Klippprocess av metaller: 4 parametrar

Nedan följer några processparametrar som påverkar metallens skärningsprocess: 1. Punch-Die Clearance 2. Force Required 3. Kraftig vinkel på Punch och Die (Vinkelavstånd) 4. Stripping Force.

Parameter # 1. Punch-Die Clearance:

Korrekt stansning är nödvändigt för optimal ytbehandling av en snittkant. Utrymmet beror på ett antal faktorer.

Några av dem är:

(i) Typ av metall.

(ii) Arbetsmaterialets tjocklek.

(iii) Mekaniska egenskaper hos metall som ska skjuvas.

Vanligtvis tas det optimala värdet av clearance som 10-15 procent av metallets tjocklek. Hårdmetallerna kräver större clearance och tillåter mindre penetrering av stansen än duktila metaller.

Följande tabell 6.1. Visar frigöringen för att olika material ska fungera:

Låt oss överväga två fall av clearing:

1. Rensning är för stor (överdriven):

Fig. 6.28. (a) Visar det fall där Punch-die clearance är för stor och är nästan lika med plåttjockleken.

I det här fallet böjs metallen på stansens och dysens runda kanter och bildar en kort cirkulär vägg.

När belastningen ökar, sträcker sig väggen under dragspänningen och riva uppstår. Som framgår har det erhållna ämnet en böjd och vändkant runt omkring. Därför har detta tomt inget värde, dvs inte användbart.

2. Klarering är för tät (otillräcklig):

Fig. 6.28. (b) Visar fallet där stansdysutrymmet är för hårt. Sprecken härstammar från verktygskanterna, möter inte varandra och skäret kompletteras sedan med en annan (sekundär) skjuvningsprocess. Det erhållna ämnet har en extremt grov sida.

Ett annat problem är att arkmagasinet tenderar att gripa stansen enligt fig 6.29. (a), och därigenom ökar det ytterligare kraftkravet för att dra ut stansen från hålet. Denna ytterligare kraft är känd som avdrivningskraft.

Oöverträffat slitage och kortare livslängd är nackdelarna med kortslutning. I detta fall går det tomma underlaget elastiskt, och det är därför nödvändigt att ge någon lättnad i formhålet, som i fig 6.29 (b).

En slutsats är att i båda ovanstående fall kommer sprickorna som sprids av verktygskanterna inte att mötas exakt och en grov skärning erhålls. Därför behövs en ordentlig stansning för att skapa rena kanter.

Parameter # 2. Kraft som krävs vid skärning:

Kraften som krävs för att skära ämnet kan bestämmas av det område som utsätts för skjuvspänning multiplicerat med den slutliga skjuvhållfastheten hos den metall som skärs.

Blankningskraften kan beräknas med följande formel:

F = K x Q ctx T Uultimate

Var;

F = Blankningskraft krävs.

K = Stressavvikelse faktor (vanligen 1, 3).

Q = Omkretsen av ämnet.

t = plåtens tjocklek,

τ ultimate = Ultimate shear stress.

= 0, 8 av dragspänning.

Parameter # 3. Gängande vinkel av stans och dö:

När den krävda kraften är högre än kapaciteten hos den tillgängliga pressen, görs sedan avfasning av stansytan och den övre ytan av stansstålet. Detta är också speciellt viktigt där man släpper relativt tjocka plattor.

En liten övervägning kommer att visa att punchning av Punch resulterar i ett perfekt hål men ett förvrängt ämne, medan skottning av dö ger ett perfekt tomt men förvrängt hål. Värdet av skråvinkeln beror vanligtvis på plåttjockleken; Det sträcker sig mellan 2 ° och 8 °.

Ibland används en dubbelskärmad stans för att undvika möjligheten att horisontellt förskjuta plåt under stansning. Fig. 6, 30. visar avfasning av stans och dö. Det visar också dubbelskärmstämpeln.

Parameter # 4. Stripping Force:

En viktig parameter som påverkar skärningen är strippkraft. Det kan definieras som den kraft som krävs för att dra stansen ut ur hålet.

Avtagningskraften, som vanligtvis tas som 10 procent av skärkraften, beror också på antal parametrar. Stansdämpning, smörjning, elasticitet och plasticitet av plåt etc.

Exempel 1:

Ett 20 mm kvadrathål ska skäras i plåt med en tjocklek av 0, 75 mm. De maximala skjuvspänningar som tillåts är 2880 kg / cm 2 . Bestäm den skärkraft som krävs. Antag att stressavvikelsefaktorn är 1, 3.

Lösning:

Givet längd av snittet, L = 20 mm = 2 cm

Snittbredden, W = 20 mm = 2 cm

Tjocklek av plåt, t = 0, 75 mm = 0, 075 cm.

Max. Skjuvspänning τ skjuv = 2880 kg / cm 2

Stressavvikelsefaktor, K = 1, 3

Att hitta:

Skärkraft, F

Använd formel:

(i) F = K × Q × t × τ ultimata

Var, F = Skärkraft krävs

K = Stressavvikelse faktor

Q = Klippets perimeter

t = Tjocklek av plåt.

τ ultimate = Ultimate shear stress av material

(ii) Q = 2 (L + W) (För rektangulära skär)

Var, Q = Klippets perimeter,

L = Klippets längd

W = bredd av skärning

Procedur:

(i) För att bestämma omkretsen av skär,

Q = 2 (L + W)

= 2 (2 + 2)

= 8 cm.

(ii) För bestämning av skärkraften,

F = K × Q × t × τ ultimata

= 1, 3 × 8 × 0, 075 × 2880

= 2246 kg

Resultat:

Skärkraften som krävs är 2246 kg.

Exempel 2:

Bestäm den kraft som krävs för att klippa ett ämne av 30 mm bred och 35 mm långt från en 3 mm tjock metalldel. Materialets ultimata skjuvspänning är 450 N / mm 2 . Också hitta arbetet gjort om procentuell penetration är 40% av materialtjockleken. Antag K-1.3.

Lösning:

Given

Klippets längd = L = 35 mm

Snitt bredd = W = 30 mm

Tjocklek av plåt = 3 mm

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

Procentandel penetration = 40% av metalltjockleken.

Att hitta:

(i) Spjällkraft, F

(ii) Arbetet gjort, W

Använd formel:

(i) F = K × Q × t × τ ultimata

(ii) Q = 2 (L + W)

(iii) W = F × Punch-resa

Procedur:

(i) För att bestämma omkretsen av blank, Q

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

(ii) För bestämning av blankingkraft, F

F = K × Q × t × τ ultimata

= 1, 3 × 130 × 3 × 450

= 228150N.

(iii) För att bestämma arbetet, W

W = Blanking force × Punch resor

= F × (Materialtyckelse × Procentuell penetration)

= 228150 × 3/1000 × 40/100

= 273, 78 Nm Ans.

Resultat:

(i) Bankstyrka = 228150 N

(ii) Arbetet gjort = 273, 78 Nm

Exempel 3:

Bestäm den totala kraften och verktygsdimensionerna för att göra en bricka på 6 cm. ytterdiameter och 3 cm hål. Bandstjockleken är 5 mm och den ultimata skjuvspänningen är 350 N / mm 2 . Antag K = 1, 3.

Lösning:

Givet utvändig diameter av skäret (bricka) D b = 6 cm = 60 mm.

Invändig diameter av klipphålet = D p = 3 cm = 30 mm.

Tjocklek av remsa = t = 5 mm

Ultimate shear stress = 350 N / mm 2 .

Att hitta:

(i) Total kraft = Spjällkraft + Stansstyrka

(ii) Diameter av piercing stans och stansdjup.

(iii) Diameter av blankingstämpel och blanking dö.

Formel används:

(i) Spjutkraft, Fb = K × Q b × T Ultimalt

(ii) Piercingkraft, Fp = K × Qp × t × τ ultimata

(iii) Omkretsen av tomt, Qb = D b

(iv) Perimeter av stans (hål), Qp = D p

Procedur:

(i) För att bestämma omkretsen av tomt, Qb

Qb = Db = 3, 14 × 60 = 188, 4 mm.

(ii) För att bestämma omkretsen av stans (hål) Qp

Qp = Dp = 3, 14 × 30 = 94, 2 mm.

(iii) För bestämning av blindkraft, F b

F b = K × Q b × t × τ ultimata

= 1, 3 × 188, 4 × 5 × 350

= 428610 N.

(iv) För att bestämma piercingkraften, F p

= F p = K × Q p × t × τ ultimata

= 1, 3 × 94, 2 × 5 × 350

= 214305N

∴ Totalt kraft = F b + F s

= 428610 + 214305

= 642915 N

= 642, 91 KN.

(v) Verktygets dimension:

Piercingstansdiameter = 3 cm

Tar clearance som 10% av bandtjockleken.

Eftersom,

Blanking diameter = 6 cm.

Resultat:

(i) Totalstyrka = 642, 91 KN.

(ii) Piercingstansdiameter = 3 cm

(iii) Piercing dysdiameter = 3, 05 cm.

(iv) Blanking diameter = 6 cm.

(v) Blankstansdiameter = 5, 95 cm.