CÁLCULO DA FORÇA DO PERFURADOR

  Há casos em que problemas, como a ruptura da ponta do punção e as fraturas do flange, ocorrem durante a operação de punção.

  Muitas vezes, a causa deste problema é a falta de dados técnicos relativos às peças padrão, ou um erro na seleção do material ou forma da ferramenta de perfuração. A fim de reduzir a incidência deste tipo de problema, os padrões para o uso correto do punção, levando em consideração fatores como a resistência à fadiga do aço da ferramenta e a concentração de tensão nos flanges, são apresentados aqui.

1.Cálculo da força de perfuração

● Força de perfuração P ［kgf］

P ＝ ℓtτ… ……… （1） ℓ: Comprimento do perfil de perfuração ［mm］ （Para um punção arredondada, ℓ ＝ πd） t: Espessura do material ［mm］

τ: Resistência ao cisalhamento do material ［kgf / mm2］ （τ ≒ 0.8XTensura tênsilσB）

［Exemplo 1］ A força de punção máxima P ao perfurar um orifício redondo de 2,8 mm de diâmetro em uma chapa de aço de alta resistência de 1.2 mm （resistência à tração 80 kgf / mm2 is, é a seguinte. Quando P ＝ ℓtτ, resistência de corte ＝ 0.8 × 80 ＝ 64 ［kgf / mm2］

P ＝ 3,14 × 2,8 × 1,2 × 64 ＝ 675 kgf

2. Fratura da ponta do soco

● Tensão aplicada à ponta do punção ［［kgf / mm2］

σ ＝ P / A P: Força de perfuração, A: Área da seção transversal da ponta do punção （a） Para punção com o ombro

σs ＝ 4 tτ / d… …………………… （2） （b） Para punção de jetor σJ ＝ 4d tτ / （d2 － d12） ……………… （3）

［Exemplo 2］ Encontre a possibilidade de fratura da ponta da perfuração quando perfurar o ombro SPAS6－50 － P2.8 e Jector punch SJAS6－50 － P2.8 （d1 dimensão ＝ 0.7, como mostrado na P. 186） são usados ​​（. As condições de perfuração são as mesmas do Exemplo 1.）

（A） Para o punção com o ombro, da fórmula （2）: σs ＝ 4 × 1,2 × 64 / 2,8 ＝ 110 kgf / mm2

（B） Para o punção jector, da fórmula （3）: σJ ＝ 4 × 2,8 × 1,2 × 64 / ± 2,82－0,72）＝117 kgf / mm2

A partir da figura 2, vemos que, quando σ é de 110 kgf / mm2, existe a possibilidade de ocorrência de fratura com punção D2 em aproximadamente 9.000 tiros.

Quando o material é alterado para M2, isso aumenta para aproximadamente 40.000 disparos. A possibilidade do soco de jector é encontrada da mesma maneira.

Como a área da seção transversal é menor, a ponta do punção irá fraturar em aproximadamente 5.000 tiros. A fratura não ocorrerá se a tensão aplicada ao punção durante o uso for menor do que a tensão máxima permitida para o material do punção （Considere, no entanto, ser apenas uma orientação, porque o valor real varia dependendo das variações na precisão da matriz. estrutura e material perfurado, bem como a rugosidade da superfície, tratamento térmico e outras condições do punção.

3. Diâmetro mínimo de punção

● Diâmetro mínimo de punção: dmin. dmin ＝ 4tτ / σ σ: Resistência à fadiga do aço da ferramenta ［kgf / mm2］

［Exemplo 3］ O diâmetro mínimo de perfuração que é possível ao perfurar 100.000 fotos ou mais em SPCC de espessura 2 mm com um punção M2 é o seguinte. dmin ＝ 4tτ / σ …………… （4） ＝ 4 × 2 × 26/97 ≒ 2,1 mm Resistência à fadiga para M2 a 100.000

disparos: σ ＝ 97 kgf / mm2 （da Fig. 2） τ ＝ 26 kgf / mm2 （da Tabela 1）

4. Fratura devido à flambagem

● Carga de flambagem P ［kgf］ P ＝ nπ2EI / ℓ2 ……………… （5） ℓ ＝ √ nπ2EI / P ……………… （6） n: Coeficiente n ＝ 1: Sem guia de remoção

n ＝ 2: Com guia stripper I: Segundo momento de inércia ［a mm4］ Para um punção circular, eu ＝ πd4 / 64 ℓ: Comprimento da ponta do punção ［mm］

E: Módulo de Young ［kgf / mm2］ D2: 21000 M2: 22000 HAP40: 23000 V30: 56000

  Como indicado pela fórmula de Euler, os passos que podem ser tomados para melhorar a força de flambagem P incluem o uso de um guia de stripper, o uso de um material com um módulo de Young maior e reduzindo o comprimento da ponta do punção. . ocarga de flambagem P indica a carga no momento em que um punção se dobra e fratura. Ao selecionar um punção, é necessário considerar um fator de segurança de 3 ～ 5. Ao selecionar um punção para perfurar pequenos furos, atenção especialdeve ser pago à carga de flambagem e ao estresse que é aplicado ao punção.

4 Exemplo 4］ Calcular o comprimento total do punção que não produzirá flambagem quando um orifício for perfurado em aço inoxidável 304 （espessura da chapa1 mm, resistência à tração σ ＝ 60 kgf / mm2） com punção reta （D2）. Da fórmula （6）: ℓ ＝ √ nπ2EI / P ＝ √ 2 × π2 × 21000 × 201/1206 ＝ 262 mmSe o fator de segurança for 3, então ℓ ＝ 262/3 ＝ 87 mm Se a espessura da chapa da chapa de perfuração t for 20 mm, a curvatura pode ser evitada usando um punção de comprimento total de 107 mm ou menos. Para um punção baseado na placa de extração, a ponta da placa de punção éguiado pela folga）, o comprimento total deve ser de 87 mm ou menos.

［Exemplo 5］ A carga de flambagem P quando um punção SHAL5－60 － P2.00 － BC20 é usado sem um guia de remoção é o seguinte.

P ＝ nπ2EI / ℓ2 ＝ 1 × π2 × 22000 × 0,785 / 202 ＝ 426 kgf

  Se o fator de segurança for 3, então P ＝ 426/3 ＝ 142 kgf A flambagem não ocorrerá com uma força de perfuração de 142 kgf ou menos.