Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Чтобы подходы к выбору рациональных значений зазоров стали более понятны и определенны, рассмотрим В основном с качественной стороны характер и степень влияния зазора на оПреДЕЛЕНнЫЕ Показатели выполнения операций вырубки н пробники. 0дням из характерных видов погрешности прн вырубке и пробивке являе'гся потеря плоскостности детали вследствие действия изгибающих моментов, вызванных силами резвится Р, вторым — утяжнны, образующиеся у свободных поверхностей вблизи поверхности среза. Схематично вид таких погрешностей показан на рис.
2.14. Для устранения дефектов применяют прижимы или уменьшают зазОРЫ между режутцими кромками. Оба эти способа, как следует из ранее изложенного, уменьшают действующие на заготовку в процессе Резания изгибающие моменты. Кроме того, изменение зазора может сказываться на размерах детали, измернемых по блестящему пояску (9]. Так, при зазорах мепыпих, чем рациональные (см. формулу 2,1), размер отверстия по блестищему пояску несколько меньше размеров пуансона, а размер детали ло блестящему пояску несколько больше размеров матрицы. рле.
К!5. Пола иелрллсеаил ори реелелителеиьос оперецилл При увеличении зазора по сравнению с рациональными значениями наблюдается обратная картина: отверстие как бы увеличивается, а деталь как бы уменьшается. Это явление, вероятно, объясняется влиянием зазора на размеры зон по толщине заготовки, в которых меридиональные напряжения о, имеют различный знак. На рис. 2.! 5 схематично показаны эпюры напряжений а, которые отрицательны (сжатие) вблизи контактных плоскостей и положительны (растяжение) вблизи свободных поверхностей. Слои, испытавшие сжатие, при разгрузке после завершения разделения будут удлиняться, а слои, испытавшие растяжение — сокращаться по длине.
Если зона сжатия существенно больше по толщине зоны растяжения, то итоговая деформация будет деформацией растяжения и, наоборот, с уменыпением зазора толщина зоны со сжнмающями напряжениями будет увеличиваться, и этим, очевидно, объясняется отмеченное ранее изменение размеров детали по сравнению с размерами рабочего инструмента. Рассматривая вопрос о зазорах при вырубке и пробивке, необходимо остановиться еще на двух обстоятельствах. Во-первых, нужссо подчеркнуть особенность назначения размеров рабочего инструмента при вырубке и пробивке. Так как измерение размеров детали осуществляется по блестящим пояскам детали пли отверстия, то при пробивке размер пуансона берется равным размеру отверстия, а размеры матрицы увеличиваются на значение выбранного зазора (зазор за счет матрицы).
При вырубке размер матрицы берется равным размеру детали, а размеры пуансона уменьшаются па значение выбранного зазора (зазор за счет пуансона). Во-вторьсх, при выборе или назначении зазора следует учитывать влияние зазора на стойкость и стоимость инструмента. Стойкость инструмента в основном определяется изменением его размеров в процессе пзтамповки. Поломки и выкрашивание режущей кромхн при правильном изготовлении и эксплуатации инструмента не являются типичными. Изменение размеров инструмента, определяющих его стойкость, проявляется либо в притуплении режущей кромки и появлении недопустимых торцовых заусенцев (стойкость до перешлифовки) либо в изменении поперечных размеров рабочей части инструмента вследствие изнашивания, что приводит к недопустимым изменениям размеров штампуемых деталей (стойкость до износа).
Естественно, что вследствие износа зазор между пуансоном и матрнцей в процессе штамповки увеличивается. Па рис 2.16 схематично показано возможное изменение действисельного зазора между режущими кромками при вырубке (рис. 2.16, а) и при пробивке (рис. 2.16, б). Как видно из схемы, фактическое значение зазора для нового, неработавшего инструмента может быть различным, в зависимости от фактических размсров инструмента, и разница в зазорах для нового инструмента может быль равна сумме абсолютных значений допусков на пуансон Ь„и на матрицу б„. Максимальный зазор соответствует предельно изношенному инструменту (д + б), при котором размеры детали (б + Л) выходят из установленных для них допусков или же торцовый заусенец получает недопустимую величину даже прн острых режущих кромках.
Стойкость инструмента определяется допустимым износом или же разницей между размерами нового и изношенного инструмента. а! 56 Рнс. 2п6. Возмамное нзмснснне зазора. Ь вЂ” допуск на изделие; ܄— допуск на матрицу; 6, — допуск на пуансон; паля допуснзн прн вырубке (п) н проб яаке (б) Отсюда следует, что стойкость инструмента увеличивается с уменьшением допуска на изготовление инструмента. Но с уменьшением допуска на инструмент возрастает трудоемкость, а следовательно, и стоимость его изготовления.
С учетом сказанного прахтические рекомендации обычно сводятся к тому, что допуск на инструмент должен составлять 0,2 — 0,3 допуска на изготавливаемую деталь. Таким образом, зазор между пуансоном и матрицей по мере изнашивания инструмента изменяется, и при проехтировании рабочего инструмента для вырубки и пробивки целесообразно для нового инструмента назначать несколыю уменьшеяные значения зазора (допуская при новом инструменте получение поясков вторичного среза), с тем чтобы оптималъные значения зазора вознихали в процессе штамповки, по мере изнашивания инструмента. Рассматривая вопрос о зазоре при вырубке и пробивке, следует особо подчеркнуть, что качество шгампуемых деталей и стойкость инструмента существенно зависят не только от величины зазора, но и от его равномерности по периметру. Неравномернъзй зазор приводит к неравномерному распределению по периметру усилий резания и боковых усилий, что приводит к неравномерному притуплению режущих кромок, появлению поясков вторичного среза в местах уменьшенного зазора, к повышенному изнашиваншо пуансона, а появление боковых усилий, действующих на пуансон, увеличивает вероятность его усталостного разрушения.
Усилие вырубки и пробивая. При параллельных режущих кромках (рабочие торцовые поверхности пуансона и матрицы плоские и параллельные) процесс резания осуществляется одновременно по всему периметру и усилие деформирования может определятъсн по формуле (2.5), которая может быть записана в виде Р = асеЗАК. (2.16) Значения сопротивления срезу о., для металлических и неметаллических материалов приведены в справочнике 120).
Как видно нз формулы (2.16), усилие вырубки или пробивхи прямо пропорционально периметру вырубаемой детали или пробиваемого отверстия. При малых отношениях а./э может наблюдаться уменьшение стойкости пуансонов, а при болыпих значениях этого отношения усилие деформирования может стать больше допустимого для данного оборудования. Рассмотрим влияние относительной длины периметра пробиваемого отверстия на напряжения сжатия, воэнихаюзцие в пуансоне для случая пробивки круглого отверстия. Сжимающие напряжения а, возникающие в сечении пуансона (при допущении о равномерности их распределения), определяются из выражения Ра и, зп 2И4 лз (2.17) ~2 с2 Р 22 Иэ приведенной зависимости видно, что сжимающие напряжения в сечении пуансона возрастают в гиперболической зависимости с уменьшением диаметра пробиваемого отверстия.
Если принять, что допустимое сжимающее напряжение для пуансона, изготовленного из закалезпсой инструментальной стали, примерно в четыре раза больше сопротивления срезу ниэкоуглеродисгой стали, то из формулы (2.17) следует, что при достаточной стойкости пуансона можно пробивать отверстия диаметром, не превышающим ~оззн1ииу исходной заготовки. Из той же формулы следует, что допустимый минимальный диаметр пробиваемого отверстия зависит от отношения а.
/о„и, следовательно, будет различным для материалов с разными механическими свойствами Но, кроме того, так как пуансоны подвергазогсн пе только продолыюму сжатию„но и продольному изгибу, допустимое напряжение сжатия должно зависеть от отношения длины пуансона к его диаметру и от условий его закрепления н направления. Далее будет показано, что прн "телескопическом" направлении, при котором пуансон по всЕй длине опираетсн на Рнс. Зяб. Совмсо>ение вырубки с гибкой а) Рнс. К>7. Скосы врн вырубке н нробнвке (2.18) 58 59 внутреннюю поверхность направляющей втулки, исключающей возможность изгиба пуансона, удастся при удовлетворительной стойкости пробивать отверстия, равные 1/4 и даже 1/5 толщины заготовки.
При пробивке некруглых отверстий допустимые размеры отверстия зависят еще и от формы отверстия и соответственно от жесткости пуансона на изгиб. При болылих значениях усилия вь>рубки или пробивки, с целью улучшения условий работы оборудования, может потребоваться уменьшение деформирующих сил. Для одной пары пуансон — матрица уменьшения усилий деформировапия можно достичь, изготовляя инструмент со скосами„при которых Резание будет осуществляться не одновременно по всему периметру линии раздела. Скосы целесообразно делать симметричными, с тем пабы горизонтальные составляющие усилия резания взаимно уравновешивались и пе вызывали смещения заготовки относительно режущих кромах и появления боковых, изгибающих сил, действующих на пуансон. Взаимное уравновешивание горизонтальных составляющих снл резания, действующих на различных участкак ко>пура детали или отверстия, позволяет применять болыпие значения угла створа режущих кромах по сравнению с приведенными ранее рекомендациями для отрезки на гильотииных ножницах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
