Коротко

Вирубка та прошивання — це процеси швидкісного розрізання, які використовують пуансон і матрицю для обробки листового металу. Основна відмінність полягає в кінцевому продукті. Під час операції ріжучим штампом вирубки проколювальна матриця вирублену деталь називають 'заготовкою' і вона є бажаною частиною, тоді як при операції прошивання видалений матеріал стає відходами («відстрілом»), а залишкова частина листового металу з новим отвором є потрібною деталлю.

Основний процес розрізання: як працюють вирубка та прошивання

У своїй основі процеси вирубки та пробивання є механічними операціями розрізання, які відокремлюють частину металу від більшого аркуша чи смуги. Процес ґрунтується на взаємодії між пуансоном (чоловічим компонентом) та матрицею (жіночим компонентом). Коли прес активується, він протискає пуансон крізь заготовку в отвір матриці, створюючи величезне зсувне зусилля, яке зрізає метал. Ця фундаментальна дія однакова для обох процесів і відбувається у три окремі стадії.

Згідно з детальним аналізом циклу різання, перша стадія — це пластична деформація стадія стиснення. Коли пуансон торкається матеріалу, він прикладає зусилля, яке перевищує межу пружності металу, викликаючи його постійну деформацію. Матеріал прогинається в отвір матриці, утворюючи заокруглений край, відомий як «закруглення матриці». Це початкове стиснення є характерною ознакою всіх штампованих деталей. Якість і розмір цього закруглення часто свідчать про стан інструменту та параметри процесу.

Друга стадія — це проникнення , що є справжньою фазою зрізання. Коли прес продовжує хід, пуансон сильніше заглиблюється в матеріал заготовки. Різальні кромки пуансона та матриці починають зрізати метал, утворюючи чисту, поліровану смугу на зрізаному краю як вилученого елемента, так і основного матеріалу. За ідеальних умов ця зрізана смуга становитиме приблизно одну третину товщини матеріалу. Ця фаза вимагає величезного зусилля і є тією, де найважливішою є точність компонентів матриці.

Нарешті, процес завершується злам етап. Постійний тиск від пуансона призводить до концентрації напружень, що призводять до утворення тріщин. Тріщини поширюються з боку пуансона і з боку матриці матеріалу, доки не зустрінуться, чим завершується процес розділення. Ця тріщина утворює частину «зламу» зрізаного краю і може залишити невеликий шорсткий край, відомий як «заусенець». Хоча основна фізика процесу залишається однаковою, ціль проектування вирубної матриці порівняно з пробивною матрицею визначає, яка сторона зрізу стає кінцевим продуктом.

Основна відмінність: заготовка проти відходів

Головна і найважливіша відмінність між вирубною матрицею та пробивною матрицею — це їх призначення, а саме, яка частина зрізаного матеріалу вважається продуктом, а яка відкидається як відхід. Вирубка створює зовнішні елементи деталі, тоді як пробивка створює внутрішні елементи. Ця принципова різниця в меті визначає конструкцію інструменту та орієнтацію контролю якості.

У вирізання операція, при якій вирізаний елемент із вихідного матеріалу є бажаним виробом. Навколишній матеріал, відомий як смуга відходів або каркас, відкидається. Весь процес спроектовано так, щоб забезпечити точність розмірів і якість краю вирізаної «заготовки». Наприклад, виготовлення монет, шайб або заготовок плоских шестерень — це всі операції вирубки, оскільки невеликий відокремлений елемент є кінцевим продуктом.

Навпаки, проколювання операція виконується для створення отвору або відкриття у виробі. У цьому випадку матеріал, який вирізається — так званий виліт — вважається відходами. Більша частина аркуша або деталі, яка тепер має точно розташований отвір, є бажаним продуктом. Створення отворів для гвинтів у корпусі комп'ютера, вентиляційних прорізів у корпусі або орієнтувальних отворів у кріпленні — це все приклади прошивки. Увага зосереджена на точності розміру, форми та положення отвору.

Ця відмінність безпосередньо впливає на проектування інструменту. Для штампа вирізки розміри отвору матриці визначають остаточний розмір заготовки. Для пробивного штампа розміри пуансона визначають остаточний розмір отвору. Ця тонка, але важлива різниця допомагає інструментальнику визначити, де застосовувати виробничі допуски — до пуансона чи матриці — для досягнення необхідної точності деталі. Якщо потрібна вирізана деталь, використовується вирізка. Якщо потрібен отвір у більшій заготовці, використовується пробивка.

Конструкція матриці та зазор: технічні деталі

Крім основної мети, технічна конструкція матриці, зокрема різальний зазор, є важливим чинником, який відрізняє високоякісні операції. Різальний зазор визначається як простір між різальним краєм пуансона та відповідним різальним краєм матриці. Правильний зазор має важливе значення для якості готової деталі та терміну служби інструменту. Вибір цього зазору залежить від типу матеріалу, його товщини та бажаних характеристик краю.

Неправильний зазор призводить до передбачуваних дефектів. Якщо зазор надто великий, матеріал затягується в отвір матриці до того, як відбувається зрізання, що призводить до утворення великого заокругленого закруглення на кромці та значного заусенця. Зрізана ділянка стає дуже вузькою, а якість кромки деталі погіршується. Якщо зазор недостатній, це створює надмірне навантаження як на матеріал, так і на інструмент. Це може призвести до вторинного зрізання (другої блискучої смуги на поверхні розриву), вимагає значно більшого зусилля для пробивання та призводить до швидкого зносу ріжучих кромок пуансона та матриці.

Оптимальний зазор — це компроміс між якістю кромки та терміном служби інструменту. Загальні рекомендації для сталі часто виражаються у відсотках від товщини матеріалу на кожну сторону:

• Точне штампування: Для високоякісних зрізаних поверхонь із мінімальними заусенцями зазор зазвичай невеликий — близько 5% від товщини матеріалу.
• Традиційна штамповка: Для збільшення терміну служби матриці та зменшення зусилля пробивання зазор роблять трохи більшим — зазвичай 8%-10% від товщини матеріалу.

Досягнення таких точних допусків у виготовленні інструментів вимагає значного досвіду. Топові виробники спеціального інструментарю, такі як Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , спеціалізуються на створенні високоточних штампувальних матриць для автомобільної промисловості, де контроль цих параметрів є обов'язковим для виробництва мільйонів компонентів із постійною якістю. Ще однією важливою конструктивною особливістю є кутова зазор, невеликий конус у отворі матриці, який дозволяє заготовці або відходам проходити крізь неї без заклинювання, зменшуючи внутрішній тиск після різання.

Промисловий контекст: різниця між пробиванням, прошиванням та вирубкою

У промислових умовах терміни «прошивання» та «пробивання» часто використовуються як синоніми, що може призводити до плутанини. Хоча вирубка є окремим процесом, пробивання виступає як більш загальна категорія, яка функціонально перетинається з прошиванням. Розуміння цієї відмінності має ключове значення для чіткої комунікації в умовах виробництва.

Удар є загальним терміном для процесу, який використовує пробивний штамп і матрицю для створення елемента в листовому металі. Однак у найпоширенішому технічному значенні термін «пробивання» стосується операції, при якій видалений матеріал є відходами. Згідно з цим визначенням, пробивання функціонально ідентичне прошиванню. Обидва процеси створюють отвори, пази чи інші внутрішні елементи в заготовці, а видалений шматок (слаг) відкидається.

Ключове — завжди враховувати мету. Проста аналогія допомагає зрозуміти зв’язок: якщо ви використовуєте звичайний канцелярський дырочок для пробивання отворів у аркуші паперу, щоб вставити його в папку, ви проколювання або удар створюєте отвори; папір — це деталь, а маленькі кружечки — відходи. Якщо б ви збирали ці маленькі кружечки, щоб використовувати їх як конфетті, ви б вирізання виготовляли конфетті; кружечки — це деталь, а аркуш паперу — відходи.

Підсумуємо зв’язок:

• Вирубка: Видолений матеріал є бажаним продуктом.
• Прошивання: Матеріал, що залишився після пробивання отвору, є бажаним продуктом.
• Пробивання: Загальний термін, який часто використовується як синонім до прошивання, де метою є створення отвору, а видалений матеріал є відходами.

Отже, під час обговорення операції штампування металу важливо уточнити, яка частина матеріалу є кінцевим продуктом. Це забезпечує правильне проектування матриці та чітке розуміння мети процесу всіма учасниками — від інженера до інструментальника.

Поширені запитання

1. У чому різниця між прошиванням і пробиванням?

Фундаментальна різниця полягає в бажаному результаті. Під час пробивання деталь, вирізана з листового металу, є кінцевим продуктом, який використовується для створення зовнішніх елементів компонента. Під час прошивання вирізаний матеріал є відходами, а метою є створення внутрішнього отвору або форми у залишеному листовому металі.

2. Що таке пробивна матриця?

Прес-форма для вирубки — це спеціальний інструмент для обробки металу, що складається з пуансона та матриці. Використовується на пресі для виконання операції розрізання, в результаті якої вирізуються плоскі заготовки. Визначальною ознакою є те, що матриця разом із пуансоном розрахована на отримання певної форми («заготовки»), яка використовуватиметься як готова деталь.

3. Який зазор між пуансоном і матрицею при вирубці та пробиванні?

Зазор між пуансоном і матрицею — це проміжок між різальними кромками пуансона та матриці. Оптимальний зазор залежить від товщини матеріалу та бажаної якості. Для прецизійних робіт із мінімальним заусенцем зазор зазвичай становить близько 5% від товщини матеріалу на кожному боці. Для звичайних операцій, де пріоритетом є збільшення терміну служби інструменту, зазвичай використовують більший зазор — 8%-10%.

4. У чому різниця між вирубкою та пробиванням?

Хоча вирубка виробляє придатну деталь із матеріалу, який вирізаний, пробивання зазвичай використовується як синонім прошивання. У операції пробивання метою є створення отвору в заготовці, а матеріал, який видаляється, вважається браком. Ключова відмінність завжди полягає в тому, чи є вирізана деталь, чи залишена плата кінцевим продуктом.