Рнс. 9.11. Схемы чистовой вырубки: а - пуансоном, большим матрища; б - поперечным обжатием; в - деталь, изготов. ен сая чистовой выручкой

Рис. 9.12. Схема чистовой вырубки-пробивки со сжатием прижимом с клиновидным выступом (л) I профиль зуба {б): 1 - пуансон; 2 - матрица; 3 - прижим с клшювидным выступом (зубом); 4 - конгрпуансон;

5 - заготовка; б - деталь

Геометрическая точность поверхности раздела оценивается абсолютными и относи-тегаьными величинами параметров, характеризующих отклонение формы профиля от идеальной (рис. 9.10, табл. 9.8).

Наименьшее искажение формы происходит при разделении по схемам, приведенным на рис. 9.2, tf, г. При отрезке по схеме г геометрическая точность поверхности раздела повышается с увеличением сжимающего усилия N. Однако отрезка с большим удельным усилием q > а, необходимым для достижения положительного эффекта, сопровождается схватыванием разрезаемого металла с металлом ножей, возникают задиры и процесс нарушается, поэтому схему г применяют только для

пластичных металлов (медь, алюминиевые сплавы).

Важнейшим показателем геометрической точности поверхности раздела является ширина блестящего пояска /ijj, которая зависит от пластичности металла, толщины заготовки, величины зазора и скорости деформирования.

На точности габаритных размеров внешнего контура и отверстия детали, изготовленной вырубкой-пробивкой, сказывается упругая деформатщя, которая зависит от зазора Z- При вырубке с зазором, величина которого больше оптимального значения, диаметр детали меньше диаметра отверстия матрицы на величину упругой деформации, а диаметр отверстия в отходе - больше. При вырубке с зазо-

ром меньше оптимального имеет место обратное соотношение.

Поверхность среза имеет неоднородную шероховатость: на блестяшем пояске Ra = 2,5 ч- 0,63 мкм, на поверхности скола = 80 + 20 мкм. При отступлении от оптимальных зазоров на поверхности среза могут появиться дефекты (вырывы, завалы и др.).

Разделительные операции, обёспечиваюшие повышенное качество поверхности раздела. Детали, изготовленные обычной отрезкой, вырубкой, пробивкой, не имеют ровной гладкой поверхности среза и поэтому не могут быть непосредственно, без дополнительной обработки, использованы в машинах и механизмах для сопряжения с другими деталями. Детали с высоким качеством поверхности раздела могут быть изготовлены из листовых металлов чистовой отрезкой, вырубкой, пробивкой или путем доработки зачисткой после обычной вырубки, пробивки.

Чистовая отрезка, вырубка, пробивка обеспечивают высокую геометрическую точность и хорошее качество поверхности раздела (без шероховатого участка), недостижимые при обычном выполнении этих операций. Этот эффект обеспечивается созданием в очаге деформации благоприятного напряженного состояния всестороннего неравномерного сжатия, при котором разделение происходит пластическим сдвигом по всей поверхности, без образования трешин скалывания. На поверхности раздела отсутствует шероховатый участок и показатель Лп~1- Точность размеров плоских деталей обеспечивается в пределах 8 -11-го квалитетов, шероховатость поверхности раздела ,у стальных деталей Ra= 2,5-51,25 мкм, а у деталей из цветных пластичных сплавов Ra= 1,2 + 0,63 мкм.

Чистовая отрезка заготовки от полосы. Эту операцию производят в специальном штампе, выполненном по схеме рис. 9.2, г. Совместным действием сил Qi, Qi, N, приложенных к полосе и ее отрезаемой части, в зоне разрезки создается всестороннее неравномерное сжатие, при котором разделение происходит пластическим сдвигом, без разрушения. Операция применяется для отрезки точных коротких заготовок с относительной

длиной 0,3 < - < 3, при этом сила N должна

обеспечивать удельное усилие продольного сжатия в пределах < < За. Устойчивый ход процесса чистовой отрезки наблюдается при разделении в штампах полос из меди, алюминиевых сплавов. Операция еше мало применяется в производстве.

Чистовая вырубка - пробивка. Существуют несколько разновидностей чистовой вырубки-пробивки, отличающихся способом создания в зоне разделения напряженного состояния всестороннего неравномерного сжатия, благоприятного для пластического сдвига (рис. 9.11 и 9.12).

1. При чистовой вырубке пуансоном, большим матрицы (вырубка с отрицательным зазором), благоприятное для сдвига напряженное состояние металла в зоне разделения создается путем преднамеренного сжатия металла пуансоном, перекрывающим матрицу (см. рис. 9.11, а). При вырубке пуансон приближается к матрице, но не доходит до нее на 0,2 -0,3 мм. Проталкивание заготовки через отверстие матрицы происходит последующей заготовкой.

2. Чистовая вырубка с поперечным обжатием (см. рис. 9.11, б). Заключается в том, что вырубаемую деталь вдавливают в матриху со скругленными кромками, благодаря чему в зоне разделения создается напряженное состояние всестороннего неравномерного сжатия и происходит выглаживание поверхности раздела обжатием. Вырубка по схемам рис. 9.11, л и , не обеспечивает гладкой поверхности по всей толщине заготовки.

3. Схема чистовой вырубки-пробивки при сжатии прижимом с выступом представлена на рис. 9.12, а. Металл подвергается предварительному сжатию в закрытом пространстве между пуансоном, матрицей, прижимом и контр пуансоном. Благодаря наличию на прижиме выступа, эквидистантного контуру детали, в металле создаются значительные сжимающие напряжения, исключающие возможность возникновения скалывающих трещин в процессе вырубки или пробивки. Лучшая форма выступа - клиновидная (см. рис. 9.12, б). При толщине листового металла до 4 мм один выступ клиновой делают только на прижиме, а при бо;п>шей толщине металла предусматривают два (еще один выступ - на матрице).

Чистовую вырубку-пробивку выполняют на специальных прессах тройного действия, на модернизированных универсальных прессах или на обычных универсальных кривошипных прессах в специальных штампах. Чистовой вырубкой-пробивкой изготовляют точные детали из латуней, алюминиевых сплавов, из листовой стали толщиной до 16 мм. Наилучшее качество поверхности среза имеют детали из холоднокатаной стали со структурой фер-рит+шаровидный цементит, с пределом прочности до 500 МПа. Детали, изготовленные чистовой вырубкой-пробивкой, используются в машинах и приборах без дополнительной обработки поверхностей раздела.

Недостатком чистовой вьфубки является повышенный отход металла на боковые и шаговые перемычки.

Силовые и геометрические параметры этого способа чистовой вырубки-пробивки определяются следующими зависимостями:

усилие чистовой вырубки-пробивки

Д = (2 + 2,5) Р,

где Р - усилие обычной вырубки-пробивки;

удельное усилие вдавливания ребра прижима

qi = (2,5 + 2,8)сг;

удельное усилие на рабочем пояске прижима

q2 = (1,2 + 1,3)0;

удельное усилие противодавления

3 = (0,1+ 0,2)0;

односторонний зазор между матрицей и пуансоном (не более 0,005 мм)

Z = (0,001 + 0,0015)5;

радиус за1фугления режущей кромки матрицы

= (0,1 + 0,2) мм;

высота клиновидного ребра на прижиме

hp = (0,2 + 0,35)5;

расстояние вершины ребра от режущей кромки

ар = (0,6 + 0,7)5;

ширина перемычки боковой

Об = 1,55;

ширина перемычки шаговой

Ош = 2,55;

минимальный радиус за1фугления углового контура вырубки

Гк =(0,1 + 0,2)5.

Зачистка - операция, с помощью которой проводится доработка поверхности раздела после вырубки-пробивки с целью повышения ее качества. Сущность зачистки состоит в выравнивании поверхности путем срезания предусмотренного при вырубке-пробивке припуска или выглаживанием этой поверхности.

-да

Рнс. 9.13. Схемы зачнеткн вырубленной детали (а) срезанием припуска (б) и выглаживанием (в)

1. Схема зачистки срезанием слоя металла представлена на рис. 9.13, б. Припуск отделяется путем снятия стружки. При этом работает режущая кромка только одного инструмента - матрищл или пуансона (зачистка внешнего контура производится матрицей, контура отверстия - пуансоном). Толщина отделяемого зачисткой слоя всегда меньше толщины заготовки. Полный односторонний припуск на зачистку (см. рис. 9.13, а) П = Z где Z - односторонний зазор при

вырубке-пробивке, т - дополнительный односторонний припуск, величина которого (т = = 0,05 + 0,2 мм) зависит от материала, формы контура и толщины детали.

Зачистка протекает в три стадии: врезание, установившееся резание и обрезка стружки. На первых двух стадиях образуется чистая поверхность, на заключительной возможно образование скола с шероховатой поверхностью. С уменьшением припуска на зачистку высота зоны шероховатого скола убывает. После зачистки гладкий участок поверхности имеет параметр шероховатости = 1,25 + 0,32 мкм при толщине до 3 мм и = 2,5 + 1,25 мкм при толщине материала свыше 3 мм. Точность размеров детали соот-, ветствует 8 - 11-му квалитетам. Удаление зачисткой слоя упрочненного металла, образующегося при вырзке-пробивке, благоприятно для последующего использования заготовок в формоизменяющих операциях обработки давлением.