Разделительные операции листовой штамповки. Отрезка. Вырубка. Пробивка. Высечка.

Разделительные операции предназначены или для получения заготовки из листа или ленты, или для отделения одной части заготовки от другой. Операции могут выполняться по замкнутому или по незамкнутому контуру. Отделение одной части заготовки от другой осуществляется относительным смещением этих частей в направлении, перпендикулярном к плоскости заготовки. Это смещение вначале характеризуется пластическим деформированием, а завершается разрушением.

Отрезка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру на специальных машинах – ножницах или в штампах. Обычно ее применяют как заготовительную операцию для разделения листов на полосы и заготовки нужных размеров.

а – гильотинные; б – дисковые

Вырубка и пробивка – отделение металла по замкнутому контуру в штампе. При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки одинаков. Эти операции отличаются только назначением. Вырубкой оформляют наружный контур детали, а пробивкой – внутренний контур (изготовление отверстий).

Основным технологическим параметром операций является радиальный зазор между пуансоном и матрицей Z. Зазор Z назначают в зависимости от толщины (s) и механических свойств заготовки, он приближенно составляет (0.05..0.1)s. При вырубке размеры отверстия матрицы равны размерам изделия, а размеры пуансона на 2Z меньше их. При пробивке размер пуансона равен размерам отверстия, а размеры матрицы на 2Z больше их.

Рисунок 2 — Схемы процессов вырубки и пробивки

а — вырубка; б — пробивка

1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – изделие; 4 – отход

55Формоизменяющие операции

Формоизменяющие операции:гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, раздача, формовка  выполняются пластической деформацией металла без разрушения заготовки (рис.19.1).
Рис. 19.1 Формоизменяющие операции листовой штамповки:
а  гибка; б, в  вытяжка; г  отбортовка; д  обжим; е  формовка;
1  пуансон; 2  прижим; 3  матрица

Гибка (фильм), т.е. изменение кривизны средней поверхности при почти неизмененных ее линейных размерах, сопровождается неравномерным распределением деформации по толщине (рис.19.1,а). При гибке пластически деформируется только участок заготовки в зоне контакта с пуансоном: наружные слои растягиваются, а внутренние (обращенные к пуансону) сжимаются.
Вытяжка  операция, с помощью которой из плоской заготовки получают полые пространственные изделия (рис.19.1,б). Под воздействием пуансона плоская заготовка диаметром D_заг втягивается в отверстие матрицы и принимает форму полой детали диаметром d. Формоизменение заготовки при вытяжке оцениваютсястепенью вытяжки К=D_заг/d, значение которой в зависимости от механических свойств материала и условий вытяжки не должна превышать 1,8…2,1 за один переход.

Отбортовка  операция получения борта (горловины) в плоской или пространственной заготовке путем вдавливания в отверстие матрицы части заготовки с предварительно пробитым отверстием (рис.19.1,г). Допустимое без разрушения формоизменение характеризуют коэффициентом отбортовки К_o=d_б/d_o, где d_б - диаметр борта, d_o - диаметр отверстия в плоской заготовке. Коэффициент К_o зависит от механических свойств заготовки и ее относительной толщины S/d_o, обычно составляет 1,2…1,8.
Обжим  операция, предназначенная для уменьшения поперечных размеров краевой части полой цилиндрической заготовки путем заталкивания ее в сужающую полость матрицы (рис.19.1,д). Допустимое формоизменение при обжиме ограничивается не разрушением заготовки, а потерей ее устойчивости в процессе деформирования. Основным видом потери устойчивости является образование складок. При этом возможно образование кольцевой складки в цилиндрической недеформированной части заготовки или продольных складок в очаге деформации. Обычно за один переход можно получить изделие с диаметром краевого участка d= (0,7…0,8)D_заг. Складки обычно устраняют подпором стенок заготовки.
Формовка  операция получения местных углублений и выпуклостей в листовых и пространственных заготовках (рис.19.1,е). При формовке очаг деформации охватывает часть заготовки, противостоящую полости матрицы. Схема напряженного состояния близка к схеме двухосного растяжения и формообразование осуществляется за счет утонения заготовки. Высота получаемого углубления h ограничивается возможностью разрушения заготовки в местах наибольшего утонения и существенно зависит от механических характеристик деформируемого материала.
Допустимое значение h возрастает с увеличением толщины заготовки при прочих равных условиях. Максимальная глубина полости, образованной в условиях двухосного растяжения, может достигать величины h = 3S.
Формовку применяют для получения мембран с кольцевыми рифлениями, ребер жесткости в оболочках, а также для изготовления изделий сложной несимметричной формы.
Во всех рассмотренных операциях листовой штамповки скорость деформирования (скорость перемещения деформирующего инструмента) достигает сравнительно небольших значений. Так, при штамповке на гидравлическом прессе скорость ползуна при рабочем ходе находится в пределах 0,001…0,1 м/с, ползуна кривошипного пресса  0,3…1 м/с, бабы листоштампованного молота  3…4 м/с.

56 Штамповка эластичными средами.

В настоящее время применяют специальные конструкции штампов, в которых металлические пуансоны или матрицы отсутствуют, и давление на материал осуществляется при помощи резины, жидкости или сжатого воздуха. При этом резина или жидкость легко удаляются из штампованной детали, а матрица должна быть разъемной.

При изготовлении небольших по глубине изделий пуансон заменяет резиновая подушка (рис., позиция а). С помощью резины можно осуществлять все операции: вырубку, гибку, вытяжку, формовку. Матрица 3 крепится к столу, а резиновая подушка, помещенная в стальную обойму 1, крепится к ходовой части пресса (толщина заготовки 2 – до 1,5 мм).