Накратко

Изрязването и пробиването са процеси на бързо срязване, при които чрез пуансон и матрица се нарязва листов метал. Основната разлика се крие в желания продукт. При операция по пробивна форма изрязване, избутаната част е желаният компонент, известен като 'заготовка'. Напротив, при операция по перфораторен матрикс пробиване избутаният материал е отпадъчен („пласт“), а останалият листов метал с новосъздаденото отвор е желаният продукт.

Основен процес на срязване: как работят изрязването и пробиването

В основата си както плочоизрезката, така и продупчването са механични операции по изрязване, при които се отделя парче метал от по-голям лист или лента. Процесът се основава на взаимодействието между пуансон (мъжки компонент) и матрица (женски компонент). Когато пресата се активира, тя задвижва пуансона през материала и в отвора на матрицата, създавайки огромна срязваща сила, която изрязва метала. Това основно действие е еднакво за двата процеса и се извършва в три отделни етапа.

Според детайлен анализ на цикъла на рязане, първият етап е пластични деформации компресия. Докато пуансонът докосва материала, той прилага сила, която надхвърля еластичния лимит на метала, причинявайки трайна деформация. Материалът се огъва в отвора на матрицата, образувайки закръглен ръб, известен като 'закръгляване от матрицата'. Тази първоначална компресия е характерна особеност за всички щамповани компоненти. Качеството и размерът на това закръгляване често са показатели за състоянието на инструмента и параметрите на процеса.

Вторият етап е проникване , която е истинската фаза на срязване. Докато пресата продължава хода си, пуансонът се задълбочава още повече в материала. Режещите ръбове на пуансона и матрицата започват да извършват срязване на метала, като създават чист, полирания слой по режещия ръб както на отрязаната част, така и на основния материал. При идеални условия този срязан слой ще представлява приблизително една трета от дебелината на материала. Тази фаза изисква огромна сила и тук точността на компонентите на матрицата е най-критична.

Накрая процесът завършва с прекъсване етап. Продължаващото налягане от пуансона причинява концентрация на напреженията, които водят до пукнатини. Пукнатините се разпространяват от страната на пуансона и от страната на матрицата на материала, докато не се срещнат, което довършва разделянето. Тази фрактура създава частта 'пречупване' на ръба на рязане и може да остави малък, груб ръб, известен като 'заострен ръб' (burr). Въпреки че основната физика е една и съща, целта на дизайна на матрица за изрязване (blanking) спрямо матрица за пробиване (piercing) определя коя страна на това рязане става крайният продукт.

Основно различие: Детайл срещу отпадък

Първостепенното и най-важно различие между матрица за изрязване и матрица за пробиване е тяхната цел — по-специално коя част от изрязания материал се счита за продукт, а коя се отхвърля като отпадък. Изрязването създава външните контури на детайл, докато пробиването създава вътрешните му елементи. Тази основна разлика в целта определя дизайна на инструмента и фокуса на контрола на качеството.

В изсичане при операцията изрязаната част от основния материал е желаното изделие. Останалият материал, известен като скрап лента или скелет, се отхвърля. Целият процес е проектиран да осигури размерна точност и качество на ръба на изсечената „заготовка“. Например производството на монети, шайби или заготовки за плоски зъбни колела са операции по изсичане, тъй като малката отделена част е крайният продукт.

Обратно, проколване операцията се извършва за създаване на отвор в заготовката. В този случай избутаният материал — капарето, се счита за скрап. По-голямата ламарина или детайл, който вече има точно разположен отвор, е желаният продукт. Примери за пробиване са създаването на винтови отвори в шаси на компютър, вентилационни процепи в кутия или ориентиращи отвори в скоба. Основният акцент е върху точността на размера, формата и местоположението на отвора.

Това различие има пряко влияние върху проектирането на инструментите. При штамп за изрязване размерите на отвора в матрицата определят крайния размер на заготовката. При штамп за пробиване, размерите на пуансона определят крайния размер на отвора. Тази тънка, но съществена разлика насочва инструменталника при прилагането на производствени допуски към пуансона или матрицата, за да се постигне необходимата точност на детайла. Ако имате нужда от изрязаното парче, използвате изрязване. Ако имате нужда от отвор в по-голямо парче, използвате пробиване.

Проектиране на матрици и зазор: Техническите подробности

Освен основната цел, техническият дизайн на матрицата, по-специално рязането със зазор, е критичен фактор, който отличава висококачествените операции. Зазорът при рязане се дефинира като пространството между режещия ръб на пуансона и съответния режещ ръб на матрицата. Правилният зазор е от съществено значение за качеството на готовата детайл и за дълголетието на инструмента. Изборът на този зазор зависи от типа на материала, дебелината и желаните характеристики на ръба.

Неправилният зазор води до предвидими дефекти. Ако зазорът е прекомерен, материала се вмъква в отвора на матрицата преди да бъде изрязан, което води до голяма, закръглена ръбовa част и значителен burr. Режещата ивица става много малка, а качеството на ръба на детайла е лошо. Ако зазорът е недостатъчен, това създава неразумно напрежение както върху материала, така и върху инструментите. Това може да причини вторично изрязване (втора полирани ивици върху повърхнината на скъсване), изисква много по-голяма сила за пробиване и води до бързо износване на режещите ръбове на пунша и матрицата.

Оптималният зазор представлява баланс между качеството на ръба и живота на инструмента. Общите насоки за стомана често се изразяват като процент от дебелината на материала на страна:

• Прецизно стanzиране: За висококачествени повърхнини с минимални burrs, зазорът обикновено е малък – около 5% от дебелината на материала.
• Конвенционален процес на штамповане: За удължаване на живота на матрицата и намаляване на силата за пробиване, зазорът е малко по-голям, често между 8% и 10% от дебелината на материала.

Постигането на тези прецизни допуски при производството на инструменти изисква значителен опит. Водещи производители на специализирани инструменти, като Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , се специализират в създаването на високоточни шанцформи за автомобилна преса, където контролът върху тези параметри е от съществено значение за производството на милиони компоненти с последователно високо качество. Друга важна проектантска характеристика е ъгловият зазор — лек наклон на отвора на матрицата, който позволява заготовката или отпадъчния материал да минава свободно, без задръствания, и разтоварва вътрешното налягане след рязането.

Индустриален контекст: Обяснение на процесите изрезка, пробивка и перфорация

В индустриалната практика термините „пробивка“ и „перфорация“ често се използват разменяемо, което може да доведе до объркване. Макар че изрезката е отделен процес, перфорацията служи като по-обща категория, която функционално се припокрива с пробивката. Разбирането на тази нюанса е от решаващо значение за ясната комуникация в производствена среда.

Ударяне е общият термин за процес, при който се използва пуансон и матрица за създаване на елемент в листов метал. Въпреки това, в най-честото си техническо приложение, пробиването се отнася до операция, при която отстраненият материал е скрап. Според това определение, пробиването е функционално идентично на пробиване под формата на отвори. И двете процеса създават отвори, процепи или други вътрешни елементи в заготовката, като отпадъкът се отхвърля.

Ключът е винаги да се има предвид целта. Проста аналогия помага да се изясни връзката: ако използвате стандартен канцеларски пробойник за хартия, за да я поставите в пръстен, вие правите проколване oR ударяне отвори; хартията е детайлът, а малките кръгчета от хартия са скрап. изсичане събиране на кръгчетата, за да ги използвате като конфети; кръгчетата са детайлът, а листът хартия е скрап.

За да обобщим връзката:

• Изрязване: Изваденият материал е желаният продукт.
• Пробиване: Материалът, останал след пробиването на отвор, е желаният продукт.
• Пробиване: Общ термин, често използван като синоним на пробиване, при който целта е да се създаде отвор, а премахнатият материал е отпадък.

Затова при обсъждането на процес на штамповане на метал е от решаващо значение да се поясни коя част от материала е крайният продукт. Това гарантира правилното проектиране на матрицата и че всички засегнати страни – от инженера до инструменталника – разбират целта на процеса.

Често задавани въпроси

1. Каква е разликата между пробиване и изрязване?

Основната разлика е желаният резултат. При изрязването парчето, изрязано от листовия метал, е крайният продукт, използван за създаване на външните форми на компонент. При пробиването изрязаният материал е отпадъчен, а целта е да се създаде вътрешен отвор или форма в останалия листов метал.

2. Какво е изрязваща матрица?

Пресформата за бленковане е специализиран инструмент за металообработка, състоящ се от пуансон и матрица. Използва се в преса за извършване на операция по отрязване на плоски парчета от материала. Характерната особеност е, че матрицата в съчетание с пуансона е проектирана да произвежда определена форма („бленк“), която ще се използва като крайна детайл.

3. Какъв е зазорът между пуансона и матрицата при бленковане и пробиване?

Зазорът между пуансона и матрицата е разстоянието между режещите ръбове на пуансона и матрицата. Оптималният зазор варира в зависимост от дебелината на материала и желаното качество. За прецизни операции с минимални заострения зазорът обикновено е около 5% от дебелината на материала на страна. При конвенционални операции, където приоритет е удължаването на живота на инструмента, често се използва по-голям зазор от 8%–10%.

4. Каква е разликата между бленковане и пробиване?

Докато при изсичането се получава пригоден за употреба детайл от изрязаната част от материала, пробиването обикновено се използва като синоним на продупчване. При операция по пробиване целта е да се създаде отвор в заготовката, а премахнатият материал се счита за отпадък. Основното различие винаги е дали избутаната част или останалата ламарина е желаният продукт.