрицы типа в применяют при штамповке с обратным выталкиванием детали на поверхность матрицы.

Матрицы типа г применяют для пробивки отверстий диаметром до 40 мм. Высота h цилиндрического пояска матрицы должна быть не менее 3 мм.

Пуансоны.

Конструкция рабочей части пуансонов, как и матриц, зависит от диаметра пробиваемого отверстия(или вырубаемой заготовки), толщины металла, характера производства, требуемой точности размеров отверстия и пр. На рис. 1.22 показаны четыре типа пуансонов с различной рабочей частью.

Тип д наиболее прост, в связи с чем наиболее распространен.

Тип е. При диаметре пуансона свыше 50 мм на торцевой его части делается углубление для облегчения перешлифовки. Ширина кольцевой части пуансона 2 – 5 мм.

Тип ж. При пробивке отверстий в толстом листе (s > 8 мм) появляется необходимость уменьшить усилие съема, для этого рабочую часть пуансона делают слегка конусной с углом наклона образующей 30^’ – 1^o .

Тип з. При необходимости уменьшения усилия проталкивания и при пробивке отверстий по разметке керном (например, в мелкосерийном производстве) применяют пуансоны с обратным конусом в 1^о и коническим выступом.

Прибивка отверстий, диаметр которых меньше толщины заготовки, вызывает возникновение сжимающих напряжений, превышающих критические. В связи с этим происходит потеря устойчивости, завершающаяся разрушением пуансона. Поэтому основное условие при разработке конструкции штампа для пробивки относительно малых отверстий – обеспечение устойчивости пуансонов. Выполнение этого условия обеспечивается направляющими для пуансонов по всей их длине в виде телескопических втулок, набора штифтов или шайб.

В зависимости от условий штамповки стойкость инструмента (до перешлифовки), изготовленного из инструментальной стали, составляет ударов. Стойкость твердосплавного инструмента достигается 10⁶ ударов и более.