При вырубке или пробивке одной детали с симметричным контуром равнодействующая (сила) усилия вырубки – так называемый центр давления – будет находиться в центре контура. При одновременной вырубке или пробивке нескольких различных фигур центр давления будет определяться расположением и размерами этих фигур. Это имеет место в случае работы на последовательных штампах, а также при вырубке отверстий разных диаметров в одной детали. Во всех случаях необходимо определить центр давления, то есть точку приложения равнодействующей всех усилий вырубки. Для правильной работы пресса и штампа центр давления следует совместить с осью ползуна, что достигается расположением хвостовика в верхней плите таким образом, чтобы его ось проходила через центр давления.

В противном случае появляется изгибающий момент и происходит перекос ползуна. Износ направляющих на прессе, а иногда и одностороннее срезание рабочих кромок матрицы и пуансона. Последнее явление присуще особенно открытым штампам без направляющих колонок и плит. Для нахождения центра давления пользуются двумя методами: 1) аналитический метод моментов – сил сопротивления вырубке; 2) графический.

Аналитический метод. 1 случай. Одновременная вырубка 2-х неодинаковых фигур, симметрично расположенных относительно оси (рис.25.2).

Рис.25.2. Схема к расчету центра давления штампа при симметрично расположенных фигурах.

Случай имеет место при последовательной вырубке шайб или других деталей с отверстиями. Пусть - диаметр меньшего, а - диаметр большего отверстия (пуансона), и - соответствующие периметры, - толщина материала, - сопротивление резанию, - расстояние между центрами пуансонов.

Пользуясь формулами для определения усилий на вырубке, можно записать: ;

Сила приложена в центре окружности первого пуансона, т. е. в центре круга , а сила в центре круга . Точка приложения равнодействующей двух сил на прямой и будет определять центр давления.

Из статики известно, что равнодействующая параллельных сил равна их алгебраической сумме, т. е. , кроме того , отсюда или подставляя значения усилий, получим:

Как видно из формулы, для практического определения положения центра давления нет необходимости определять сами усилия, а достаточно знать размеры пуансонов и их взаимное расположение .

2 случай. Одновременная вырубка неодинаковых фигур, произвольно расположенных относительно обеих координатных осей (рис.25.3).

Рис.25.3. Схема к расчету центра давления штампа при произвольно расположенных фигурах.

Обозначим: периметры пробиваемых фигур ., точки приложения равнодействующих (для сложной конфигурации – центры тяжести дуг или отрезкой) через . Расстояния их от оси и от оси .

Потребные усилия для пробивки будут:

; …..

Общее усилие равно алгебраической сумме приведенных выше усилий, т. е. . Используя теорему механики о том, что сумма моментов сил относительно какой-либо оси равна моменту равнодействующей этих сил относительно той же оси, можно составить два уравнения относительно осей и :

Решим уравнение относительно и , и определим тем самым координаты положения центра давления штампа (точку приложения равнодействующей).

Подставив в формулу значения усилия, получим:

На практике предпочитают пользоваться графическим методом определения центра давления штампа.

Графический метод определения центра давления. Этот метод исходит из определения величины и направления равнодействующей любого тела сил, лежащих в одной плоскости с помощью веревочного многоугольника.

Вопрос об определении центра давления в случае работы штампа с наклонными режущими кромками решается в каждом отдельном случае особо, в зависимости от конфигурации вырубных пуансонов и их расположение в пуансонодержателе штампа.