Раскрой листового материала

Под раскроем (согласно ГОСТ 18970-84) понимается отыскание наиболее рационального (эффективного) размещения плоских заготовок в листе (полосе, ленте) относительно друг друга и кромок листового проката. Проектирование (разработка) раскроя заключается в выборе рационального положения заготовок в исходном металле. Параметрами эффективности раскроя должна быть плотность размещения заготовок в исходном материале, материальные затраты на осуществление разделения и др. Определяя рациональность той или иной схемы раскроя, необходимо учитывать не только ее экономичность (КИМ). Раскрой должен обеспечить высокое качество деталей, высокую производительность (низкую трудоемкость), простоту конструкции штампа и высокую стойкость его рабочих частей, а также удобство и безопасность работы. Согласно ГОСТ 18970-84 мерой эффективности раскроя служит коэффициент использования металла (КИМ) – К_и (мера плотности размещения заготовок). К_и = М_д / Н, (1) где М_д – масса детали, кг;
Н – норма расхода материала на одну деталь, кг. Н = М / n_д, (2) где М – масса листа (рулона, фрагмента ленты) применяемого для штамповки, кг;
n_д – число деталей, полученных в результате раскроя материала, шт. Кроме коэффициента использования материала в технологических расчетах используют показатель эффективности раскроя – коэффициент раскроя – η_р, определяемый по формуле

где F_д – площадь вырубаемой заготовки, мм²;
n – кол-во деталей, полученных из листа, шт.;
B – ширина полосы (листа, рулона, ленты), мм;
t – шаг подачи материала при штамповке, мм;
L – длина листа (рулона, ленты), мм. Если коэффициент раскроя η_р зависит только от формы внешнего контура деталей и их взаимного расположения, то коэффициент использования металла К_и кроме указанных факторов зависит еще и от наличия в детали отверстий. Величина перемычек между вырубаемыми заготовками «в» - междетальная – и от края заготовки до края полосы (листа, рулона, ленты) «а» - боковая – зависят от формы и размеров заготовки, толщины и марки штампуемого материала, вида раскроя и способа подачи полосы в штамп. В зависимости от перечисленных факторов ширина перемычки изменяется от 0,8 до 5,0 мм – при S < 4,0 мм и от 3,1 до 9,0 мм - при S = (4…10) мм. Ширина перемычек влияет на К_и и η_р, точность размеров вырубаемых деталей и стойкость пуансонов и матриц. Чем шире перемычка, тем меньше К_и и η_р и, следовательно, больше отходов. Перемычки должны быть достаточно жесткими. При малой жесткости (малая ширина) они теряют устойчивость и могут быть втянуты в зазор между пуансоном и матрицей, что приводит к снижению стойкости инструмента. Кроме того, недостаточная жесткость междетальных перемычек «в» снижает точность шага штамповки из-за упругого изгиба при применении автоматической крючковой подачи или при ручной подаче с упором в перемычку. Перемычка «а», как правило, превышает по величине перемычку «в» [2]. Определение перемычек производится по таблицам 139 [1], 1 [2]. При выборе рационального варианта раскроя необходимо учитывать следующее: вес полосы (при подаче ее в штамп вручную) не должен превышать 12 кг, а длина – 2 м (и не короче 1 м); при вырубке заготовок с поворотом полосы перемычки необходимо увеличивать на 50 % по сравнению с табличным значением; при штамповке деталей сложной конфигурации с острыми углами, обращенными в сторону перемычек, табличные значения «а» и «в» следует увеличивать на 25...30 %; при штамповке с поворотом полосы табличные значения «а» и «в» следует увеличить на 50 %; при наличии бокового прижима полосы и точной подачи в штампах с шаговыми ножами, а также при автоматической подаче валками и клещами допускается уменьшение перемычек на 20 %; количество рядов при вырубке круглых или многоугольных деталей не рекомендуется принимать более трех, т. к. при большем количестве рядов стоимость штампа резко возрастает (при d ≥ 140 мм принимается однорядная схема раскроя); линия гиба деталей не должна совпадать с направлением волокон; безотходную и малоотходную вырубку рекомендуется применять для деталей прямоугольной (квадратной) формы, без радиусных внешних элементов, а также для деталей невысокой точности; раскрой заготовок, имеющих сложную конфигурацию, следует производить графически с применением шаблонов (рекомендуется использование ЭВМ). Существует три типа раскроя листового проката: с отходами, малоотходный и безотходный. При раскрое с отходами деталь получают вырубкой по замкнутому контуру, при этом перемычки «а» и «в» ≠ 0. Малоотходный раскрой характеризуется отсутствием боковых перемычек (а = 0), при этом ширина полосы равна ширине детали. Безотходный раскрой применяют для штамповки деталей, контур которых сопрягается друг с другом (а = в = 0). При малоотходном и безотходном раскроях происходит отрезка по незамкнутому контуру, при этом наблюдается снижение стойкости инструмента (пуансон и матрица) в связи с тем, что возникающие при отрезке изгибающие моменты и распорные усилия взаимно не уравновешиваются (при а = 0; в ≠ 0 и а = в = 0), в отличие от вырубки по замкнутому контуру. Различают шесть основных видов раскроя деталей в полосе, область применения которых определяется формой и размерами штампуемых деталей: при штамповке деталей простой геометрической формы – прямоугольной, овальной – применяют прямой раскрой; при штамповке деталей Т- и Ш- образной формы – встречный раскрой; Г-образной формы – наклонный раскрой; комбинированный раскрой. При штамповке деталей небольших размеров в крупносерийном и массо- вом производствах применяют многорядный раскрой (параллельный и шахматный), который эффективно использовать при штамповке круглых деталей сравнительно небольшого диаметра – до (100…120) мм, причем число рядов рекомендуется принимать от 10 (при диаметре детали до 10 мм) и до 1…2 (при диаметре свыше 120 мм). При большем числе рядов полоса становится широкой (тяжелой), работа с ней требует больших физических затрат. Оптимальную схему раскроя полосы в каждом конкретном случае определяют путем анализа нескольких вариантов. При выборе раскроя полосы следует учитывать возможность последующей гибки вырубленной (отрезанной) заготовки и располагать ее на полосе таким образом, чтобы линии сгиба размещались перпендикулярно направлению волокон прокатки или под некоторым углом (³ 30°, в основном, - 45°) Раскрой листа на полосы осуществляется по трем схемам: продольная, поперечная, наклонная (косая) с учетом КИМ, производительности процесса резки (продольный раскрой всегда производительнее поперечного). Для по- вышения эффективности (за счет уменьшения угловых отхо дов) раскроя листа применяют наклонный раскрой. Габариты листов, полос, рулонов и лент выбираются в соответствии с ГОСТ 19904-90 [6]

Мы поможем в написании ваших работ!