Úvod do výpočtu děrovací síly a střed děrovacího tlaku

Předpokládaná doba čtení: 13 minut

Děrování síla a její redukční opatření

1. Výpočet zatemnění platnost

Razicí síla je vyvíjena razníkem na plech během procesu děrování a je to jeden z důležitých faktorů pro výběr lisu a konstrukci formy. V průběhu procesu vysekávání se velikost vysekávací síly neustále mění, jak je znázorněno na obrázku 1-1. Řez OA na obrázku je fází elastické deformace a řezná síla na plech se zvyšuje lineárně s tlakem razníku směrem dolů. Řez AB je fází plastické deformace. Bod B je maximální hodnota děrovací síly. Při opětovném stlačení razníku se v materiálu tvoří trhliny a rychle se roztahují a děrovací síla klesá, takže BC je stádium lomu. Při dosažení bodu C se horní a spodní trhliny překrývají a plech je oddělen. Tlak, který CD používá, slouží pouze k překonání třecího odporu a vytlačení separovaného materiálu. Síla vysekávání se vztahuje k maximálnímu odporu listového materiálu na razníku. Když listový materiál působí na lisovník tak, že vytváří maximální odpor a vytváří trhliny (bod B na obrázku 1-1), použije se smyk v zóně smykové deformace plošného materiálu jako pevnost materiálu ve smyku (MPa).

Pro zatemnění s běžnými plochými čepelemi lze zaslepovací sílu F vypočítat podle následujícího vzorce.

F=KLtτ_b

Ve vzorci F-děrovací síla;

L—délka děrovací periferie;

t — tloušťka materiálu;

b— pevnost materiálu ve smyku;

K—-Koeficient. Koeficient K je korekční koeficient, který zohledňuje vliv faktorů jako je kolísání a nerovnoměrnost hodnoty mezery formy, opotřebení břitu, mechanické vlastnosti plechu a kolísání tloušťky při skutečné výrobě. Obecně platí, že K=1,3.

Obecně platí, že pevnost v tahu materiálu σ_b= 1,3 τb. Pro usnadnění výpočtu lze sílu děrování vypočítat také podle následujícího vzorce.

F = Ltσ_b

2. Opatření ke snížení zaslepovací síly

Při děrování vysokopevnostních materiálů nebo silných materiálů a obrobků s velkými rozměry je potřebná děrovací síla větší, která přesahuje jmenovitý tlak zvoleného zařízení. Ke snížení děrovací síly se běžně používají následující metody.

• Krokový úder děrování

Ve víceděrné formě mohou být vyrobeny různé výšky podle velikosti razníku, takže pracovní čelní plochy jsou uspořádány ve stupňovitém tvaru. Jak je znázorněno na obrázku 1-2.

Princip snižování síly stupňovitého děrování spočívá v tom, že zabraňuje současnému děrování několika děrovačů, čímž se zabraňuje současnému výskytu maximální děrovací síly více děrovačů, čímž se snižuje celková děrovací síla.

Výškový rozdíl H mezi razníky závisí na tloušťce materiálu.

Tenký materiál: když t<3 mm, H=t;

Tloušťka materiálu: když t>3 mm, H=0,5t.

Při použití stupňovitého průbojníku by měl být tenký průbojník co nejkratší, což je výhodné pro jeho pevnost; kromě toho by měl být razník uspořádán pokud možno symetricky, aby se zabránilo vychýlení formy. Krokové děrování může snížit děrovací sílu, snížit vibrace, aniž by to ovlivnilo přesnost obrobku, a zabránit naklonění a zlomení malého razníku, který je blízko velkého razníku. Když mají všechny razníky stejnou výšku, malý razník, který je blízko k velkému razníku, je ovlivněn tokem materiálu způsobeným velkým razníkem a je snadné malý razník naklonit nebo zlomit. Nevýhodou tohoto způsobu je, že dlouhá konvexní forma se vkládá hlouběji do konkávní formy, což se snadno opotřebovává a je obtížné ostřit ostří. Používá se hlavně pro formy s více konvexními formami a relativně symetrickými polohami.

Děrovací síla stupňovitého razníku se obecně vypočítává pouze podle stupně, který vytváří největší děrovací sílu.

• Zatemnění se šikmou čepelí

Plochým stříháním se má současně děrovat materiál po celém obvodu řezné hrany, takže děrovací síla je poměrně velká. Pokud je rovina řezné hrany lisovníku (nebo matrice) vyrobena v nakloněné rovině, která není kolmá ke směru pohybu, nebude řezná hrana při děrování současně v kontaktu s obvodem zářezového dílu, ale bude postupným odřezáváním materiálu, což může výrazně snížit děrovací sílu.

Pro děrování se šikmými čepelemi, aby se získaly ploché díly, by měl být razník při vysekávání plochý a konkávní forma by měla být šikmá čepel. Při děrování by měla být konkávní matrice plochá a děrovač by měla být šikmá čepel. Šikmé čepele by měly být rovněž uspořádány symetricky, aby se zabránilo posunutí matrice v důsledku jednosměrného bočního tlaku při děrování a okusování ostří. Tvary břitů různých šikmých břitů jsou znázorněny na obrázku 1-3.

Obrázek 1-3 ukazuje hodnotu výšky H nakloněné lopatky. Když je tloušťka materiálu t<3mm, H=2t; když tloušťka materiálu t=3~10mm, H=t.

Výpočtový vzorec řezné síly šikmé čepele je

F _šikmý = K _šikmý Ltτ

Ve vzorci F _šikmý —- zaslepovací síla šikmé čepele;

K _šikmý —- parametr redukce síly, jeho hodnota souvisí s výškou H šikmé lopatky. Když H=1, K _sklon=0,4~0,6; když H=2 t, K _šikmý=0.2~0.4.

Výhodou šikmého vysekávání čepele je, že lis může pracovat v měkkých podmínkách. Když jsou záslepky velké, síla se výrazně sníží. Nevýhodou je, že forma je složitá na výrobu, břit se snadno opotřebovává a obtížně se brousí. Záslepky nejsou dostatečně ploché a nejsou vhodné pro záslepky složitých tvarů. Proto se je obecně snažte nepoužívat a používejte je pouze na velké lisovací díly nebo tlusté plechy Blanking.

Při použití šikmého děrování čepelí nebo děrování stupňovitým děrováním, přestože je děrovací síla snížena, razník vstoupí do čtvrté formy hlouběji a zdvih děrování se zvýší, takže tyto formy šetří námahu a žádnou námahu.

• Teplo děrování (červené děrování)

Zatemnění zahřívání se také nazývá červené zaslepení. Kov má určitou pevnost ve smyku při pokojové teplotě, ale když se kovový materiál zahřeje na určitou teplotu, jeho pevnost ve smyku se výrazně sníží, takže zahřívání a děrování může snížit sílu děrování (kovový materiál zahřejte na 700 ~ 900 ℃, děrovací síla je pouze 1/3 normální teploty nebo ještě méně).

Výhodou ohřevu blankingu je, že se výrazně sníží síla, ale nevýhodou je, že ohřevem se snadno vytvoří hydrogenovaná kůže a poškodí se kvalita povrchu obrobku; a kvůli zahřívání jsou pracovní podmínky špatné. Topné stříhání se obecně používá pro stříhání silných materiálů a stříhání obrobků s nízkou tolerancí.

3. Výpočet výtlačné síly, přítlačné síly a vyhazovací síly

Při děrování dochází před oddělením materiálu k elastické deformaci. Na konci děrování se v důsledku pružného zotavení materiálu a existence tření výstřižky nebo odpad z děrování zablokují v matrici a zbývající materiál se vystřihne. Pevně obruč na šídlu. Aby bylo možné pokračovat v děrování, musí být materiál na děrovači vyložen a materiál uvízlý v matrici musí být vytlačen. Síla potřebná k vyložení materiálu obruče z razníku se nazývá vykládací síla F _vyloženo; síla, která tlačí obrobek nebo odpadá ze směru děrování z matrice, se nazývá síla F_tam. Síla potřebná k tomu, aby byl obrobek nebo odpad vymrštěn proti směru děrování, se nazývá vyhazovací síla F _horní.

Je obtížné přesně vypočítat tyto síly. Ve výrobě se běžně používají následující empirické vzorce.

F _vyložit=K _vyložit F

F push = nK push F

F top=K top

Ve vzorci F — síla děrování;

F _vykládání, F _tlačení, F _horní—-vykládací síla, tlačná síla, vyhazovací síla;

K _vykládání, K _tlačení, K _horní—-výtlačná síla, tlačná síla, součinitel síly vyhazovače, viz tabulka 1-4;

n—-Počet zářezů (nebo útržků) zaseknutých v matrici současně.

Tloušťka materiálu (mm)	K vykládání	K tlačení	K horní
Ocel	≤0,1	0.06~0.09	0.1	0.14
	>0,1~0,5	0.04~0.07	0.065	0.08
	>0,5~2,5	0.025~0.06	0.05	0.06
	>2,5~6,5	0.02~0.05	0.045	0.05
	>6.5	0.015~0.04	0.025	0.03
Červená měď	Mosaz	0.02~0.06	0.03~0.09	0.03~0.09
Hliník	Slitina hliníku	0.03~0.08	0.03~0.07	0.03~0.07

Poznámka: Koeficient odlehčovací síly K se používá při vykládání otvorů, velkých hran a složitých obrysů, vezměte horní limit.

n=h/t

Ve vzorci h — výška rovné hrany stěny dutiny dutiny;

t—-Tloušťka plechu.

4. Stanovení jmenovitého tlaku lisu

Vykládací síla, tlačná síla a vyhazovací síla jsou přenášeny lisem a vykládacím zařízením formy nebo vyhazovacím zařízením. Proto by se při výběru jmenovitého tlaku zařízení nebo při návrhu matrice mělo uvažovat samostatně.

Při děrování musí být jmenovitý tlak lisu větší nebo roven součtu různých sil F procesu děrování_celkový. Celkový výpočet F by měl být zpracován odděleně podle různých struktur formy.

Při použití elastického tlakového vykládacího zařízení a formy s metodou spodního vypouštění,

F _celkový==F+F _vykládání+F _tlačení

Při použití elastického tlakového vykládacího zařízení a formy s metodou horního vypouštění,

F _celkový==F+F _vykládání+F _tlačení

Při použití pevného vykládacího zařízení a formy s metodou spodního vypouštění,

F _celkový = F + F _tam

Výpočet zatemnění tlakové centrum

Střed tlaku formy je místem působení výsledné síly lisovací síly. Střed tlaku formy se musí shodovat se středovou osou přítlačného jezdce procházející osou rukojeti formy. V opačném případě bude jezdec během lisování vystaven excentrickému zatížení, což bude mít za následek abnormální opotřebení vodicí lišty jezdce a vodicí části formy a nebude zaručena přiměřená mezera, což ovlivní kvalitu dílů a sníží životnost plísní, a dokonce plíseň poškodit.

1. Určení středu tlaku jednoduchých geometrických útvarů

• Střed tlaku přímky se nachází ve středu přímky.

• Střed tlaku symetrického zářezového dílu se nachází na geometrickém středu obrysového obrazce zářezového dílu.

• Při děrování segmentu obloukové čáry se poloha středu tlaku, jak je znázorněno na obrázku 1-5, vypočítává podle následujícího vzorce.

X_Ó = 180 Rsina/πa = Rb/l

Zde l—-délka oblouku.

Významy dalších symbolů jsou znázorněny na obrázku 1-5.

2. Určení středu tlaku víceděrovací formy

K určení středu tlaku u víceděrovací formy je třeba určit střed tlaku každého razníku a potom vypočítat střed tlaku formy. Obrázek 1-6 ukazuje rozložení polohy razníků pro děrování více otvorů. Kroky pro výpočet středu tlaku jsou následující.

• Nakreslete polohu obrysu okraje každé raznice podle měřítka.

• Nakreslete souřadnou osu x, y v libovolné poloze. Při volbě polohy souřadnicové osy se snažte vzít počátek souřadnic jako tlakový střed určitého obrysu hrany, nebo aby souřadnicová osa co nejvíce procházela středem tlaku obrysu hrany razníku. Počátek souřadnic by měl být přednostně několik hran průbojníku. Střed symetrie tlakového středu profilu úst, což může problém zjednodušit.

• Vypočítejte střed tlaku a souřadnice x₁, X₂…X_n a y₁, y₂…y_n příslušně obrysu hrany razníku.
• Vypočítejte děrovací sílu F₁, F₂…F_n obrysu hrany razidla a obvodu L₁, L₂…L_n každého obrysu hrany razidla.

F₁=KL₁t_b

F₂=KL₂t_b

…

F_n=KL_nt_b

Pro paralelní silový systém je výsledná síla zaslepovací síly rovna algebraickému součtu sil. Tedy F=F₁+F₂+…+F_n.

Podle věty mechaniky je moment výsledné síly na určité ose roven algebraickému součtu složek působících na souosý moment, pak lze získat vzorec pro výpočet souřadnic tlakového středu.

Náhradník F₁, F₂…F_n do výše uvedeného vzorce, potom se souřadnice středu tlaku stanou

3. Určení středu tlaku formy tvarově složitých dílů

Když děrování u složitě tvarovaných dílů je princip výpočtu tlakového centra zápustky stejný jako u vícenásobného lisovacího lisovacího centra, jak je znázorněno na obrázku 1-7. Konkrétní kroky jsou následující.

• Vyberte osu souřadnic x a osu souřadnic y v libovolném místě obrysu hrany.

• Rozdělte obrysovou čáru řezné hrany na několik jednoduchých úseček podle základních prvků a zjistěte délku každé úsečky L₁, L₂…L_n.

• Určete polohu těžiště x₁, X₂…X_n a y₁, y₂…y_n každého segmentu čáry.

• Vypočítejte souřadnice středu tlaku (x₀, y₀) okrajového profilu podle vzorce.

Pro stanovení středu tlaku vysekávacího lisu lze kromě výše uvedené analytické metody použít také jako metodu tažení a závěsnou metodu.

Metoda kreslení je stejná jako metoda analytická. Dokáže najít střed tlaku děrování pomocí více razníků a střed tlaku děrování tvarově složitých dílů. Přesnost metody kreslení však není vysoká a metoda není jednoduchá, takže aplikace podléhá určitým omezením.

Ve výrobě se metoda zavěšení často používá k určení středu tlaku složitých stříhacích dílů. Použijte stejnoměrné jemné kovové dráty k ohnutí podél obrysu děrování, abyste vytvořili simulovaný díl, poté zavěste simulovaný díl šicí nití a nakreslete olovnici z bodu zavěšení; pak vezměte další bod simulované části a vytvořte další část stejným způsobem, svislou čáru, průsečík dvou svislých čar ve středu tlaku. Teoretickým základem metody zavěšení je nahrazení zaslepovací síly rovnoměrně rozložené na obrysu zatemnění část s homogenním kovovým drátem a těžištěm simulované části je tlakový střed stříhání.