1.11. Чистовая вырубка и пробивка

В ряде отраслей машиностроения, а также в приборостроении (например, при производстве часовых механизмов) предъявляются повышенные технические требования к качеству боковой поверхности и точности размеров плоских деталей. В частности, требуется, чтобы точность размеров соответствовала 8 – 11 квалитету, а шероховатость боковой поверхности (по всей толщине) соответствовала параметру Ra = 2,5÷1,25 мкм для стальных и для Ra = 1,25÷0,63 мкм для цветных пластичных металлов.

В массовом и крупносерийном производстве наиболее эффективными способами получения плоских деталей, удовлетворяющими указанным требованиям, являются чистовая вырубка и пробивка, а также зачистка. Применение этих операций позволяет, в ряде случаев, исключить механическую обработку и этим существенно повысить производительность труда, снизить удельный расход металла и себестоимость выпускаемой продукции.

Наиболее широкое применение нашла чистовая вырубка и пробивка с предварительным сжатием заготовки при весьма малом зазоре между пуансоном и матрицей (рис. 1.23).

Особенность этих процессов заключается в том, что заготовка перед

Рис. 1.23. Схема штампа для чистовой вырубки

вырубкой-пробивкой сжимается вблизи очага деформации кольцевым клиновидным ребром, выполненным за одно целое с прижимным кольцом штампа. При этом касательные напряжения концентрируются в очаге деформации, увеличивается компонента шарового тензора напряжения (гидростатическое давление), пластичность металла повышается. Отделение одной части заготовки от другой происходит в результате сдвига под действием касательных напряжений, что позволяет получить высокую точность размеров изделия и чистую боковую поверхность.

Чистовую вырубку – пробивку с предварительным локальным сжатием заготовки проводят в штампе (рис. 1.23). Прижимное кольцо 3 прижимает заготовку к матрице 1, при этом происходит внедрение клиновидного ребра в заготовку. Затем пуансоном 4 вырубают деталь и заталкивают ее в матрицу 1, преодолевая противодавление контрпуансона 2. При обратном ходе отход освобождают от прижимного кольца 3, а вырубленную деталь выталкивают из матрицы 1 контрпуансоном 2 и удаляют из рабочего пространства штампа. Нормальные сжимающие напряжения, создаваемые прижимным кольцом 3, должны быть не менее предела текучести материала заготовки.

1.12. Зачистка

Назначение это операции – повышение точности размеров обрабатываемой заготовки и получение повышенного по сравнению с обычной вырубкой и пробивкой, качества боковой поверхности детали. Размеры деталей, подвергаемых зачистке, не превышает 150 – 200 мм при толщине материала 3 - 4 мм. Зачистка более крупных деталей связана с трудностями, возникающими при изготовлении штампов. Зачистку деталей толщиной свыше 3-4 мм (до 8 – 10 мм) выполняют за несколько операций. Шероховатость поверхности после зачистки Ra = 1,25÷0,32 мкм при толщине материала до 3 мм и Ra = 2,5÷1,25 мкм при толщине материала свыше 3 мм. При этом достигается точность размеров, соответствующая 8 – 11-му квалитету. Зачисткой обрабатывают заготовки из цветных металлов и их сплавов (медь, латунь, алюминий и др.), низкоуглеродистой и коррозионно–стойкой сталей и титановых сплавов. Ширина отделяемого зачисткой слоя материала всегда меньше толщины заготовки, процесс его отделения принципиально иной, чем при обычной вырубке и пробивке. Отделение припуска в виде стружки происходит постепенно, а не путем скалывания, как при обычной вырубке и пробивке. В зависимости от того, какой контур обрабатывают (внешний или внутренний), работает только одна режущая кромка инструмента: режущая кромка матрицы или режущая кромка пуансона (рис. 1.24).

Рис.1.24. Схема зачистки наружного (а) и внутреннего (б) контура детали

Зачистку применяют, в основном, в приборостроении вместо механической обработки, что существенно снижает трудоемкость изготовления деталей.