Skæreproces af metaller: 4 Parametre

Nedenstående er nogle procesparametre, der påvirker metalskæringsprocessen: 1. Punch-Die Clearance 2. Force Required 3. Beveling Vinkel af Punch og Die (Angular clearance) 4. Stripping Force.

Parameter # 1. Punch-Die Clearance:

Korrekt stansning er nødvendig for optimal finish af en skåret kant. Afslutningen afhænger af en række faktorer.

Nogle af dem er:

(i) slags metal

(ii) Arbejdsmaterialets tykkelse.

(iii) Mekaniske egenskaber ved at blive skåret af metal.

Normalt optages den optimale værdi af clearance som 10-15 procent af tykkelsen af metal. De hårdere metaller kræver større clearance og tillader mindre penetration af stansen end duktile metaller.

Følgende tabel 6.1. Viser clearance for forskellige materialer til at fungere:

Lad os overveje to tilfælde af clearing:

1. Opklaringen er for stor (overdreven):

Fig. 6.28. (a) Viser det tilfælde, hvor Punch-die clearance er for stort og næsten svarer til pladetykkelsen.

I dette tilfælde bøjes metallet på stempelets runde kanter og dysen, så danner det en kort cirkelvæg.

Efterhånden som belastningen stiger, forlænges væggen under trækspændingen, og der opstår rive. Som det kan ses, har det opnåede emne en bøjning og dreje rundt om rundt. Derfor har dette blankt ingen værdi, dvs. ikke nyttigt.

2. Opklaringen er for stram (utilstrækkelig):

Fig. 6.28. (b) Viser det tilfælde, hvor stempelstansen er for stram. Sprækkerne stammer fra værktøjskanterne, møder ikke hinanden, og skæringen udføres derefter ved en anden (sekundær) skæreproces. Det opnåede emne har en ekstremt grov side.

Et andet problem er, at pladerne har tendens til at gribe stansen som vist i figur 6.29. (a) og dermed øge det yderligere kraftbehov for at trække stansen fra hullet. Denne yderligere kraft er kendt som strippingskraft.

Overdreven slitage og kortere værktøjslevetid er også ulemperne ved kortslutning. I dette tilfælde går emnet under elastisk genopretning, og det er derfor nødvendigt at give en vis lettelse i hulhullet som i figur 6.29 (b).

En konklusion er, at i begge de ovennævnte tilfælde vil revnerne, der udbredes af værktøjskanterne, ikke mødes nøjagtigt, og der opnås et groft snit. Derfor er der brug for en ordentlig stansdyse-klaring for at producere rene skærekanter.

Parameter nr. 2. Kraft påkrævet i skæreoperationer:

Kraften, der kræves til at skære emnet, kan bestemmes af det område, der udsættes for forskydningsspænding multipliceret med den ultimative forskydningsstyrke af det metal, der skæres.

Blankingskraften kan måske beregnes ved hjælp af følgende formel:

F = K x Q ctx τ _Uultimate

Hvor;

F = Blanking force required.

K = Stressafvigelsesfaktor (normalt 1, 3).

Q = Perimeter af emnet.

t = Pladens tykkelse,

τ _ultimate = Ultimate shear stress.

= 0, 8 af trækspænding.

Parameter nr. 3. Beregning Vinkel af stans og dør:

Når den krævede afstivningskraft er højere end kapaciteten af den tilgængelige presse, udføres der skråning af stempelfladen og støbestålets overflade. Dette er også særligt vigtigt, hvor der slibes relativt tykke plader.

En lille overvejelse vil vise, at punching af Punch resulterer i et perfekt hul, men et forvrænget emne, mens skråning af dø resulterer i et perfekt blankt, men forvrænget hul. Værdien af skråvinklen afhænger normalt af pladetykkelsen; Det ligger mellem 2 ° og 8 °.

Nogle gange bruges en dobbeltfaset slag til at undgå muligheden for vandret forskydning af metalplader under stansning. Fig. 6, 30. viser skævning af slag og dør. Det viser også den dobbelte vinkelpunch.

Parameter # 4. Stripping Force:

En vigtig parameter, der påvirker skæreoperationerne, er strippingskraft. Det kan defineres som den kraft, der kræves for at trække stansen ud af hullet.

Afrivningskraften, som normalt tages som 10 procent af skærekraften, afhænger også af antallet af parametre Punch-die clearance, slags smøring, elasticitet og plasticitet af metalplader mv.

Eksempel 1:

Et 20 mm firkantet hul skal skæres i metalplade med en tykkelse på 0, 75 mm. De tilladte maksimale forskydningsspændinger er 2880 kg / cm2. Bestem den krævede skærkraft. Antag, at stressafvigelsesfaktoren er 1, 3.

Opløsning:

Givet Klippens længde, L = 20 mm = 2 cm

Snitbredde, W = 20 mm = 2 cm

Tykkelse af metalplade, t = 0, 75 mm = 0, 075 cm.

Maks. Skærebelastning τ _shear = 2880 kg / cm ²

Stressafvigelsesfaktor, K = 1, 3

At finde:

Skærekraft, F

Formel anvendt:

(i) F = K × Q × t × τ _ultimative

Hvor, F = Skærekraft kræves

K = Stressafvigelsesfaktor

Q = Skæringens perimeter

t = Tykkelse af metalplader.

τ _ultimate = Ultimate shear stress af materiale

(ii) Q = 2 (L + W) (Til rektangulære snit)

Hvor, Q = Skæringens perimeter

L = Klippets længde

W = bredde af snit

Procedure:

(i) For at bestemme omkredsens omkreds,

Q = 2 (L + W)

= 2 (2 + 2)

= 8 cm.

(ii) For at bestemme skærekraften,

F = K × Q × t × τ _ultimative

= 1, 3 × 8 × 0, 075 × 2880

= 2246 kg.

Resultat:

Den nødvendige skærekraft er 2246 kg.

Eksempel 2:

Bestem den krævede kraft, at skære et emne på 30 mm bredt og 35 mm langt fra et 3 mm tykt metalstykke. Materialets ultimative forskydningsbelastning er 450 N / mm ² . Find også arbejdet udført, hvis procentgennemtrængning er 40% af materialetykkelsen. Antag K-1.3.

Opløsning:

Givet

Klippe længde = L = 35 mm

Snitbredde = W = 30 mm

Tykkelse af plademetal = 3 mm

Ultimate shear stress = τ _ultimate = 450N / m ²

Procentandel penetration = 40% af metal tykkelsen.

At finde:

(i) Blanking force, F

(ii) Udført arbejde, W

Formel anvendt:

(i) F = K × Q × t × τ _ultimative

(ii) Q = 2 (L + W)

(iii) W = F × Punch-rejse

Procedure:

(i) For at bestemme omkredsen af tomt, Q

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

(ii) For at bestemme blanking force, F

F = K × Q × t × τ _ultimative

= 1, 3 × 130 × 3 × 450

= 228150N.

(iii) For at bestemme arbejdet er W

W = Blanking force × Punch-rejse

= F × (Materialetykkelse × Procentindhold)

= 228150 × 3/1000 × 40/100

= 273, 78 Nm Ans.

Resultat:

(i) Bankstyrke = 228150 N

(ii) Udført arbejde = 273, 78 Nm

Eksempel 3:

Bestem den samlede kraft og værktøjsmålene for at lave en vaskemaskine på 6 cm. udvendig diameter og 3 cm hul. Strimlens tykkelse er 5 mm, og den maksimale forskydningsspænding er 350 N / mm ² . Antag K = 1, 3.

Opløsning:

Givet udvendig diameter af skåret (skive) D _b = 6 cm = 60 mm.

Indvendig diameter af skåret hul = D _p = 3 cm = 30 mm.

Tykkelse af strimmel = t = 5 mm

Ultimate shear stress = 350 N / mm ² .

At finde:

(i) Total kraft = Sprængkraft + Stansekraft

(ii) Diameter af piercing stans og stansdør.

(iii) Diameter af blankingstans og blanking dør.

Formel brugt:

(i) Sprængningskraft, Fb = K × Q _b × τ _ultimativ

(ii) Piercing force, Fp = KxQp × t × τ _ultimative