Snijproces van metalen: 4 parameters

Hierna volgen enkele procesparameters die van invloed zijn op het snijproces van metalen: 1. Punch-Die Clearance 2. Kracht vereist 3. Afkantingshoek van Punch and Die (hoekafstand) 4. Strippingkracht.

Parameter # 1. Punch-Die Clearance:

Voor een optimale afwerking van een snijkant is een goede uitblaasafstand vereist. De klaring hangt van een aantal factoren af.

Sommige ervan zijn:

(i) Een soort metaal.

(ii) Dikte van werkmateriaal.

(iii) Mechanische eigenschappen van te scheren metaal.

Gewoonlijk wordt de optimale waarde van de klaring genomen als 10-15 procent van de dikte van het metaal. De hardere metalen vereisen grotere speling en maken minder penetratie van de pons mogelijk dan ductiele metalen.

De volgende tabel 6.1. Toont de ruimte voor verschillende materialen om te werken:

Laten we eens twee gevallen van opruiming overwegen:

1. De klaring is te groot (buitensporig):

Fig. 6.28. (a) Toont het geval dat de speling van de perforatie te groot is en bijna gelijk is aan de dikte van het plaatmetaal.

In dit geval wordt het metaal gebogen op de ronde randen van de stempel en de matrijs en vormt het dan een korte cirkelvormige wand.

Naarmate de belasting toeneemt, breidt de wand zich langer uit onder de trekspanning en treedt scheuren op. Zoals te zien is heeft het verkregen stuk een rondom gebogen rand. Daarom heeft deze blanco geen waarde, dat wil zeggen niet nuttig.

2. De klaring is te strak (onvoldoende):

Fig. 6.28. (b) Toont het geval dat de speling van de ponsmatrijs te krap is. De scheuren zijn afkomstig van de gereedschapsranden, ontmoeten elkaar niet en snijden wordt vervolgens voltooid door een ander (secundair) afschuifproces. De verkregen blanco heeft een extreem ruwe zijde.

Een ander probleem is dat de folie de neiging heeft om de pons te grijpen zoals getoond in Fig. 6.29. (a) en derhalve het vergroten van de extra krachtvereiste om de pons uit het gat te trekken. Deze extra kracht staat bekend als stripkracht.

Ook zijn overmatige slijtage en een kortere standtijd de nadelen van een korte speling. In dit geval wordt de onbewerkte onderlaag elastisch hersteld, en het is daarom noodzakelijk om enige opluchting in het matrijsgat te geven, zoals in Fig. 6.29 (b).

Een conclusie is dat in beide bovengenoemde gevallen de scheuren die worden voortgebracht door de randen van het gereedschap niet precies zullen overeenkomen en dat een ruwe snede wordt verkregen. Daarom is een goede uitlijning van de stansopening nodig om een zuivere snijkant te produceren.

Parameter # 2. Force Required in Cutting Operations:

De kracht die vereist is om de plano te snijden kan worden bepaald door het gebied onderworpen aan schuifspanning vermenigvuldigd met de uiteindelijke afschuifsterkte van het te snijden metaal.

De blanking-kracht kan worden berekend aan de hand van de volgende formule:

F = K x Q ctx τ _Uultimate

Waar;

F = vereiste blankingskracht.

K = stressafwijkingsfactor (meestal 1, 3).

Q = Perimeter van de blanco.

t = dikte van het plaatwerk,

τ _ultimate = Ultieme schuifspanning.

= 0.8 van trekspanning.

Parameter # 3. Beveling Angle of Punch and Die:

Wanneer de benodigde stanskracht groter is dan de capaciteit van de beschikbare pers, wordt het afschuinen van het ponsvlak en het bovenoppervlak van het matrijsstaal gedaan. Dit is ook, in het bijzonder van belang bij het onderdrukken van relatief dikke platen.

Een kleine overweging zal aantonen dat de afschuining van Punch resulteert in een perfect gat maar een verwrongen blank, terwijl afschuining van de matrijs resulteert in een perfect wit maar vervormd gat. De waarde van de schuine hoek hangt gewoonlijk af van de plaatmetaaldikte; het varieert tussen 2 ° en 8 °.

Soms wordt een dubbele schuine pons gebruikt om de mogelijkheid te vermijden van horizontale verplaatsing van plaatmetaal tijdens het ponsen. Fig. 6.30. toont de afschuining van stansen en sterven. Het toont ook de dubbele schuine perforatie.

Parameter # 4. Strippingkracht:

Een belangrijke parameter die de snijbewerkingen beïnvloedt, is de stripkracht. Het kan worden gedefinieerd als de kracht die nodig is om de stans uit het gat te trekken.

De stripkracht, meestal genomen als 10 procent van de snijkracht, is ook afhankelijk van het aantal parameters Punch-die speling, soort smering, elasticiteit en plasticiteit van plaatwerk, enz.

Voorbeeld 1:

Een vierkant gat van 20 mm moet worden gesneden in plaatstaal met een dikte van 0, 75 mm. De maximale afschuifspanningen toegestaan is 2880 kg / cm2. Bepaal de benodigde snijkracht. Stel dat de stressafwijkingsfactor 1, 3 is.

Oplossing:

Gegeven lengte van de snede, L = 20 mm = 2 cm

Breedte van de snede, B = 20 mm = 2 cm

Dikte van plaatwerk, t = 0, 75 mm = 0, 075 cm.

Max. Schuifspanning τ _shear = 2880 kg / cm ²

Stressafwijkingsfactor, K = 1, 3

Vinden:

Cutting Force, F

Gebruikte formule:

(i) F = K × Q × t × τ _ultiem

Waarbij, F = Snijkracht vereist

K = stressafwijkingsfactor

Q = Omtrek van de snede

t = dikte van plaatwerk.

τ _ultimate = Ultieme schuifspanning van materiaal

(ii) Q = 2 (L + W) (voor rechthoekige sneden)

Waar, Q = Perimeter van snijden,

L = snijlengte

W = breedte van de snede

Procedure:

(i) Om de omtrek van de snede te bepalen,

Q = 2 (L + W)

= 2 (2 + 2)

= 8 cm.

(ii) Om de snijkracht te bepalen,

F = K × Q × t × τ _ultiem

= 1, 3 x 8 x 0, 075 x 2880

= 2246 kg.

Resultaat:

De benodigde snijkracht bedraagt 2246 kg.

Voorbeeld 2:

Bepaal de vereiste kracht voor het zagen van een blanco van 30 mm breed en 35 mm lang vanaf een 3 mm dik metalen stuk. De uiteindelijke schuifspanning van het materiaal is 450 N / mm2. Vind ook het werk gedaan als percentage penetratie 40% van de materiaaldikte is. Veronderstel K - 1.3.

Oplossing:

Gegeven

Lengte van de snede = L = 35 mm

Insnededikte = W = 30 mm

Dikte van plaatstaal = 3 mm

Ultieme schuifspanning = τ _ultiem = 450N / m ²

Percentage penetratie = 40% van de metaaldikte.

Vinden:

(i) Blanking force, F

(ii) Werk gedaan, W

Gebruikte formule:

(i) F = K × Q × t × τ _ultiem

(ii) Q = 2 (L + W)

(iii) W = F x Ponsafstand

Procedure:

(i) Om de omtrek van blanco te bepalen, Q

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

(ii) Om de sluitkracht te bepalen, F

F = K × Q × t × τ _ultiem

= 1, 3 x 130 x 3 x 450

= 228150N.

(iii) Om vast te stellen wat gedaan is, W

W = Blanking force × Punch-verplaatsing

= F × (Materiële dikte × Percentage penetratie)

= 228150 × 3/1000 × 40/100

= 273, 78 Nm Ans.

Resultaat:

(i) Bankkracht = 228150 N

(ii) Werk gedaan = 273, 78 Nm

Voorbeeld 3:

Bepaal de totale kracht en de afmetingen van het gereedschap om een ring van 6 cm te maken. buitendiameter en gat van 3 cm. De strookdikte is 5 mm en de uiteindelijke schuifspanning is 350 N / mm2. Stel dat K = 1, 3.

Oplossing:

Gegeven Buitendiameter van snede (sluitring) D _b = 6 cm = 60 mm.

Binnendiameter van het snijgat = D _p = 3 cm = 30 mm.

Dikte van de strook = t = 5 mm

Maximale schuifspanning = 350 N / mm ² .

Vinden:

(i) Totale kracht = Blanking force + Punching force

(ii) Diameter van priemende pons- en ponsmatrijs.

(iii) Diameter van de stanspons en stansmatrijs.

Formule gebruikt:

(i) Blanking-kracht, F _b = K × Q _b × τ _ultimate

(ii) Doordrukkracht, F _p = K × Q _p × t × τ _ultiem