Проблемы вырубных операций при обработке листов из алюминиевых сплавов

ПРОБЛЕМЫ ВЫРУБНЫХ ОПЕРАЦИЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ^[1]

ФГАОУ ВО «Уральский Федеральный Университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина», институт новых материалов и технологий, магистрант

С помощью профилометра ContourGT-I выполнены эксперименты по измерению шероховатости боковой поверхности дисковых заготовок, полученных в вырубном штампе. Приведен список параметров, влияющих на качество поверхности в месте вырубки.

Листовой штамповкой получают большое количество изделий, в том числе достаточно простой конфигурации. К ним относятся шайбы, изготавливаемые из различных материалов: стали, сплавов легких и тяжелых металлов. Формообразующей операцией для их получения является вырубка. В процессе изготовления используется листовая заготовка, предварительно раскроенная для последующей операции листовой штамповки. Одними из главных проблем при вырубке являются получение заусенца и прогиб заготовки.

Для того, чтобы узнать величину заусенца, необходимо измерить величину шероховатостей поверхностей шайбы. Требования к шероховатости поверхности указаны в ГОСТе или ТУ на шайбы. Шероховатость поверхности можно измерить прибором, называемым профилометром. Наиболее совершенными на сегодняшний день являются бесконтактные трехмерные профилометры с высоким латеральным разрешением. В работе применили профилометр ContourGT-I производства компании Bruker. В нем все процессы, включая управление объективами, линзами и освещением полностью автоматизированы, а наклон сканирующей головки обеспечивает гибкость угла измерения, точное и быстрое формирование изображения.

Профилометр (рис. 1) устанавливается на лабораторный стол с изоляцией вибрации по промышленным стандартам.

[pic 1]  [pic 2]

                а                                        б

Рис. 1. Профилометр (а) с системой крепления образца (б)

Система профилометра подключена к персональному компьютеру (рис. 2), что позволяет управлять ей, осуществлять настройку и выводить данные на экран монитора.

[pic 3]

Рис. 2. Монитор с полем для вывода информации

В широко известном в среде технологов штамповочных производств справочнике В. П. Романовского [1, с. 24] по холодной штамповке приведено большое количество рекомендаций по выбору зазоров между стенкой штампа и пуансоном при вырубке различных материалов. Например, при вырубке алюминиевого листа толщиной до 3 мм следует назначить односторонний зазор 2…4%, а при толщине листа 3…10 мм надо обеспечить зазор 4…6 % от толщины. При этом не указано, что следует сделать с зазорами при изменении состояния поставки листа (мягкое или твердое), а кроме того, видимо все алюминиевые сплавы следует подвергать штамповке по рецепту для алюминия. Однако механические свойства алюминиевых сплавов резко изменяются в зависимости от состояния поставки и этих состояний может оказаться значительное количество даже для одного сплава.