Как уже указывалось, снижение усилия достигается применением пуансонов и матриц со скошенными кромками (рис.5.3а).

Рис.5.3 Конструкция инструмента для снижения усилий вырубки-пробивки.

При наклонной режущей кромке процесс резания протекает одновременно не по всему контуру, а последовательно, как при резании на наклонных ножницах. От этого снижается усилие резания.

При одностороннем скосе на пуансоне или матрице давление распределяется не равномерно и вызывает перекос инструмента. При том создается неравномерный зазор и ухудшается качество поверхности среза. Поэтому рекомендуется применять односторонний скос на пуансоне при его большом диаметре или если у него имеется противоотжим. В остальных случаях применяется инструмент с двухстороннем симметричным скосом. При этом следует иметь ввиду следующие правила:

1) при вырезке деталей (рис.5.3б) скос делается на матрице, а пуансон должен быть плоским. В этом случае деталь получается плоской, а отход – изогнутым. Скос может быть вогнутым, выпуклым с небольшой горизонтальной площадкой для устойчивого положения штампуемой полосы. Для более плавного изменения усилия скос может быть выполнен и по кривой;

2) при пробивке отверстий скос делают на пуансоне (рис.5.3в). В этом случае отход изогнут, а деталь плоская. При применении скосов на матрице или пуансоне усилие уменьшается на 30 – 60%.

При вырубке (пробивке) пуансонами или матрицами с наклонно расположенными режущими кромками, деталей с прямолинейным очертанием контура ( - и - ) усилие будет:

(5.4)

Где длина прямого участка резки, мм.

Если пуансон или матрица имеет несколько волн, то

(5.5)

Где число, мм;

длины участков с параллельными кромками, мм.

В общем формула для определения усилий вырубки при скошенных кромках определяется формулой:

(5.6)

Где длина одного или нескольких участков подвергаемых
одновременно вырубке или пробивке,

коэффициент = (0,4… 0,6) при при .

Величина скосов приведена в таблице 5.1.

Таблица 5.1.

Характер уменьшения усилий с применением скосов показан на рис. 5.4.

Рис. 5.4 Графики снижения усилий при вырубке-пробивке инструментом со скошенными кромками.

При многопуансонной пробивке или вырезке пуансоны делают разной длины (рис. 5.3. г). Этим снижают не только усилие вырубки и пробивке, но уменьшают износ и повышают стойкость пуансонов. Величина для тонких материалов берется обычно равной толщине материала, а для толстых – половине толщины материала.

После вырубки отход, а после пробивки деталь в силу упругих деформаций материала остаются на пуансоне. Для снятия отхода или детали необходимо приложить силу

(5.7)

Где усилие съема, кН;

усилие пробивки, вырубки, кг;

коэффициент, зависящий от толщины материала

Кроме того, необходимо знать усилие проталкивания вырубленной детали или отхода через матрицу, так как при накоплении отходов или деталей в матрице делает это усилие значительным.

(5.8)

Где усилие проталкивания;

коэффициент в % от ;

усилие вырубки, пробивки.

Значение в зависимости от материала:

Мягкая сталь

Латунь

Алюминий

Медь

Или по формуле:

(5.9)

Где полное усилие проталкивания,

усилие вырубки пробивки,

количество деталей в шейке матрицы,

коэффициент = 0,05…0,10.

Усилие съема полосы (рис. 5.5) можно определить по зависимости:

Рис. 5.5 Положение съемника.

(5.10)

Где коэффициент, зависящий от механических свойств металла, его толщины, числа одновременно работающих пуансонов.

от усилия пробивки, вырезки.

Определение усилия съема необходимо вести для проверки на прочность крепежных деталей, которыми крепится съемник.