Proces cięcia metali: 4 parametry

Poniżej przedstawiono niektóre parametry procesu, które wpływają na proces cięcia metali: 1. Przebijanie dziurkacza 2. Wymagana siła 3. Kąt fazowania dziurkacza i matrycy (luz kątowy) 4. Siła odpędzania.

Parametr nr 1. Prześwit wykrojnika:

Prawidłowy odstęp od wykrojnika jest konieczny dla optymalnego wykończenia krawędzi cięcia. Klirens zależy od wielu czynników.

Niektórzy z nich są:

(i) Rodzaj metalu.

(ii) Grubość materiału roboczego.

(iii) Właściwości mechaniczne metalu do ścinania.

Zwykle optymalną wartością odstępu jest 10-15 procent grubości metalu. Twardsze metale wymagają większego luzu i umożliwiają mniejszą penetrację stempla niż metale ciągliwe.

Poniższa tabela 6.1. Pokazuje wolną przestrzeń dla różnych materiałów do pracy:

Rozważmy dwa przypadki odprawy:

1. Rozliczenie jest zbyt duże (nadmierne):

Rys. 6.28. (a) Pokazuje przypadek, w którym odległość od wykrojnika jest za duża i jest prawie równa grubości blachy.

W tym przypadku metal jest zaginany na okrągłych krawędziach stempla i matrycy, a następnie tworzy krótką okrągłą ścianę.

Wraz ze wzrostem obciążenia ściana wydłuża się pod wpływem naprężeń rozciągających i następuje rozerwanie. Jak można zauważyć, uzyskany półwyrób ma zgięcie i przewrócenie krawędzi dookoła. W związku z tym to pole nie ma wartości, tzn. Nie jest użyteczne.

2. Wyprzedzenie jest zbyt mocne (niewystarczające):

Rys. 6.28. (b) Pokazuje przypadek, w którym lufa matrycy jest zbyt ciasna. Pęknięcia pochodzą od krawędzi narzędzia, nie spotykają się ze sobą, a cięcie jest następnie zakończone innym (wtórnym) procesem ścinania. Otrzymany półwyrób ma skrajnie szorstką stronę.

Innym problemem jest to, że arkusz ma tendencję do chwytania stempla, jak pokazano na Rys. 6.29. (a), a tym samym zwiększając dodatkowy wymóg siły do wyciągnięcia stempla z otworu. Ta dodatkowa siła znana jest jako siła odpędzania.

Ponadto, nadmierne zużycie i krótsza trwałość narzędzia są wadami krótkiego luzu. W tym przypadku półfabrykat jest elastyczny, dlatego konieczne jest zwolnienie w otworze matrycy, jak na Rys. 6.29 (b).

Wniosek jest taki, że w obu powyższych przypadkach pęknięcia propagowane przez krawędzie narzędzia nie będą się dokładnie pokrywać i uzyskiwane będzie zgrubne cięcie. Dlatego potrzebny jest odpowiedni odstęp od stempla, aby wytworzyć czyste krawędzie.

Parametr nr 2. Wymagana siła podczas operacji cięcia:

Siła potrzebna do przecięcia ślepej próby może być określona przez obszar poddany naprężeniom ścinającym pomnożoną przez ostateczną wytrzymałość na ścinanie ciętego metalu.

Siła wygaszająca może być obliczona według następującego wzoru:

F = K x Q ctx τ _Uultimate

Gdzie;

F = Wymagana siła blokująca.

K = współczynnik odchylenia naprężenia (zwykle 1, 3).

Q = Obwód półwyrobu.

t = grubość blachy,

τ _ultimate = Ultimate shear stress.

= 0, 8 naprężeń rozciągających.

Parametr nr 3. Kąt fazowania dziurkacza i matrycy:

Gdy wymagana siła wykrawania jest większa niż pojemność dostępnej prasy, wykonuje się ukosowanie powierzchni stempla i górnej powierzchni stali matrycowej. Jest to również szczególnie ważne przy wykrawaniu stosunkowo grubych płyt.

Niewielkie przemyślenie pokaże, że ukosowanie dziurkacza powoduje powstanie idealnego otworu, ale zniekształcony półfabrykat, podczas gdy ukosowanie matrycy powoduje powstanie idealnie pustej, ale zniekształconej dziury. Wartość kąta ukosu zależy zwykle od grubości blachy; waha się między 2 ° a 8 °.

Czasami stosuje się podwójny stempel, aby uniknąć możliwości poziomego przemieszczania się blachy podczas operacji wykrawania. Ryc. 6.30. pokazuje fazowanie stempla i matrycy. Pokazuje również podwójny stempel.

Parameter # 4. Stripping Force:

Ważnym parametrem wpływającym na operacje cięcia jest siła usuwania. Można go określić jako siłę potrzebną do wyciągnięcia stempla z otworu.

Siła zdzierania, zwykle przyjmowana jako 10 procent siły skrawania, zależy również od liczby parametrów Odcisk matrycy, rodzaju smarowania, elastyczności i plastyczności blachy itp.

Przykład 1:

Kwadratowy otwór o średnicy 20 mm należy wyciąć z blachy o grubości 0, 75 mm. Maksymalne dopuszczalne naprężenia ścinające wynoszą 2880 kg / cm ² . Określ wymaganą siłę skrawania. Załóżmy, że współczynnik odchylenia naprężenia wynosi 1, 3.

Rozwiązanie:

Długość cięcia, L = 20 mm = 2 cm

Szerokość cięcia, W = 20 mm = 2 cm

Grubość blachy, t = 0, 75 mm = 0, 075 cm.

Max. Naprężenie styczne τ _ścinanie = 2880 kg / cm ²

Współczynnik odchylenia naprężenia, K = 1, 3

Znaleźć:

Cutting Force, F

Użyta formuła:

(i) F = K × Q × t × τ _ultimate

Gdzie, F = Wymagana siła cięcia

K = współczynnik odchylenia naprężenia

Q = Obwód cięcia

t = grubość blachy.

τ _ultimate = maksymalne naprężenie styczne materiału

(ii) Q = 2 (L + W) (w przypadku cięć prostokątnych)

Gdzie, Q = Obwód cięcia,

L = Długość cięcia

W = szerokość cięcia

Procedura:

(i) Aby określić obwód cięcia,

Q = 2 (L + W)

= 2 (2 + 2)

= 8 cm.

(ii) Aby określić siłę skrawania,

F = K × Q × t × τ _ultimate

= 1, 3 × 8 × 0, 075 × 2880

= 2246 kg.

Wynik:

Wymagana siła skrawania wynosi 2246 kg.

Przykład 2:

Określ wymaganą siłę, wycinając półfabrykat o szerokości 30 mm i długości 35 mm z kawałka metalu o grubości 3 mm. Maksymalne naprężenie ścinające materiału wynosi 450 N / mm ² . Znajdź również pracę, jeśli penetracja procentowa wynosi 40% grubości materiału. Załóżmy K-1.3.

Rozwiązanie:

Dany

Długość cięcia = L = 35 mm

Szerokość cięcia = W = 30 mm

Grubość blachy = 3 mm

Maksymalne naprężenie ścinające = τ _ultimate = 450N / m ²

Procent penetracji = 40% grubości metalu.

Znaleźć:

(i) siła odcinająca, F

(ii) Wykonane prace, W

Użyta formuła:

(i) F = K × Q × t × τ _ultimate

(ii) Q = 2 (L + W)

(iii) W = F × Podróż przebijaka

Procedura:

(i) Aby określić obwód pustego, Q

0 = 2 (35 + 30) = 130 mm.

(ii) Aby określić siłę wygaszania, F

F = K × Q × t × τ _ultimate

= 1, 3 × 130 × 3 × 450

= 228150N.

(iii) Aby określić wykonaną pracę, W

W = siła zwalniająca × ruch przebijaka

= F × (Grubość materiału × Penetracja procentowa)

= 228150 × 3/1000 × 40/100

= 273, 78 Nm Ans.

Wynik:

(i) Siła bankowa = 228150 N

(ii) Prace zakończone = 273, 78 Nm

Przykład 3:

Oznaczyć całkowitą siłę i wymiary narzędzia, aby wykonać podkładkę o wysokości 6 cm. średnica zewnętrzna i otwór 3 cm. Grubość paska wynosi 5 mm, a maksymalne naprężenie ścinające wynosi 350 N / mm ² . Załóżmy, że K = 1, 3.

Rozwiązanie:

Podana średnica zewnętrzna cięcia (podkładka) D _b = 6 cm = 60 mm.

Wewnętrzna średnica wyciętego otworu = D _p = 3 cm = 30 mm.

Grubość taśmy = t = 5 mm

Maksymalne naprężenie ścinające = 350 N / mm ² .

Znaleźć:

(i) Siła całkowita = siła blokująca + siła wykrawania

(ii) Średnica przebijaka i matrycy wykrawającej.

(iii) Średnica wykrojnika i matrycy wykrawającej.

Zastosowany wzór:

(i) Siła zamykania, Fb = K × Q _b × τ _ultimate

(ii) Siła przebicia, F _p = K × Q _p × t × τ _ostateczna