2.Вырубка (пробивка).

Это отделение одной части от другой по замкнутому контуру. Осуществляется на специальной вырубных или пробивных штампах.

Штамп- инструмент, приспособленный для выполнения операции холодной штамповки.

В листовом штампе основными элементами являются пуансон и матрица.

dм

Процесс вырубки состоит из трех стадий:

1. упругая

2. пластическая

3. разрушение

Под действием пары сил (действует сила со стороны пуансона и со стороны матрицы) в листе возникают упругие деформации:

-растягивающие со стороны матрицы; -сжимающие со стороны пуансона.

Лист будет упруго деформированным. На диаграмме растяжения это линейная зависимость.

Это будет продолжаться до тех пор, пока напряжение в очаге деформации не достигнет величины . В этом случае деформации начинают расти без видимого изменения напряжения. Физически это выражается во внедрении пуансона в тело материала и материала в полость матрицы. Происходит перерезание волокон. Данная стадия называется пластической. В конце данной стадии в материале в районе кромок пуансона и матрицы по направлению друг к другу начинается образование усталостных трещин. При дальнейшем движении пуансона вниз происходит развитие трещин и слияние в единую поверхность скола. На диаграмме это соответствует резкому росту направления, которое заканчивается при достижении в тот момент, когда одна часть заготовки отделяется от другой.

Если вырубка осуществляется на оптимальном зазоре между пуансоном и матрицей, то боковая поверхность имеет следующие основные зоны:

Зоны:

1. блестящий поясок (нормальная шероховатость: Rz40 … Ra0.63) Эта зона – след пластической стадии вырубки, .

2. поверхность скола; формируется на третьей стадии вырубки, (ненормированная шероховатая поверхность: вид, характерный для излома металла), деформированная поверхность, следовательно толщина деформированного слоя а=1,0S; угол скола °

поясок снятия	возникают в результате действия освободившихся внутренних напряжений, которые закладываются на упругой стадии.
утяжина

Для большинства деталей наличие поверхности скола допускается. Поэтому вырубку чаще всего ведут на оптимальном зазоре. При этом усилие вырубки минимальное, стойкость штампа наивысшая, можно контролировать размеры вырубленных деталей и отверстий, т.к.

;

При уменьшении зазора между матрицей и пуансоном возрастает доля блестящего пояска в общей толщине детали, при некоторых зазорах блестящий поясок может занимать всю толщину детали. На этом основаны способы повышения качества боковой поверхности. При уменьшении бокового зазора в зоне вырубки создается схема объемного всестороннего сжатия, что резко увеличивает пластические свойства материала.

Зависит от:

1. характера выполнения операции:

а) вырубные;

б) гибочные;

в) вытяжные и т.д.

2. характера производства:

а) в массовом и крупносерийном производстве выгодно использовать высокопроизводительные и автоматизированные штампы, изготовленные из высокопрочных материалов;

б) в среднесерийном производстве используются штампы блочной конструкции с пуансоном и матрицей из конструкционных и инструментальных сталей;

в) в единичном и мелкосерийном производстве используются свинцово-цинковые штампы, штампы из пластмассы, древесины и резины.

3. по технологическому признаку:

а) штампы простого действия (одна операция);

б) штампы совмещенного действия (выполняется более одной операции за один ход верхней плиты);

в) последовательного действия (более одной операции за несколько ходов плиты с перемещением заготовки в плоскости нижней плиты).

4. направляющих элементов:

а) без направляющих элементов (открытые);

б) с направляющими элементами (закрытые).

Схема штампа без направляющих элементов для вырубки (схема открытого штампа).

1. пуансон;

2. матрица;

3. хвостовик;

4. нижняя плита (закреплена с помощью прихвата);

5. универсальный съемник.

Хвостовик необходим для передачи усилий от ползуна на пуансон. Нижняя плита необходима для закрепления на ней матрицы и закрепления на столе пресса.

Достоинство: простота конструкции, низкая стоимость.

Недостаток: сложность наладки.

Наладка заключается в обеспечении равномерного зазора между матрицей и пуансоном по всему контуру детали.

Область использования: мелкосерийное и единичное производство

Инструментальный штамп блочной конструкции.

хвостовик, Ст 45; верхняя плита чугун; направляющая втулка бронза; направляющая колонка, Ст 45; нижняя плита, чугун;

- штамповочный блок

6. подключающаяся плита, Ст 45;

7. пуансонодержатель;

8. пуансон;

9. упругий элемент съема;

10. съемник-прижим;

11. матрица;

12. направляющий упор.

В зависимости от размеров изготавливаемой детали, размеры штамповочного блока различны. Для снижения стоимости деталей штамповочного блока, они стандартизованы в зависимости от размеров и образуют нормальный ряд, изготавливающийся на специальном штамповом производстве, следовательно при проектировании нового штампа конструктор в зависимости от требуемых размеров выбирает детали штамповочного блока из нормального ряда, все остальные проектирует самостоятельно. Элемент 3 изготавливают из бронзы для поддержания на одном уровне минимального зазора между колонкой и втулкой в течение всего срока службы штампа. Данный штамп собирается на специальном производстве, следовательно, не требует специальной наладки при начале эксплуатации. Достаточно закрепить нижнюю плиту на столе, а хвостовик в ползуне.

Применяется в серийном и массовом производстве.

При проектировании штампа хвостовик на верхней плите размещается в центре давления штампа, т.е. в месте приложения равнодействующей всех сил, действующих в рабочей области штампа. Задача по определению центра давления штампа решается графоаналитически.