Краткое содержание

Вырубка и пробивка — это высокоскоростные процессы резки, при которых с помощью пуансона и матрицы обрабатывают листовой металл. Основное различие заключается в целевом продукте. При операции штампующая матрица вырубки вырезанная деталь является требуемой частью, известной как «заготовка». Напротив, при операции пробивной штамп пробивки извлечённый материал становится отходами («облоем»), а оставшийся листовой металл с новым отверстием представляет собой требуемую деталь.

Основной процесс резки: как работают вырубка и пробивка

По своей сути пробивка и вырубка — это механические операции резки, при которых отрезается кусок металла от более крупного листа или полосы. Процесс основан на взаимодействии пуансона (мужской компонент) и матрицы (женский компонент). Когда пресс активируется, он продавливает пуансон через заготовку в отверстие матрицы, создавая огромное срезающее усилие, которое разрезает металл. Это основное действие идентично для обоих процессов и происходит в три отдельные стадии.

Согласно детальному анализу цикла резки, первая стадия — это пластическая деформация сжатие. Когда пуансон касается материала, он оказывает усилие, превышающее предел упругости металла, вызывая его постоянную деформацию. Материал изгибается в отверстие матрицы, образуя закруглённый край, известный как «заход матрицы» (die roll). Это начальное сжатие является характерной чертой всех штампованных деталей. Качество и размер этого захода матрицы зачастую являются показателями состояния инструмента и параметров процесса.

Вторая стадия — это проникновение , который является истинной фазой сдвига. По мере продолжения хода пресса пуансон углубляется в исходный материал. Режущие кромки пуансона и матрицы начинают срезать металл, создавая ровную, полированную поверхность на кромке как отрезанного элемента, так и основного материала. В идеальных условиях эта зона среза составляет приблизительно одну треть толщины материала. Этот этап требует огромного усилия и именно здесь точность деталей матрицы имеет наибольшее значение.

Наконец, процесс завершается перелом стадия. Продолжающееся давление пуансона вызывает концентрацию напряжений, приводящую к образованию трещин. Трещины распространяются как со стороны пуансона, так и со стороны матрицы материала, пока не встретятся, завершая процесс разделения. Это разрушение формирует зону «скалывания» на кромке среза и может оставлять небольшой шероховатый край, известный как «заусенец». Хотя основные физические принципы одинаковы, целевое назначение вырубного штампа по сравнению с пробивным штампом определяет, какая сторона этого среза становится готовым изделием.

Основное различие: заготовка против отходов

Основное и наиболее важное различие между вырубным и пробивным штампами заключается в их назначении — а именно, какая часть разрезанного материала считается продуктом, а какая выбрасывается как отход. Вырубка формирует внешние контуры детали, тогда как пробивка создает внутренние элементы. Это принципиальное различие в целях определяет конструкцию инструмента и основные требования к контролю качества.

В прессование при операции вырубки деталь, вырезанная из исходного материала, является требуемой заготовкой. Остальная часть материала, известная как обрезь или каркас, утилизируется. Весь процесс предназначен для обеспечения точности размеров и качества кромки вырубленной «заготовки». Например, производство монет, шайб или заготовок плоских шестерён — всё это операции вырубки, поскольку маленькая отделённая деталь является конечным продуктом.

Напротив, пробивка операция выполняется для создания отверстия или прорези в заготовке. В этом случае материал, который выдавливается — так называемый ломовой кусок (слаг), — считается отходом. Большая пластина или деталь, в которой теперь имеется точно расположенное отверстие, является целевым продуктом. Создание отверстий для винтов в корпусе компьютера, вентиляционных прорезей в кожухе или установочных отверстий в кронштейне — всё это примеры продавливания. Основное внимание уделяется точности размера, формы и положения отверстия.

Это различие напрямую влияет на проектирование инструмента. Для штампа вырубки размеры отверстия матрицы определяют окончательные размеры заготовки. Для штампа пробивки размеры пуансона определяют окончательные размеры отверстия. Это тонкое, но важное различие указывает инструментальщику, к какому элементу — пуансону или матрице — следует применять производственные допуски для достижения требуемой точности детали. Если вам нужна вырезанная часть, используется вырубка. Если требуется отверстие в более крупной детали, используется пробивка.

Конструкция матрицы и зазор: технические подробности

Помимо основного назначения, технический дизайн матрицы, в частности величина режущего зазора, является важным фактором, определяющим высококачественную работу. Режущий зазор определяется как расстояние между режущей кромкой пуансона и соответствующей режущей кромкой матрицы. Правильный зазор имеет важное значение для качества готовой детали и срока службы инструмента. Выбор этого зазора зависит от типа материала, его толщины и требуемых характеристик кромки.

Неправильный зазор приводит к предсказуемым дефектам. Если зазор чрезмерен, материал втягивается в отверстие матрицы до того, как произойдёт срез, в результате чего образуется большой закруглённый скруглённый край и значительная заусень. Рабочая зона реза становится очень малой, а качество кромки детали — низким. Если зазор недостаточен, это создаёт чрезмерное напряжение как в материале, так и в инструменте. Это может вызвать вторичный срез (вторую полированную полосу на поверхности излома), требует значительно большего усилия вырубки и приводит к быстрому износу режущих кромок пуансона и матрицы.

Оптимальный зазор представляет собой компромисс между качеством кромки и сроком службы инструмента. Общие рекомендации для стали часто выражаются в процентах от толщины материала на одну сторону:

• Точная штамповка: Для высококачественных поверхностей среза с минимальными заусенцами зазор обычно небольшой — около 5% от толщины материала.
• Традиционная штамповка: Для увеличения срока службы матрицы и снижения усилия вырубки зазор делают немного больше — обычно 8–10% от толщины материала.

Достижение таких точных допусков при производстве инструментов требует значительной экспертизы. Ведущие производители специализированной оснастки, такие как Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , специализируются на создании высокоточных штампов для автомобильной промышленности, где контроль этих параметров необходим для выпуска миллионов компонентов с постоянным качеством. Другой важной особенностью конструкции является угловая зона, небольшой конус в отверстии матрицы, который позволяет заготовке или обрезку проходить сквозь него без заклинивания и снимает внутреннее давление после резки.

Промышленный контекст: объяснение процессов вырубки, пробивки и перфорирования

В промышленных условиях термины «пробивка» и «перфорирование» часто используются как синонимы, что может вызывать путаницу. Хотя вырубка — это отдельный процесс, перфорирование представляет собой более широкую категорию, функционально пересекающуюся с пробивкой. Понимание этого нюанса имеет ключевое значение для четкой коммуникации в производственной среде.

Пробивка является общим термином для процесса, использующего пуансон и матрицу для создания элемента в листовом металле. Однако в наиболее распространённом техническом значении термин «пробивка» относится к операции, при которой удаляемый материал является отходом. Согласно этому определению, пробивка функционально идентична просечке. Оба процесса создают отверстия, пазы или другие внутренние элементы в заготовке, а получаемый обрезок выбрасывается.

Ключевое значение имеет цель операции. Простая аналогия помогает прояснить взаимосвязь: если вы используете обычный канцелярский дырокол для проделывания отверстий в листе бумаги, чтобы поместить её в папку, вы выполняете пробивка или пробивка отверстия; бумага — это деталь, а маленькие бумажные кружочки — отходы. Если бы вы собирали эти кружочки, чтобы использовать их как конфетти, вы бы производили прессование конфетти; кружочки — это деталь, а лист бумаги — отходы.

Подведём итог взаимосвязи:

• Вырубка: Удалённый при пробивке материал является целевым продуктом.
• Протяжка: Материал, остающийся после пробивки отверстия, является целевым продуктом.
• Пробивка: Общий термин, часто используемый как синоним пробивки, где цель состоит в создании отверстия, а удалённый материал является отходом.

Поэтому при обсуждении операции штамповки металла важно уточнить, какая часть материала является конечным продуктом. Это гарантирует правильную конструкцию штампа и понимание цели процесса всеми участниками — от инженера до изготовителя инструмента.

Часто задаваемые вопросы

1. В чём разница между пробивкой и вырубкой?

Основное различие заключается в желаемом результате. При вырубке деталь, вырезанная из листового металла, является конечным продуктом и используется для создания внешних элементов компонента. При пробивке удалённый материал становится отходом, а целью является формирование внутреннего отверстия или формы в оставшемся листовом металле.

2. Что такое вырубной штамп?

Пресс-форма для вырубки — это специализированный инструмент для обработки металла, состоящий из пуансона и матрицы. Она используется на прессе для выполнения операции резки, в результате которой вырезаются плоские заготовки. Отличительной особенностью является то, что матрица совместно с пуансоном предназначена для получения определённой формы («заготовки»), которая будет использоваться в качестве готовой детали.

3. Какой зазор между пуансоном и матрицей применяется при вырубке и пробивке?

Зазор между пуансоном и матрицей — это расстояние между режущими кромками пуансона и матрицы. Оптимальный зазор зависит от толщины материала и требуемого качества. Для точной работы с минимальными заусенцами зазор обычно составляет около 5% от толщины материала с каждой стороны. При обычных операциях, где приоритетом является увеличение срока службы инструмента, часто применяют больший зазор — 8–10%.

4. В чём разница между вырубкой и пробивкой?

В то время как вырубка позволяет получить пригодную деталь из вырезанного материала, пробивку, как правило, используют как синоним просечки. При операции пробивки цель состоит в создании отверстия в заготовке, а удаляемый материал считается отходом. Ключевое различие всегда заключается в том, является ли вырезанная деталь или оставшийся лист целевым продуктом.