способ малоотходной вырубки заготовки из ленты, широкого рулона или полосы (варианты)

Формула изобретения

1. Способ малоотходной однорядной вырубки заготовок из ленты, широкого рулона или полосы, при котором из этого листового материала в виде ленты, широкого рулона или полосы последовательно одну за другой с определенным шагом, заданным подающим устройством оборудования, вырубают заготовки при помощи пуансона и матрицы вырубного штампа, установленного на этом оборудовании, отличающийся тем, что заготовки вырубают без боковых перемычек между двумя соседними заготовками и между заготовками и краями ленты при помощи цилиндрического пуансона со скошенной гранью, имеющего в поперечном сечении вид окружности с хордой и диаметром, большим ширины ленты, при этом разность между номинальным размером диаметра пуансона с учетом нижнего предельного отклонения и номинальным размером ширины ленты с учетом верхнего предельного отклонения больше номинальной толщины листового материала, хорда окружности в поперечном сечении пуансона равна длине отрезков, отсекаемых пуансоном по двум краям ленты в процессе вырубки заготовки, а шаг подачи листового материала или вырубного штампа равен или больше номинальной длины заготовки в поле допуска подающего устройства оборудования.

2. Способ малоотходной однорядной вырубки заготовок из ленты, широкого рулона или полосы, при котором из этого листового материала в виде ленты, широкого рулона или полосы последовательно одну за другой с определенным шагом, заданным подающим устройством оборудования, вырубают заготовки при помощи пуансона и матрицы вырубного штампа, установленного на этом оборудовании, отличающийся тем, что заготовки вырубают без боковых перемычек между двумя соседними заготовками и между заготовками и краями ленты при помощи цилиндрического пуансона со скошенной гранью, имеющего в поперечном сечении вид окружности с хордой и диаметром, большим ширины ленты, при этом разность между номинальным размером диаметра пуансона с учетом нижнего предельного отклонения и номинальным размером ширины ленты с учетом верхнего предельного отклонения больше номинальной толщины листового материала, хорда окружности в поперечном сечении пуансона меньше длины отрезков, отсекаемых пуансоном по двум краям ленты в процессе вырубки заготовки, а шаг подачи листового материала или вырубного штампа равен или больше номинальной длины заготовки в поле допуска подающего устройства оборудования.

3. Способ малоотходной однорядной вырубки заготовок из ленты, широкого рулона или полосы, при котором из этого листового материала в виде ленты, широкого рулона или полосы последовательно одну за другой с определенным шагом, заданным подающим устройством оборудования, вырубают заготовки при помощи пуансона и матрицы вырубного штампа, установленного на этом оборудовании, отличающийся тем, что заготовки вырубают без боковых перемычек между двумя соседними заготовками и между заготовками и краями ленты при помощи цилиндрического пуансона со скошенной гранью, имеющего в поперечном сечении вид окружности с хордой и диаметром, большим ширины ленты, и разность между номинальным размером диаметра пуансона с учетом нижнего предельного отклонения и номинальным размером ширины ленты с учетом верхнего предельного отклонения больше номинальной толщины листового материала, при этом хорда окружности в поперечном сечении пуансона больше длины отрезков, отсекаемых пуансоном по двум краям ленты в процессе вырубки заготовки, а шаг подачи листового материала или вырубного штампа равен или больше номинальной длины заготовки в поле допуска подающего устройства.

4. Способ малоотходной однорядной вырубки заготовок из ленты, широкого рулона или полосы, при котором из этого листового материала в виде ленты, широкого рулона или полосы последовательно одну за другой с определенным шагом, заданным подающим устройством оборудования, вырубают заготовки при помощи пуансона и матрицы вырубного штампа, установленного на этом оборудовании, отличающийся тем, что заготовки вырубают без боковых перемычек между двумя соседними заготовками и между заготовками и краями ленты при помощи цилиндрического пуансона, имеющего в поперечном сечении вид окружности диаметром, большим ширины ленты, при этом разность между номинальным размером диаметра пуансона с учетом нижнего предельного отклонения и номинальным размером ширины ленты с учетом верхнего предельного отклонения больше номинальной толщины листового материала, шаг подачи ленты или вырубного штампа меньше диаметра пуансона с учетом нижнего предельного отклонения в поле допуска подающего устройства оборудования, а последующая и предыдущая окружности контура пуансона в плане перекрывают друг друга на такую величину, что острый угол между касательными к последующей и предыдущей окружностям в точке их пересечения больше 1°.

5. Способ малоотходной однорядной вырубки заготовок из ленты, широкого рулона или полосы, при котором из этого листового материала в виде ленты, широкого рулона или полосы последовательно одну за другой с определенным шагом, заданным подающим устройством оборудования, вырубают заготовки при помощи пуансона и матрицы штампа, установленного на этом оборудовании, отличающийся тем, что заготовки вырубают без боковых перемычек между двумя соседними заготовками и между заготовками и краями ленты при помощи пуансона с поперечным сечением в виде замкнутого или незамкнутого правильного или неправильного многоугольника, размеры которого в направлении, перпендикулярном сторонам ленты, больше ширины заготовки и в направлении вдоль ленты больше длины заготовки, причем минимальный острый угол между стороной пуансона в поперечном сечении и стороной ленты больше 1°, разность между номинальной шириной пуансона с учетом нижнего предельного отклонения в направлении, перпендикулярном сторонам ленты, и номинальной шириной ленты с учетом верхнего предельного отклонения и разность между номинальной длиной пуансона с учетом нижнего предельного отклонения и номинальной длиной заготовки с учетом верхнего предельного отклонения больше номинальной толщины ленты, а шаг подачи листового материала или вырубного штампа равен или больше номинальной длины заготовки в поле допуска подающего устройства оборудования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для штамповки различных деталей (изделий, вещей) из листовых материалов (металлов и неметаллов), преимущественно для вырубки заготовок с целью последующего изготовления из этих заготовок деталей автомобилей, тракторов, сельхозмашин, бытовой и другой техники на прессах простого, двойного и тройного действий, а также на многопозиционных автоматах.

Известен способ вырубки круглой заготовки из полосы, при котором диаметр круглого пуансона и матрицы меньше ширины полосы, вследствие чего вырубка осуществляется с перемычками (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение, 1979, с.293, рис.256).

Недостатком известного способа является то, что вырубка осуществляется с перемычками, за счет которых излишне увеличивается норма расхода материала на одну деталь. Если же ширину перемычек уменьшить (при прочих равных условиях штамповки), то снижаются точность вырубленной заготовки и стойкость вырубного штампа.

Технической задачей изобретения является расширение технических возможностей при осуществлении процесса листовой штамповки.

Техническим результатом использования изобретения является экономия листового материала, повышение точности вырубленных заготовок и стойкости вырубного штампа.

Указанный технический результат достигается за счет того, что из листового материала в виде ленты, широкого рулона или полосы в один ряд последовательно, по одной, одну за другой, вырубают заготовки, без боковых перемычек между двумя соседними заготовками и между заготовкой и краями ленты, при помощи матрицы и пуансона, размеры которого в направлении, перпендикулярном длинной стороне ленты, больше ширины ленты на такую величину, чтобы в процессе вырубки не было затягивания острых краев угловых отходов в зазор между пуансоном и матрицей штампа для вырубки. Чем меньше диаметр пуансона, тем в большей мере конфигурация вырубленной заготовки приближается к окружности, рекомендованной по теории штамповки при вытяжке из этой заготовки пространственной осесимметричной детали, но тем выше вероятность нежелательного затягивания острых краев угловых отходов листового материала в зазор между пуансоном и матрицей со снижением стойкости штампа и потерей точности размеров заготовки. Заготовки из листового материала в виде ленты, полосы или широкого рулона вырубают или вырезают в один ряд при помощи ножей или в штампах на ножницах, прессах или автоматах, на лазерной, плазменной и других установках.

На фиг.1, 3, 4, 5, 6 показаны варианты способа вырубки заготовки из ленты, широкого рулона или полосы, при различных соотношениях хорды b окружности в поперечном сечении и длины отрезков, отсекаемых пуансоном. На фиг.2 и 7 показан угол для определения минимального отхода металла.

На фиг.1 слева толстой линией показана часть ленты, полосы или широкого рулона шириной В, а тонкой линией показан контур поперечного сечения круглого пуансона диаметром D_p со скошенной гранью, в виде окружности с хордой, для вырубки из этой ленты заготовки без боковых перемычек между двумя соседними заготовками и между заготовкой и краями ленты; справа толстой линией показана эта заготовка, полученная из ленты, например, в штампе для вырубки на листоштамповочном многопозиционном прессе-автомате.

Способ осуществляется следующим образом. Лента, широкий рулон или полоса подается на рабочую поверхность штампа. При ходе ползуна пресса вниз осуществляется вырубка заготовки при помощи матрицы и пуансона, размеры которого в направлении, перпендикулярном длинной стороне ленты, больше ширины ленты на такую величину, чтобы в процессе вырубки не было нежелательного затягивания острых краев угловых отходов в зазор между пуансоном и матрицей штампа для вырубки. Следующая заготовка вырубается после подачи ленты по отношению к неподвижному штампу на шаг t (фиг.1), равный заданной по чертежу длине вырубленной заготовки A (t=A) и равный удвоенному расстоянию от вертикальной оси окружности в поперечном сечении пуансона до хорды. Данный способ применим и на оборудовании, на котором перед вырубкой перемещается вырубной штамп по отношению к неподвижной ленте, или перемещаются и лента, и вырубной штамп.

При вырубке заготовки справа образуются два удаляемых отхода NEQ (заштрихованы на фиг.3), а слева - две дуги FG двух, пока еще не удаляемых, отходов с острым углом а между касательной HF к окружности пуансона в точке F пересечения этой окружностью стороны ленты СЕ. Чем меньше угол , тем выше опасность того, что в процессе вырубки пуансон затянет острые края отходов в зазор между пуансоном и матрицей, что приведет к быстрому износу пуансона и матрицы и, как следствие, снижению точности вырубаемой заготовки. Поэтому на производстве надо стремиться к тому, чтобы угол и расстояние LM между фактической поверхностью пуансона и краем карточки были как можно большими.

Угол зависит от того, на сколько номинальный диаметр пуансона D_p больше ширины ленты В, а также от предельных отклонений и допуска на номинальный диаметр пуансона D _p и номинальную ширину ленты В. Верхнее и нижнее предельные отклонения и, соответственно, допуск на ширину ленты при изготовлении ленты (например, на специальной раскройной автоматической линии) могут быть большими. Например, допуск на ширину 100 мм у стальной ленты составляет более 1 мм. Угол будет минимальным, если при заданных номинальной ширине ленты В и номинальном диаметре пуансона D_p заготовка будет изготовлена по верхнему предельному отклонению на ширину ленты В, а пуансон будет изготовлен по нижнему предельному отклонению.

Проведенными на АвтоВАЗе экспериментами установлено, что для того чтобы в процессе вырубки заготовки острые края отходов не затягивало в зазор между пуансоном и матрицей и за счет этого не было быстрого износа пуансона и матрицы, разность между номинальным диаметром пуансона D_p с учетом нижнего предельного отклонения, и номинальным размером ширины ленты В, с учетом верхнего предельного отклонения на ширину, должна быть больше номинальной толщины ленты.

Фактический шаг подачи ленты t (фиг.1) обеспечивается подающим устройством прессового оборудования с точностью, лежащей в поле допуска этого устройства. Если максимальный шаг подачи, равный номинальному размеру с учетом верхнего предельного отклонения подающего устройства, будет меньше заданной длины заготовки А, то на вырубленной заготовке останется нежелательный участок от дуги окружности QE (фиг.2). Поэтому в данном способе вырубки шаг подачи листового материала в виде ленты, широкого рулона или полосы должен быть равен или больше длины заготовки А в поле допуска подающего устройства оборудования.

По 1-му варианту способа (фиг.1) из ленты, широкого рулона или полосы вырубается заготовка, длина А которой равна ширине ленты В (А=В) и хорда b окружности пуансона в поперечном сечении равна длине двух отрезков а>0 (b=а), которые пуансон отсекает по двум краям ленты в процессе вырубки заготовки. Зная ширину полосы В и диаметр пуансона D_p, в этом варианте хорда окружности пуансона b рассчитывается по формуле

.

В данном варианте номинальный шаг подачи ленты t равен и длине заготовки А, и ширине ленты В (t=В).

По 2-му варианту способа (фиг.3) из ленты, широкого рулона или полосы вырубается заготовка пуансоном, у которого хорда b окружности в поперечном сечении меньше длины отрезков а>0 (b<а), отсекаемых пуансоном по двум краям ленты в процессе вырубки заготовки.

По 3-му варианту способа (фиг.4) из ленты, широкого рулона или полосы вырубается заготовка пуансоном, у которого хорда b окружности в поперечном сечении больше длины отрезков а>0 (b>а), отсекаемых пуансоном по двум краям ленты в процессе вырубки заготовки.

По 4-му варианту способа (фиг.5) из ленты вырубается заготовка пуансоном, у которого хорда b окружности в поперечном сечении равна нулю, и пуансон в поперечном сечении имеет форму окружности диаметром D_p, большим ширины ленты, и разность между номинальным размером диаметра пуансона, с учетом нижнего предельного отклонения, и номинальным размером ширины ленты, с учетом верхнего предельного отклонения, больше номинальной толщины листового материала. С целью исключения перемычек между заготовками шаг подачи ленты t меньше диаметра пуансона D_p, а последующая и предыдущая окружности контура пуансона в плане перекрывают друг друга на величину "с". После такой вырубки на заготовке с одной стороны остается выемка по дуге окружности пуансона шириной "с/2". Чтобы в процессе вырубки заготовки острые края отхода в точке F не затягивало в зазор между пуансоном и матрицей и за счет этого не было быстрого износа пуансона и матрицы и потери точности размеров заготовки, острый угол между касательными к двум окружностям в точке пересечения F должен быть больше определенной предельной величины _lim ( > _lim). Проведенными на АвтоВАЗе экспериментами установлено, что для основных применяемых в машиностроении листовых материалов величина предельного угла _]m составляет 1°. Шаг подачи t ленты или вырубного штампа меньше диаметра пуансона с учетом нижнего предельного отклонения в поле допуска подающего устройства оборудования.

Возможен вариант данного способа, когда вырубка заготовки производится из листового материала в виде ленты, широкого рулона или полосы пуансоном, который в поперечном сечении имеет вид замкнутого или незамкнутого правильного или неправильного многоугольника. Когда многоугольник не замкнут, то резка по отдельным сторонам многоугольника обычно осуществляется в штампе при помощи пуансона в виде секционных ножей вдоль этих сторон многоугольника.

На фиг.6 показан 5-й вариант данного способа, а именно, слева толстой линией показана лента шириной В, а тонкой линией показан контур пуансона в виде замкнутого восьмиугольника для малоотходной вырубки из этой ленты заготовки без перемычек; справа толстой линией показана эта заготовка, полученная из ленты, например, в штампе для вырубки. Для широко распространенного случая вырубки заготовки в виде правильного восьмиугольника, когда В=А, сторона вырубленной заготовки равна A·tg( /8).

У контура поперечного сечения пуансона в виде многоугольника может быть сколь угодно большое число сторон, больше трех, и сторона многоугольника может составлять с верхним или нижним краем ленты различный острый угол. Чтобы в процессе вырубки заготовки острые края отходов не затягивало в зазор между пуансоном и матрицей и за счет этого не было быстрого износа пуансона и матрицы и потери точности размеров заготовки, минимальный острый угол между стороной поперечного сечения пуансона и верхним или нижним краем ленты (фиг.7) должен быть больше определенной предельной величины _Yim ( > _]]m), равной 1°. Например, при вырубке широко распространенной заготовки в виде правильного восьмиугольника минимальный угол наклона стороны пуансона по отношению к краю ленты равен =45°. Величина LM (фиг.7), на которую пуансон выступает за контуры карточки, определяется по тем же правилам, что и выше при вырубке заготовки цилиндрическим пуансоном, а именно, разность между номинальной шириной пуансона В_р с учетом нижнего предельного отклонения, и номинальной шириной ленты В, с учетом верхнего предельного отклонения, и разность между номинальной длиной пуансона А_р, с учетом нижнего предельного отклонения, и номинальной длиной заготовки А, с учетом верхнего предельного отклонения, должна быть больше номинальной толщины ленты.

По сравнению с известными способами вырубки заготовок с перемычками по данному способу вырубку заготовок производят без перемычек между соседними заготовками и между заготовками и краями ленты, за счет чего экономия листового материала составляет до 10%.