Вырезание заготовок и деталей ножницами и в штампахПолучение заготовок и готовых деталей из листового материала (полуфабриката) может производиться вырезанием ножницами или в штампах. Вырезание ножницами можно осуществлять тремя способами: резание параллельными ножами; резание наклонно поставленными ножами; резание роликовыми ножами. Параллельные и наклонные ножи в ножницах Рис.4.1.19 (а, б) затачиваются под различными углами в зависимости от марки материала. Угол резания ножа Для сохранения постоянства величины угла створа Тип ножниц выбирают по потребному усилию резания и габаритам вырезаемой заготовки или детали. Усилие резания на ножницах с параллельными ножами подсчитывают по формуле.
а б в Рис. 4.1.19, где Р – усилие при резании в Н,
k– коэффициент запаса учитывающий неоднородность материала при резке (k=1, 3). На ножницах с наклонно поставленным ножом Рис.4.1.19 (б) усилие резания определяется по формуле
Формула применяется при угле створа Ножницы с параллельными и наклонными ножами применяются для раскроя листового материала по прямолинейным контурам заготовок, н.е. на полосы, прямоугольники, трапеции и т.д. На Рис.4.1.19. (в) приведена конструктивная схема отрезания заготовки по прямолинейному контуру. Разрезаемый лист 1 материала размещается на столе 3 по упору 2, установленному в соответствии с с длинной отрезаемой полосы z, затем лист прижимают к столу прижимом 4, после чего приводят в действие ножи. При этом верхний нож 5, опускаясь, разрезает лист материала. Отклонения в прямолинейности линий резания на ножницах составляют от Роликовые ножницы имеют в качестве режущего инструмента пару роликов – ножей Рис.5.33. У таких ножниц ролики – ножи могут быть расположены относительно разрезаемого материала прямо или наклонно. Ножницы с прямыми ножами Рис.4.1.20 (а) могут быть с одной или несколькими парами роликов. При одной паре роликов материал разрезают по одной линии, а при нескольких парах роликов одновременно по нескольким линиям. Усилие резания на роликовых ножницах с прямыми ножами определяется по формуле
а б в Рис.4.1.20.
Формула применима при перекрытии ножей Благодаря малой дуге захода ножей на роликовых ножницах можно поворачивать лист материала и резать его по криволинейным линиям. Особенно удобно резать листовой материал по кривым линиям с наклонными ножами.Рис.4.1.20. (б). На Рис.4.1.20. (в) показано положение ножей при резании металла. Вырубка листовых заготовок и готовых деталей в штампах применяется при изготовлении большого количества одинаковых заготовок или плоских деталей. Основными рабочими элементами штампа являются пуансон 1 и матрица 2 рис. 4.1.21. Первая стадия процесса вырубки рис.4.1.21 9(а) – пуансон и матрица сминают наружные слои металла, лист изгибается и в местах наибольших напряжений возникают трещины. При дальнейшем продвижении пуансона вниз рис.4.1.21. (б, в) отдельные
Рис.4.1.21. трещины по периметру соединяются в сплошные линии вырубки, вырезаемая часть оделяется от листа и проталкивается пуансоном вниз. Между матрицей и Пуансоном имеется зазор, величина которого изменяется в пределах от 5 до 15% толщины вырубаемого материала . Излишне большой зазор между матрицей и пуансоном приводит к большим прогибам листа, уменьшение зазора вызывает заклинивание заготовки в отверстии матрицы и повышение усилия вырубки. Величина зазора зависит от толщины листового материала, его твёрдости и марки. Зазор между матрицей и пуансоном создаётся за счёт уменьшения диаметра пуансона или увеличения диаметра матрицы. Для вырубки детали требуемых размеров по наружному контуру размеры матрицы должны быть номинальными и равны размерам детали, а зазор между ней и пуансоном получается за счёт соответствующего уменьшения размеров пуансона. При вырубке в заготовке внутреннего контура пуансон изготовляют по номинальному размеру детали, а зазор создаётся за счёт уменьшения размера матрицы.
Рис.4.1.22 Фм – исполнительный размер по диаметру матрицы; Фп - исполнительный размер по диаметру пуансона; Фн – номинальный размер по диаметру изделия;
Z - двухсторонний зазор между матрицей и пуансоном. Исполнительные и номинальные размеры матриц и пуансонов с цилиндрическим контуром в зависимости от их назначения определяются по следующим формулам: а) для вырубки заготовки по внешнему контуру
б) для вырубки отверстия
В качестве примера на рис.3.3.23(б, в) приведены размеры рабочей части матрицы и пуансона для вырубки внешнего контура детали и пробивки в ней отверстия, рассчитанные по формулам причём входящие в них величины и z взяты из таблиц В результате расчётов получены следующие размеры матриц и пуансонов: а) для вырубки внешнего контура Рис. 4.1.23 (б) Фм = (Фн -0, 8 Фп = (Фм – z)- б) для вырубки отверстия рис. 4.1.23.(в) Фп = (Фн + 0, 8 Фм = (фП + z)+
Рис.4.1.23. При определении исполнительных размеров матриц и пуансонов, предназначенных для изготовления деталей (заготовок), имеющих фасонный внешний контур или фасонное отверстие, пользуются следующим методом. Контуры матрицы и пуансона разбивают на элементы, уменьшающиеся, увеличивающиеся и остающиеся неизменными в процессе работы (износа) штампа.
Допуски
|
Рис.4.1.19. (в) изменяется в пределах 86-900, а задний угол ножа 
- в пределах 3-00. Расстояние между ножами 
. Угол створа ножей 
, т.е. угол наклона верхнего ножа относительно нижнего у механических гильотинных ножниц равен 1-50, у ручных и пневматических ножниц 100.
и постоянного усилия резания верхний нож ручных ножниц делают криволинейными.
и L – толщина и ширина листа материала в мм,
- сопротивление материала листа на срез в Н/мм2, 
(
- временное сопротивление материала растяжению в Н/мм2),
= 1-100. Усилие резания на ножницах с наклонными ножами на 25-30% меньше, чем на ножницах с параллельными ножами.
до 
мм и зависят от толщины 
материала листа и ширины отрезаемой полосы L. На кромках по линии резания получают заусенцы, зачищаемые последующей механической обработкой, т.е. фрезерованием или опиливанием напильником.
- угол захвата в градусах (обычно 
).
= (0, 2-0, 4) 
.
Вследствие неизбежных неточностей при изготовлении матрицы и пуансона действительные зазоры будут отличаться от номинальных. Чтобы искажения зазоров не превосходило определённых пределов, установлены допуски на размеры изготавливаемых матриц и пуансонов. На рис. 4.1.22 приведена схема распределения допусков и зазоров на матрице и пуансоне, предназначенных для вырубки заготовки по внешнему контуру цилиндрических деталей, на схеме приняты следующие обозначения:
- допуск на размер детали;
- допуск на изготовление режущего контура матрицы;
- допуск на изготовление режущего контура пуансона;
- допуск на износ матрицы, зависящий от марки и толщины материала. Величина допуска берётся по данным справочников;
,
;
)+ 
м = (40-0, 2)+0, 05 = 39+0, 05
п = (39, 8-0, 15)-0, 05 = 39, 65-0, 05
п = (20+0, 16)-0, 045 = 20, 16-0, 045
= (20? 16 + 0, 15)+0, 045 = 20, 31+0, 045
и 
на размеры матриц и пуансонов
вырубаемого в штампе листового мала (мм).
