Schneidprozess von Metallen: 4 Parameter

Im Folgenden sind einige Prozessparameter aufgeführt, die den Schneidprozess von Metallen beeinflussen: 1. Lochstempel-Abstand 2. Erforderliche Kraft 3. Abschrägungswinkel von Locher und Stempel (Winkelspiel) 4. Abstreifkraft.

Parameter # 1. Lochstanze:

Um die Schnittkante optimal ausarbeiten zu können, ist ein korrektes Lochstempelspiel erforderlich. Die Freigabe hängt von einer Reihe von Faktoren ab.

Einige von ihnen sind:

(i) Art von Metall

(ii) Dicke des Arbeitsmaterials.

(iii) Mechanische Eigenschaften des zu scherenden Metalls.

Normalerweise wird der optimale Abstand als 10-15% der Metalldicke angenommen. Die härteren Metalle erfordern einen größeren Spielraum und erlauben ein geringeres Eindringen des Stempels als duktile Metalle.

Die folgende Tabelle 6.1. Zeigt die Freigabe für verschiedene Materialien an, die bearbeitet werden sollen:

Betrachten wir zwei Fälle der Freigabe:

1. Abstand ist zu groß (übermäßig):

Abb. 6.28. (a) Zeigt den Fall, in dem der Lochstempelabstand zu groß ist und nahezu der Blechdicke entspricht.

In diesem Fall wird das Metall auf die runden Kanten des Stempels und der Matrize gebogen und bildet dann eine kurze kreisförmige Wand.

Mit zunehmender Belastung dehnt sich die Wand unter der Zugspannung aus und es kommt zu einem Reißen. Wie man sieht, hat der erhaltene Rohling ringsum eine gebogene und umlaufende Kante. Daher hat dieses Leerzeichen keinen Wert, dh es ist nicht nützlich.

2. Abstand ist zu eng (unzureichend):

Abb. 6.28. (b) Zeigt den Fall, bei dem der Stanzstempelabstand zu eng ist. Die Risse gehen von den Werkzeugkanten aus, treffen sich nicht und der Schnitt wird durch einen weiteren (sekundären) Schervorgang abgeschlossen. Der erhaltene Rohling hat eine extrem raue Seite.

Ein anderes Problem besteht darin, dass der Bogen den Stempel anstößt, wie in Abb. 6.29 gezeigt. (a) und damit die zusätzliche Kraftanforderung erhöht, um den Stempel aus dem Loch herauszuziehen. Diese zusätzliche Kraft wird als Abstreifkraft bezeichnet.

Übermäßiger Verschleiß und kürzere Werkzeugstandzeiten sind auch die Nachteile eines kurzen Abstandes. In diesem Fall wird der Rohling unter elastischer Erholung, und es ist daher notwendig, eine gewisse Entlastung in der Matrizenöffnung vorzusehen, wie in Abb. 6.29 (b).

Eine Schlussfolgerung ist, dass in beiden Fällen die Risse, die sich durch die Werkzeugkanten ausbreiten, nicht genau zusammentreffen und dass ein Rauhschnitt erzielt wird. Daher ist ein geeigneter Stanzstempelabstand erforderlich, um saubere Schnittkanten zu erzeugen.

Parameter # 2. Für Schneidoperationen erforderliche Kraft:

Die Kraft, die zum Schneiden des Rohlings erforderlich ist, kann durch den Bereich bestimmt werden, der der Scherspannung multipliziert mit der endgültigen Scherfestigkeit des zu schneidenden Metalls multipliziert wird.

Die Austastkraft kann nach folgender Formel berechnet werden:

F = K x Q ctx τ _Uultimate

Woher;

F = Austastkraft erforderlich.

K = Spannungsabweichungsfaktor (normalerweise 1, 3).

Q = Umfang des Rohlings.

t = Dicke des Blechs

τ _ultimate = ultimative Schubspannung.

= 0, 8 der Zugspannung.

Parameter # 3. Abschrägungswinkel von Loch und Würfel:

Wenn die erforderliche Stanzkraft höher ist als die Kapazität der verfügbaren Presse, erfolgt das Abschrägen der Stempelfläche und der oberen Oberfläche des Gesenkstahls. Dies ist auch besonders wichtig beim Stanzen relativ dicker Platten.

Eine kleine Überlegung zeigt, dass die Abschrägung von Punch zu einem perfekten Loch, aber zu einem verzerrten Rohling führt, während das Abschrägen der Matrize zu einem perfekten, aber verzerrten Loch führt. Der Wert des Fasenwinkels hängt normalerweise von der Blechdicke ab; es liegt zwischen 2 ° und 8 °.

Manchmal wird ein doppelt abgeschrägter Stempel verwendet, um die Möglichkeit einer horizontalen Verlagerung von Blech während des Stanzvorgangs zu vermeiden. Abb. 6.30. zeigt die Abschrägung von Stempel und Matrize. Es zeigt auch den doppelten Abschrägungsstempel.

Parameter # 4. Abstreifkraft:

Ein wichtiger Parameter, der die Schneidvorgänge beeinflusst, ist die Abstreifkraft. Es kann definiert werden als die Kraft, die erforderlich ist, um den Stempel aus dem Loch zu ziehen.

Die Abstreifkraft, normalerweise 10 Prozent der Schnittkraft, hängt auch von der Anzahl der Parameter Lochstempelspiel, Art der Schmierung, Elastizität und Plastizität des Blechs usw. ab.

Beispiel 1:

Ein quadratisches Loch von 20 mm soll in Blech mit einer Dicke von 0, 75 mm geschnitten werden. Die maximal zulässigen Schubspannungen betragen 2880 kg / cm ² . Bestimmen Sie die erforderliche Schnittkraft. Angenommen, der Spannungsabweichungsfaktor beträgt 1, 3.

Lösung:

Gegebene Schnittlänge: L = 20 mm = 2 cm

Schnittbreite, W = 20 mm = 2 cm

Blechstärke, t = 0, 75 mm = 0, 075 cm.

Max. Scherspannung τ _Scherung = 2880 kg / cm²

Spannungsabweichungsfaktor, K = 1, 3

Finden:

Schneidkraft, F

Verwendete Formel:

(i) F = K × Q × t × τ _ultimativ

Wobei F = erforderliche Schnittkraft

K = Spannungsabweichungsfaktor

Q = Schnittumfang

t = Blechstärke.

τ _ultimate = ultimative Schubspannung des Materials

(ii) Q = 2 (L + W) (für rechteckige Schnitte)

Wobei Q = Schnittumfang,

L = Schnittlänge

W = Schnittbreite

Verfahren:

(i) Um den Umfang des Schnitts zu bestimmen,

Q = 2 (L + W)

= 2 (2 + 2)

= 8 cm.

(ii) Um die Schnittkraft zu bestimmen,

F = K × Q × t × τ _ultimativ

= 1, 3 × 8 × 0, 075 × 2880

= 2246 kg.

Ergebnis:

Die erforderliche Schneidkraft beträgt 2246 kg.

Beispiel 2

Bestimmen Sie die erforderliche Kraft, wenn Sie einen Rohling von 30 mm Breite und 35 mm Länge aus einem 3 mm dicken Metallstück schneiden. Die maximale Scherspannung des Materials beträgt 450 N / mm ² . Finden Sie auch die geleistete Arbeit, wenn die prozentuale Durchdringung 40% der Materialstärke beträgt. Angenommen, K-1.3.

Lösung:

Gegeben

Schnittlänge = L = 35 mm

Schnittbreite = W = 30 mm

Blechstärke = 3 mm

Ultimative Schubspannung = τ _ultimativ = 450N / m ²

Prozentuale Durchdringung = 40% der Metalldicke.

Finden:

(i) Ausschneidkraft, F

(ii) geleistete Arbeit, W

Verwendete Formel:

(i) F = K × Q × t × τ _ultimativ

(ii) Q = 2 (L + W)

(iii) W = F × Punchweg

Verfahren:

(i) Um den Umfang des Rohlings zu bestimmen, Q

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

(ii) Um die Austastkraft zu bestimmen, F

F = K × Q × t × τ _ultimativ

= 1, 3 × 130 × 3 × 450

= 228150N.

(iii) Um die geleistete Arbeit festzustellen, W

W = Austastkraft × Stempelweg

= F × (Materialstärke × prozentuale Durchdringung)

= 228150 × 3/1000 × 40/100

= 273, 78 Nm Ans.

Ergebnis:

(i) Bankentruppe = 228150 N

(ii) geleistete Arbeit = 273, 78 Nm

Beispiel 3:

Bestimmen Sie die Gesamtkraft und die Werkzeugabmessungen, um eine Unterlegscheibe von 6 cm herzustellen. Außendurchmesser und 3 cm Loch. Die Banddicke beträgt 5 mm und die Scherspannung beträgt 350 N / mm ² . Angenommen, K = 1, 3.

Lösung:

Gegebener Außendurchmesser der Scheibe (Unterlegscheibe) D _b = 6 cm = 60 mm.

Innendurchmesser des Schnittlochs = D _p = 3 cm = 30 mm.

Streifendicke = t = 5 mm

Scherbeanspruchung = 350 N / mm ² .

Finden:

(i) Gesamtkraft = Austastkraft + Stanzkraft

(ii) Durchmesser des Lochstempels und des Stanzstempels.

(iii) Durchmesser des Stanzstempels und des Stanzstempels.

Verwendete Formel:

(i) Austastkraft F _b = K × Q _b × τ _ultimativ

(ii) Durchstoßkraft, F _p = K × Q _p × t × τ _ultimativ