Вырубка и пробивка

Коротко

Вырубка и пробивка разделяют лист между режущими кромками пуансона и матрицы. При вырубке полезным продуктом становится отделённая деталь, при пробивке — оставшийся лист с отверстием, а удалённый кружок является отходом. Механизм похож, но размерообразующий инструмент и направление припуска на зазор различаются.

Размерообразование

Операция	Базовый размер инструмента	Парный инструмент
Пробивка отверстия	Пуансон задаёт размер отверстия	Матрица больше на два односторонних зазора
Вырубка детали	Матрица задаёт наружный размер детали	Пуансон меньше на два односторонних зазора

Это начальное геометрическое правило для обычного разделения с положительным зазором. Действительный размер зависит от упругого восстановления листа, износа, формы кромки и участка измерения. Допуски инструмента назначают относительно допуска изделия и ожидаемого износа. Равенство диаметра детали номиналу режущей кромки не является гарантией приёмки.

Кромка после разделения

По толщине различают завал входной кромки, гладкую зону среза, шероховатую зону разрушения и выходной заусенец. Их соотношение зависит от материала, толщины, зазора и заточки. Поэтому качество отверстия оценивают не только проходным калибром: наклон стенки, микротрещины или заусенец могут мешать сборке и последующей отбортовке.

Наблюдение	Что проверять
Заусенец растёт по всей партии	Износ и заточку режущих кромок
Кромка различается по окружности	Соосность, местный зазор, прогиб
Отход возвращается вверх	Удержание отхода, смазку, вакуумный эффект
Лист выгибается	Прижим, последовательность отверстий, остаточные напряжения

Воспроизводимый пример

Для отверстия диаметром 20 мм в листе t = 1,5 мм примем условное сопротивление срезу τ = 280 Н/мм². Длина режущего контура L = π × 20 = 62,832 мм. Усилие F = L × t × τ = 26 389,4 Н, или 26,389 кН. Величина τ должна соответствовать материалу и состоянию листа; подстановка прочности при растяжении вместо сопротивления срезу меняет физический смысл расчёта.

Пусть для демонстрации принят односторонний зазор z = 0,10 мм. Для пробивки базовый пуансон имеет диаметр 20,00 мм, отверстие матрицы — 20,20 мм. Для вырубки диска базовым диаметром 20,00 мм матрица имеет диаметр 20,00 мм, пуансон — 19,80 мм. Значение зазора здесь задано условием примера и не является рекомендацией для любой стали.

От оценки к рабочему штампу

Периметры одновременно режущих контуров суммируют. Нагрузку прижима и съёма, запас оборудования и динамику рассматривают отдельно. Наклон режущей поверхности может растянуть разделение по ходу и уменьшить пик усилия, но меняет распределение нагрузки. Проверяют устойчивость тонкого пуансона, прочность матрицы и допустимую внецентренность пресса.

Сначала выполняют пробные проходы с измеренной толщиной листа, затем исследуют кромку и размеры с обеих сторон. В чертеже или плане контроля указывают, где измеряется отверстие и как учитывается заусенец. Если требуется точная цилиндрическая поверхность по большей части толщины, рассматривают дополнительную обработку или специальную технологию, а не обещают её обычной пробивкой.

Для серии устанавливают критерий переточки по кромке и размеру, контролируют вывод отхода и чистоту опор. После обслуживания повторяют проверку соосности и первого изделия. Так отделяют ошибку наладки от изменения материала, износа и дефектов подачи.