Оптимальным считается зазор, при котором получают детали хорошего качества при наименьших усилиях. Средние величины зазоров указаны в табл. 1.4. При вырубке мягкого алюминия толщиной до 3 мм зазор принимают по наименьшим значениям. Вырубку картона, бумаги, асбеста незакаленными матрицами выполняют без зазоров. При работе на быстроходных прессах (200 и более ходов в минуту) зазоры надо увеличить в 1,2—1,8 раза. Зазор больше нормального назначают и при пробивке отверстий малых диаметров (d < 1,5s), чтобы уменьшить износ пуансонов. Зазор увеличивают и при близком расположении отверстия к краю детали для уменьшения боковых усилий, вызывающих деформирование перемычки. Исполнительные размеры матрицы определяют исходя из номинального размера вырубаемой детали и припуска на износ. Припуски на износ матрицы принимают равными величине до пуска на штампуемую деталь, если допуск менее 0,1 мм. Если допуск на деталь более 0,1 мм, припуск на износ устанавливают равным 0,8 допуска. Пуансон пригоняется по матрице с заданным зазором (табл. 1.4). Профиль вырубленной детали из материала толщиной s при нормальном зазоре показан на рис. 1.24. Наибольший размер детали соответствует размеру матрицы, наименьший размеру пуансона. По контуру среза детали со стороны матрицы образуется закругление высотой особенно заметное на толстых материалах. Высота утяжки зависит от усилия вырубки, формы вырубаемого контура и зазора между пуансоном и матрицей — высота блестящего пояска. Шероховатость его!поверхности . составляет 1,6—10 мкм. Шероховатость поверхности части детали на высоте Яс, отделившейся в результате разрушения материала,— 20—40 мкм. Угол скола а при нормальном зазоре увеличивается с уменьшением толщины металла и уменьшается с увеличением. h — высота заусенца. При внедрении пуансона металл растягивается и в месте зазора в нем образуется упрочненная зона. Сопротивление упрочненной зоны образованию трещин приводит к тому, что даже при использовании острых режущих кромок металл разрушается не по режущим кромкам, а на некотором расстоянии 01 них. Часть упрочненной зоны металла остается в виде заусенцев. Высота заусенца Л3 увеличивается по мере затупления режущих кромок и увеличения зазоров между пуансоном и матрицей. При затупленном пуансоне образование заусенца происходит на вырубленной детали. Форма поверхности среза на отходе (в полосе) после вырубки имеет вид, обратный виду вырубленной детали: со стороны пуансона образуется закругление, а со стороны матрицы — острая кромка. При затуплении матрицы на отходе вокруг отверстия образуется заусенец.
При вырубке тупыми пуансоном и матрицей заусенец образуется как на детали, так и на отходе. По высоте заусенцев судят о степени износа пуансона и матрицы, а также о качестве вырубленных деталей. На А, оказывает влияние и конструкция матрицы. При вырубке в матрице с цилиндрическим провальным окном высота заусенца меньше, чем при вырубке в матрице с коническим провальным окном. В последнем случае по мере износа матрицы увеличивается зазор, что отрицательно сказывается на высоте заусенца. Усилие вырубки и пробивки Р, прикладываемое пуансоном к заготовке, зависит от сопротивления материала, деформации JPX и сопротивления Р2, вызываемого трением (рис. 1.25, а). Рост усилия от нуля до максимума в точке а на кривой, показанной на рис. 1.25, б, зависит в основном от сопротивления деформации материала листа. В точке а происходит начало образования трещин.
С этого момента усилие падает с интенсивностью, зависящей от зазора между режущими кромками. Трещины распространяются в глубь металла под углом к режущей кромке, а направление движения режущей кромки не совпадает с направлением распространения трещин, то от точки а до точки Ь могут появляться новые трещины. При этом пуансон сглаживает стенки отверстия, а матрица — поверхность среза вырубаемой детали. Кроме сопротивления среза на пути от точки 0 до точки Ь пуансон преодолевает сопротивление трения. После разделения материала на пуансон действуют только силы трения, которые от точки b до точки с образуются от трения между поверхностями пуансона и отверстия и от трения поверхностей среза вырубленной детали и матрицы. После выпадания вырубленной детали (точки d — е) продолжает действовать сила трения между пуансоном и поверхностью среза отверстия, которая и при обратном ходе от точки е до точки / примерно постоянная. Затем она снижается до нуля. Таким образом, кроме основного усилия вырубки, пуансон еще преодолевает усилие, с которым вырубаемый материал действует перпендикулярно боковой поверхности пуансона. Величина этого усилия (усилия съема) характеризуется усилием трения между пуансоном и поверхностью отверстия, вызываемым упругой деформацией (пружинением) отверстия. Это усилие компенсируется устанавливаемым в штампе прижимом, осуществляющим съем отхода (полосы) с пуансона. При вырубке на провал без использования прижима усилие вырубки рассчитывается по формуле где / — периметр вырубки; s — толщина материала; k = 1,1-51,3 — коэффициент, учитывающий затупление режущих кромок и неравномерность характеристик материала.
Если вырубка проводится на провал с применением прижима, то где Рс — усилие съема, зависящее от величины зазоров между пуансоном и матрицей, отношения диаметра отверстия к толщине материала и величине перемычек.
