Урок 6.1РезатьГлава 6 · Резка и нетрадиционная механическая обработка

Пробивка и резка на ножницах

Пуансон срезает фигуры из листа против матрицы

Пробивка вырезает отверстия и формы в листовом металле, пропуская твёрдый пуансон сквозь лист в подходящую матрицу. Пазы в стойке стального стеллажа и отверстия в перфорированной решётке сделаны именно так, одним ходом на отверстие. Резка на ножницах — тот же рез вдоль прямой линии двумя длинными ножами, и именно так большинство листов режут на размер.

Фото: W. R. Schettler, Public domain, через Wikimedia Commons

Один ход пуансона в трёх стадиях, с крупными планами и ножницами с прямыми ножамиВерхний ряд: один ход пуансона слева направо; номера в кружках соответствуют шагам ниже. Нижний ряд: крупные планы реза и вариант с прямыми ножами.

Как это работает

Смыкание. Лист лежит на матрице (нижнем инструменте: закалённом блоке с отверстием формы будущего отверстия). Съёмник — плита вокруг пуансона — прижимает лист плашмя.
Прессовать. Пуансон (верхний инструмент: закалённый стальной стержень формы отверстия) опускается и вдавливает металл в отверстие матрицы. Сначала кромка изгибается и закругляется.
Срез и трещина. Острые кромки прорезают в металле гладкую полосу. Затем трещины начинаются у кромки пуансона и кромки матрицы и идут навстречу друг другу через зазор (небольшую щель между пуансоном и матрицей).
Прорыв. Когда трещины встречаются, вырезанный диск, называемый высечкой, отделяется и проталкивается вниз сквозь матрицу как отход.
Съём и перемещение. Пуансон поднимается, пока съёмник удерживает лист. На револьверном координатно-пробивном прессе с ЧПУ (машине с компьютерным управлением и вращающимся магазином пуансонов) стол затем сдвигает лист к следующему отверстию.

Резка на ножницах

Резка на ножницах (внизу справа) применяет то же действие вдоль прямой линии. Прижим фиксирует лист, а длинный верхний нож опускается чуть мимо неподвижного нижнего. Верхний нож обычно слегка наклонён, поэтому режет постепенно вдоль линии, как ножницы. Регулируемый упор позади ножей — задний упор — задаёт ширину полосы.

Ключевые факты

Материалы: Листовая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь и латунь; также пластики, кожа и прокладочный лист более простыми инструментами
Типичные детали: Электрошкафы, кронштейны, панели шасси, перфорированные экраны, шайбы, стойки стеллажей
Размер детали: Лист обычно толщиной до около 6 мм; револьверные прессы с ЧПУ принимают листы до примерно 1,5 × 3 м
Точность: Около ±0,1 мм на револьверном прессе с ЧПУ
Качество поверхности: Поверхности не затронуты; на кромке реза есть блестящая полоса, шероховатая полоса и небольшой заусенец (острый выступающий край)
Подходящая партия: От прототипов до больших серий со стандартным инструментом; специализированные штампы окупаются при массовом производстве
Стоимость оснастки и оборудования: Стандартные комплекты пуансон–матрица стоят от десятков до сотен долларов; револьверный пресс с ЧПУ — сотни тысяч
Скорость: Один ход на отверстие, часто несколько сотен ходов в минуту

Сильные стороны и ограничения

Сильные стороны

Очень быстро: один ход на отверстие
Низкая стоимость отверстия; стандартные инструменты покрывают распространённые формы
Без нагрева, поэтому металл вокруг отверстия не меняется
Та же машина может также формовать жалюзи (приподнятые вентиляционные прорези) и рёбра жёсткости

Ограничения

Для каждой формы отверстия нужны свои пуансон и матрица
Только лист, обычно толщиной до около 6 мм
Кромка частично шероховатая и несёт заусенец
Отверстия уже примерно толщины листа могут сломать пуансон

Где применяется

ЭлектротехникаШкафы управления, распределительные коробки, выбиваемые заглушки для кабельных вводов
Строительство и мебельСтойки стеллажей, перфорированные фасадные панели, детали потолочных каркасов
Бытовая техника и вентиляцияКорпуса духовок и стиральных машин, вентиляционные решётки, детали воздуховодов
Электроника и ИТСерверные стойки, корпуса компьютеров, экранирующие пластины
АвтомобилестроениеКронштейны и усилители; заготовки, отрезанные на ножницах, для штампованных кузовных панелей

Как узнать процесс

Стенка отверстия имеет блестящую полосу у одной стороны и более тусклую, шероховатую полосу у другой.
На одной стороне кромка отверстия слегка закруглена; на другой — небольшой острый заусенец.
Крупные контуры со слабой гребенчатой кромкой получаются при высечке: множество мелких перекрывающихся ударов.
Ряды одинаковых отверстий, пазов или жалюзи и выбиваемые заглушки (частично прорезанные диски, которые выламывают для кабелей).

Сравните с

Лазерная резка6.2без оснастки и любой контур, но проходит каждое отверстие, поэтому плотные узоры отверстий занимают больше времени.Штамповка и глубокая вытяжка4.2специализированные штампы в больших прессах для массового производства; пробивка — гибкий родственник для малых партий.Гидроабразивная резка6.4тоже без нагрева, но намного медленнее; режет толстую плиту, камень и стекло, с которыми пуансон не справится.

Смотрите

Roy Manufacturing · Обзор для начинающих: револьверный пробивной пресс с ЧПУ и его инструменты

Headland Technology · Части машины, разобранные в анимации

TRUMPF Inc. · Крупные планы пробивной головки и её инструментов за работой

NCTOOLS CADCAM · Лист, перфорированный длинными рядами отверстий

Смотреть реальные фото

Википедия: Punching — принцип, с фотографиями ручных пробойников и промышленного пробивного пресса
Википедия: Shearing (manufacturing) — обзор резки на ножницах с прямыми ножами
Поиск фотографий в Wikimedia Commons

Запомните

Пуансон и матрица режут срезом: металл изгибается, прорезается частично, затем трескается насквозь.
Зазор между пуансоном и матрицей определяет качество кромки и размер заусенца.
Пробивка — самый быстрый способ сделать много отверстий в листе; резка на ножницах делает то же вдоль прямой линии.