Рис. 67. Схема соединение пуансона со штампуемым материалом во время съема

d (т. с йгпах = d), рассчитанимх по формуле (5).

Истинную площад!. f c.. (мм) контакта и1тампуемого материала с пуансоном (иа поверхности среза) в общем виде Определяют по формуле

где L - периметр среза; h ~ высота пояска па торце срезайиого контура детали, находящегося и контакте с пуансоном, мм.

В частном случае для круглого рабочего контура (рис. 67) /-ист .11 = = ndht,.

Высота /1,1 зависит от величины технологического зазора, рода материала, отношения dIs. После чистовой вырубки, когда зазор между матрицей и пуансоном не превышает 0,01-0,02, высота hn приближается к толщине s штампуемого материала. При обычных работах высота /i колеблется в пределах (0,5-0,8) S. В табл. 7 приведены значения высоты /i , рекомендуемые для>- расчетов.

Трение между штампуемым материалом и поверхностью пуансона по природе ближе к сухому, так как в процессе их взаимной запрессовки масляная пленка практически не удерживается. Ниже приведены значения коэффициента трения f для ряда распространенных сплавов.

7. Максимальная высота h пояска на торцах деталей и отходов

Штампуемьиг материал

от i)

Стали:

с большим содержанием углерода типа .V7A, У8Л, У ЮЛ

легированные 65Г, 40Х, 60С2Л,25ХГСЛ, 30 ХГСЛ, I8XH9T углеродистые типа 40, 45, 50

550-650

Стали:

типа 25, 30, 35 08кп, 08, Юкп, 15к11, 20ки, 20, \2УС

Тмтаиои1>к сплавы типа BTI- О, BTI 00

Латунь типа Л63, Л68

Биметалл (термобиметалл) Медь техническая Магниевые сн.лавы Ллюмипиеиые сплавы тина:

АМГ, Д1, Д6

АМЦ, АД

Алюминий А1, А2, АО

Свинец тина СО, С1, С2

450 400

55 60

200 160 400 75

65 70 60 80

Ориентировочно.

Примечание. Приведенные значения h соответствуют результатам, полученным в обычных штампах с принятыми режущими зазорами. При высокоточной (чистовой) вырубке независимо от марки (и толщины) штампуемых материалов hp s.

Магниевые, алюминиевые сплавы типа АМГ 0,25-0,3 Латуни, бронзы, медь 0,3-0,4 Стали углеродистые н легированные ...... 0,35-0,4

Алюминиевые сплавы типа АМЦ, никель, цинк 0,3-0,5

Меньшие значения f соответствуют давлению 100-120 МПа, а большие 10-30 МПа.

Усилие съема материала с пуансона удобнее выражать через потребное усилие вырубки-пробинкн:

Т = т1пЯ, (7)

где Лп - относительное усилие съема материала с пуансона, выраженное в % от усилия вырубки пробивки.

Соответствующие значения т)п для наиболее распространенных металлов без учета потерн жесткости штампуемой детали (заготовки) приведены в табл. 8. Величина т)п подсчитана по приведенным выше формулам для круглого рабочего контура при наличии прямоугольного отхода (прямоугольной карты, полосы, ленты) с учетом среднего давления р ср- Для круглого контура с круглым отходом значения т)п меньше значений, приведенных в табл. 8. Его подсчитывают по формулам (4), (5) и (7) без корректировки Рп-

В отличие от круглых, прн некруглых рабочнх контурах контакт между пуансоном и штампуемым материалом неравномерный. На прямолинейных участках перемычки штампуемого материала прогибаются от давления р (рис. 68), что сопровождается некоторым растяжением штампуемого материала. Натяг сохраняется в основном только в углах вырубаемого контура (в зонах / и ). В приближенных расчетах усилие съема материала с пуансона, например при наличии прямоугольного рабочего контура, определяют по формуле

7 =т)п/( орР, (8)

где значения Tin приведены в табл. 8; кор - коэффициент корректировки, принимаемый в зависимости от

Рис. 68. Схема к расчету усилия съема штампуемого материала с прямоугольного пуаисоиа

Рис. 69. Примеры расположения отверстий, когда относительное усилие съема штампуемой детали с пуансонов принимается максимальным

где / - длинная сторона прямоугольника, учитывается в табл. 8 вместо диаметра й.Для некруглых контуров любой формы выбирается участок длиной / с наиболее ослабленным сечением перемычки.

Прн пробивке отверстий в дне полых деталей (коробок, стаканов) значение т)п берут из табл. 8 для bid = 1 независимо от расстояния b от боковой поверхности до начала отверстия (рис. 69, а). Аналогично поступают и при групповой пробивке отверстий в плоской заготовке (рис. 69, б).

Относительное усилие съема с пуансона неметаллических материалов (в % от Р) составляет:

для материалов иа основе резины....... 0,5-0,8

для термопластов . . . 2,5-5

для слоистых пластмасс 3,5-6

До 0,04 0,5

Св. 0,04 до 0,06 0,6

Св. 0,06 до 0,1 0,7

Св. 0,1 до 0,15 0,8

Св. 0,15 до 0,2 0,9

Св. 0,2 1,0

оо о

Ч 3 СП дз

ю .со id о 1л X о с1-<М X (N

га с

00 i 2 CO

O, x

m q> и

с H 11

h §

X CO Ч

о CO

<

<

a. >,

CO X

s a.

X X X

o. с

П -2- a, - S

S-CT) и Я ==X

x2 S ,S-5 о

По аналогии с металлическим листовым прокатом диапазон усилия съема неметаллических материалов принимают в зависимости от относительной ширины перемычек. Учитывая малую величину напряжения на срез (в среднем ар 50-г100 МПа), приведенные выше относительные усилия съема материала с пуансона практически незначительны.

Усилие проталкивания заготовки после вырубки илн отходя после пробивки через рабочую полость матрицы определяют из зависимости, аналогичной той, которую применяют прн подсчете усилия съема с пуансона;

QnpoT - РмРист. м/

где Рм - давление на стенки матрицы от натяга в результате запрессовки вырубленной заготовки или отхода после пробивки отверстия; Fhot. м = = Мц, - истинная площадь контакта штампуемой детали (отхода) в проеме матрицы [по аналогии с формулой (6)]; /-коэффициент треиия между стеикой матрицы и штампуемым материалом (см. с. 391).

Поскольку давление на стенки матрицы От запрессовки штампуемого материала относительно мало, то охватывающую деталь - матрицу считают жесткой - неподатливой системой. Такое допущение позволяет условно принимать наружный размер матрицы бесконечно большим по отношению к размерам ее рабочего окиа, а отношение (D2 -f cP)/{D - (Р) близким к едийице. В этом случае формула (5) упрощается, н уравнение для определения давления /7м принимает следующий вид;

#-(l+fi2)+-(l-fAi)

(10)

Принимая коэффициент Пуассона для материала матрицы (высоколегированная или высокоуглеродистая сталь) постоянным (Ц2 = 0,29 = = const), получаем

[El + 1,29-

9. Относительное усилие проталкивания одной вырубленной детали или одного отхода через круглое отверстие матрицы т) без учета потери жесткости детали (отхода)

По аналогии с формулой (7) усилие проталкивания деталей или отходов через рабочий проем матрицы удобнее выражать относительным усилием вырубки-пробивки

Q=T) P/i, (12)

где т)м - относительное усилие проталкивания детали илн отхода через матрицу, в % от технологического усилия Р; п - число одновременно

Рис. 70. К определению критического иа-пряженни штампуемого материала, находящегося 11 рабочем окне матрицы

застрявших в матрице деталей или отходов.

Зиачеиия ri (табл. 9) для наиболее распространенных металлов (сплавов) определены на основании проведенных расчетов ио формулам (9) и (11) без учета жесткости штампуемых деталей и отходов. При подсчете f CT. м принимают ft х h (практически ft незначительно меньше ft ).

С увеличением размеров штампуемой детали относительное усилие проталкивания ее через матрицу умень-шаеп.я, что связано с уменьшением ее жесткости. Деталь или отход, находящийся в рабочем проеме матрицы, нагружается сжимающей силой от давления (рис. 70). Когда давление р по величине больше критического напряжения а,5р, при котором деталь (отход) начинает терять устойчивость, появляется некоторый ее прогиб (выпучивание) и ослабление натяга между штампуемым материалом и матрицей. Сплошная круглая деталь или отход (рис. 70, а) нагруженные равномерно распределенной ра-диально-сжимающей силой, начинает терять свою устойчивость прн критическом напряжении, МПа:

ир-4,196 ; (13)

для детали тина шайбы (р г. 70, 6)

12 (1 -fi ) R

для деталей и отходов прямоугольной формы

12(1 В -

-, (15)

где н, £ и 1 - соответственно толщина, модуль упругости и коэффициент Пуассона штампуемого материала; Ki - коЭ1)фициент, зависящий от отношения rlR:

rlR 0,1 0-2 0,3 0,4 0 5 Al 4,0 3,5 3,1 2,9 2,5

Кг - коэффицнент, зависящий от отношения AIB.

При защемлении детали (отхода) с двух противопшюжных сторон (рис. 70, )

А IB 0,2 0,3 0,4 0 5

Кг 266 1,30 83 61,5

AIB 0,6 0,7 0,8 Св. 0,8

/Со 50,5 44,5 41,5 ;=40

При защемлении детали (отхода) с четырех сторон (рис. 70, г)

AIB 1,0 2,0 3,0 Св. 3 Кг 19,7 12,3 10,9 9,86

Формула (15) справедлива прн условии, если а,ф не превышает предела пропорциональности а ц штампуемого материала. При а р > а ц в расчетах используют критическое напряжение а [ условно принимаемое равным напряжению текучести а.

Если деталь или отход, находящийся в матрице, свободно проталкивается пуансонами без прижима (без противодавления), то потеря их устойчивости наступает при условии /> > > а р. Для учета жесткости детали или отхода в формулу (12) введен поправочный коэффициент С = = УмОк :

Q=Cri Pn. (16)

Значение коэффициента С при круглом рабочем контуре (см. рис. 70)

Алюминий, мягкий

;латунь твердая-Л90;Л96;стат 0,8:W;20,-Z5;30i3S

fiUHuu твердый, медь,латуни мягкие: Л39;Л62;/!68;Л90

Цинк, сталь 5,- ШХ 15; 12Х18Н9Т

zpoHsa; АМи,-твердыа:Л-мягкий; латунь Л68твердая

32pit,

Л1Ь -твердый; ЗОХГС; сталь 60С2; сталь 65Г £/е сплавы,оловянные де(рормируемые дронзы

по 160 а выше R/s

Рис. 71. Зависимость коэффициента С от Р/<т р и RIs для различных сплавов

в зависимости от отношения ru определяют по графику, приведенному на рис. 71. Кривые построены на основе расчетов по приведенным выше формулам для наиболее распространенных Штампуемых материалов. Для учета величины коэффициента С прн подсчете усилия проталкивания деталей типа шайб и деталей некруглых контуров вводят поправки, исходя из следующих математических зависимостей: для шайб

для некруглых контуров

Координаты по оси абсцисс на рис. 71 соответственно для деталей (отходов) типа шайб Rls = = [0,49/?1 /Kil/s; для некруглйх контуров /?/s= (0,245S/Kal/s.

При наличии сильного прижима, обеспечивающего надежное защемление вырубленной детали или отхода в матрице, расчет усилия их проталкивания производят по формуле (12) без введения коэффициента С. По-

требное усилие проталкивания деталей (отходов) из неметаллических материалов незначительно, поэтому введение коэффициента С практического смысла не имеет.

Усилие прижима штампуемого материала в процессе односторонней резки (см. рнс. 11) определяют исходя нз силы отталкивания (сдвига) материала при его деформировании. Задача сводится к тому, чтобы удержать материал в состоянии покоя. Чем больше величина режущего зазора г, тем больше отталкивающее усилие Л. Согласно опытным данным, усилие сдвига N полосы (ленты, карты) в сторону, противоположную подаче, при односторонней резке ориентировочно принимают равным (0,1-0,4) Ррез- Принимая N - 0,2, уравнение равновесия сил, действующих на полосу (ленту) при данном процессе, получим в следующем виде:

0,2Р/ = Q (/ + h).

(17)

где / - коэффициент трення между штампуемым материалом н матрицей (/ 0,2); Q - усилие прнжнма; /j- коэффициент трения между штампуемым материалом н прижимом (fy 0,3). Подставляя средние значения коэффициентов f и в формулу (17), получим величину Q для штампа