Пробивка отверстий в металле

Недостатки технологии

Как и любая другая технология, пробивка имеет ряд недостатков.

  1. Предельные значения допустимых величин толщины заготовки достаточно малы.
  2. При работе с листом, толщина которого приближается к максимально допустимой, возможно появление заусенцев и неровностей на кромке. Для их устранения требуется дополнительная обработка.
  3. При прорубке могут возникать мельчайшие радиальные трещины, нарушающие структуру материала.

Все вышеназванные недостатки едва ли можно считать значительными. Это подтверждает огромная популярность данной технологии. Кроме того, автоматизированные станки обеспечивают высочайшую скорость работы и точность до 0,05 миллиметра, делая производство эффективным и надежным.

Пробивка отверстий и перфорация – в чем разница?

Нередко можно заметить, что пробивку отверстий называют перфорацией. Фактически, сам процесс выдавливания является лишь разновидностью перфорации, включающей и другие методы.

Например, пробивка отверстий в трубе с целью создания дренажа возможна далеко не на каждом прессе, поэтому ее могут выполнять:

  • сверлением – если требуемый диаметр меньше толщины материала,
  • фрезерованием – при невозможности использования пробивки и сверления,
  • лазером – при необходимости тонких работ. Диаметр отверстия, получаемого лазерным лучом может составлять десятые доли миллиметра.

Соответственно, используемый метод выбирается исключительно исходя из требований конечному продукту и техническому оснащению.

Методы

Пробивка может осуществляться в ручном или автоматизированном режиме.

Ручной

В данном случае используются специализированные пресс-ножницы. Они могут иметь различный принцип действия: механический, пневматический или гидравлический, но результат будет всегда одинаков.

Процесс выглядит следующим образом:

  • Производится разметка заготовки – керном размечаются центры будущих отверстий.
  • Размеченный лист вручную перемещается по станине пресс-ножниц до совпадения разметки с центром пуансона.
  • Производится запуск пресса – пуансон выдавливает часть металла из заготовки, оставляя ее в матрице.

Из-за ручного контроля данный метод не может обеспечить высочайшей точности и производительности, поэтому на крупных производствах используются автоматические станки с ЧПУ.

Автоматизированный

Для автоматической пробивки применяются высокопроизводительные координатно-пробивные прессы. Предварительно, еще до размещения на столе заготовки, в их память вносится программа, содержащая информацию о расположении и форме всех необходимых отверстий.

Современные станки также называют револьверными, так как они имеют вращающийся барабан, в котором установлены пуансоны различных форм и размеров. В зависимости от программы они автоматически сменяют друг друга без участия человека и остановки работы. Подобная конструкция позволяет производить до 1500 отверстий в минуту.

В отличие от ручного метода, лист-заготовка закрепляется на столе специальными зажимами, которые производят ее перемещение в плоскости согласно внесенной программе. При этом во время работы головка пресса сначала прижимает металлический лист специальным прижимным кольцом, обеспечивающим фиксацию рабочей области, а затем использует соответствующий пуансон.

Благодаря использованию поворотного инструмента станок также может использоваться для осуществления перфорации сложной формы. Кроме того, он обладает дополнительным функционалом и может производить пуклевку, формовку и неполную пробивку, что существенно расширяет возможности изготовления.

Пробойники для круглых отверстий: виды, назначение, материалы изготовления и применение

В ремонтно-строительной сфере, а также в технической практике или в быту нередко случается необходимость сделать круглое отверстие в различных видах тонких материалов. Часто на помощь приходит обычный канцелярский дырокол, но для идеально ровной поверхности он не подходит. Бывает так, что отверстие нужно проделать не с края, а посредине куска материала и с этой задачей не всегда может справиться такой универсальный инструмент, как электродрель.

На помощь может придти практичный инструмент — пробойник, который способен проделать отверстия в поверхности почти любого материала. В чем главные отличия такого инструмента, какие бывают виды пробойников?

Пробойник и его назначение

Инструмент представляет собой заостренную металлическую трубочку, приставив который ко многим видам материала и ударив по нему несколько раз можно сделать аккуратное круглое отверстие. Инструмент можно сделать из любой тонкостенной трубочки, главное, чтобы его края были достаточно острыми.

Есть также многолезвийный режущий инструмент, которые обрабатывает конические и цилиндрические отверстия в деталях, Такой инструмент также называют зенкер-пробойник, поскольку он объединяет сразу две функции:

  • острый наконечник сразу пробивает отверстие;
  • встроенное лезвие расширяет отверстие до нужного диаметра.

Инструмент позволяет не только увеличить диаметр отверстия, сделать его более точным, но и значительно улучшить качество выполняемой работы. Механическая обработка потребует высокой мощности, чтобы операция была выполнена наиболее точно. Вручную такие операции выполнять сложно, поэтому с этой целью используются специальные станки любого типа:

  • токарные;
  • фрезерные;
  • агрегатные.

Стандартный пробойник состоит из режущей части, калибрующей и режущей части, хвостовика и шейки. Главные режущие кромки расположены специально на режущей части и под определенным углом. Вид зенкера-пробойника определяет величину угла инструмента, например, для пластичных материалов угол составляет примерно 15о, а для более хрупких металлов около 5о.

Калибрующая часть имеет цилиндрическую форму, на ней всегда располагаются калибрующие кромки, назначение которых — калибровка и зачистка отверстий. На конце калибрующей части выполнен небольшой обратный конус с величиной занижения 0,04-0,07 мм для предупреждения повреждений концов зубьев.

В зависимости от предназначения заточки количество зубьев в каждом типе инструмента разное. Зубья располагаются равномерно, чтобы увеличить чистоту обработки материала, а также производительность и улучшить качество.

Виды пробойников

Для каждого вида материала есть свой пробойник, у хорошего мастера есть целый набор таких инструментов. Они делятся на несколько видов:

  • гидравлические;
  • пневматические;
  • ручные.

Ручной пробойник выглядит в виде металлической трубки определенного диаметра с острой заточкой на конце. Часто инструмент бывает с рукояткой из пластмассы либо мягкой резины. Гладкую и ровную поверхность обеспечивает острый и гладкий наконечник, а также кромка с заточками. С помощью такого пробойника делать отверстия в бетоне или металле нельзя, он подходит для работы с кожей, резиной, картоном или мягких видов ткани.

Пневматические пробойники нужно подсоединять к специальному механизму и только после этого можно работать, используя силовой механизм. Такой инструмент имеет свои отличительные особенности. У него есть цельный конический и немного удлиненный хвостовик. Они используются для работы с бетоном, металлом, поэтому для изготовления пневматических пробойников применяют быстрорежущую инструментальную сталь. Заточка в таком инструменте выполнена максимально.

Гидравлический пробойник, кроме основной режущей части, имеет гидравлический механизм, поэтому отверстия всегда получаются более качественными и работа выполняется гораздо быстрей.

Инструмент оснащен специальным регулятором, с помощью которого можно контролировать глубину пробивания. Поскольку он более механизированный, чем все остальные виды пробойников, то его можно использовать в работе с тяжелыми материалами. Инструмент такого типа подходит для пробивания отверстий в толстом металле или бетонных плинтусах. Для изготовления гидравлических пробойников используется всегда самая прочная сталь, что в итоге дает качественное отверстие с ровной и гладкой поверхностью, причем весь процесс происходит быстро.

Виды оборудования

Оборудование, которое используют для получения отверстий можно разделить на «условно ручные», то есть те, которые нуждаются в постоянном присутствии оператора — станочника, и на автоматизированные, которые работают при минимальном участии человека. В качестве инструмента для пробивки отверстий в металле применяют различного вила пробойники, штампы и некоторые другие.

К первой группе относят оборудование, работающее от механического, гидравлического или другого вида привода. Вторые — это полностью автоматизированные станки, работающие под управлением ЧПУ, к примеру, координатно-просечные прессы или дыропробивной станок.

Ручной процесс

К ручным способам получения отверстий в металле можно отнести — сверление, пробивку. В качестве инструмента для пробивки отверстий в металле применяют сверла и соответствующее оборудование — сверлильные станки или ручные дрели. Для ручной пробивки инструмента применяют бородок и ударный инструмент (молоток, кувалда). Такой пробойник можно устанавливать на ручные прессы.

Ручной процесс пробивки

Сверление отверстий производят на сверлильных, фрезерных или токарных станках. В качестве рабочего инструмента применяют сверла. Для окончательного формования отверстия используют зенкера, цековки, развертки. С их помощью устраняют овалы, формируют фаски, повышают точность отверстия и чистоту поверхности.

Для пробивания отверстий в металле используют разные прессы — пневматические, гидравлические и пр. Усилия, развиваемые для эффективной работы штампа, состоящего из двух деталей (пуансона и матрицы), составляют от нескольких килограмм, до сотен, а то и тысяч тонн.

Пробивание отверстий на комбинированных пресс — ножницах

Нередко в производстве для получения отверстий применяют комбинированные пресс — ножницы.

Пробивание отверстий на комбинированных пресс — ножницах

Это устройство состоит из нескольких механизмов, которые позволяют обрабатывать металлический профиль, к примеру, уголок, резать полосы металла, осуществлять вырубку в форме прямо- или треугольников и, само собой, на этих ножницах устанавливают инструмент для пробивки отверстий в металле. Как правило, он состоит из пуансона и матрицы. Пуансон имеет диаметр пробиваемого отверстия. Матрица имеет в своем теле отверстие, соответствующее размеру пуансона. Через нее происходит удаление отходов вырубки.

Следует отметить, что вышеперечисленные способы получения отверстий не отличаются высокой производительности, особенно, в условиях крупносерийного или массового производства. Появление автоматизированного оборудования позволяет устранить эту проблему.

Пробивание отверстий на прессах

Использование оборудования, работающего под управлением системы ЧПУ привело к снижению трудоемкости производственных процессов, соответственно это положительно отражается на стоимости готового изделия.Дело в том, что управляющая программа, которая вносится перед началом работы, содержит в себе точные данные относительно расположения отверстий на листе.

Пробивание отверстий на прессах

Например, револьверный пробивной станок оснащают барабаном, на котором установлены пуансоны (инструмент для пробивки отверстий в металле) обладающие разными размерами и формами. При работе, программа автоматически выбирает необходимый инструмент. Такое инженерное решение позволяет менять инструмент не,  останавливая работу станка, и повышать скорость получения готового изделия. На оборудовании этого типа, возможно, получение до 1 500 отверстий в минуту.Получение готового изделия состоит из нескольких операций. Первая заключается в укладке листа металла на рабочий стол. Для закрепления ее на нем применяют зажимы разного типа.После того как установлен и закреплен оператор запускает управляющую программу. После этого начинается перемещение заготовки. По координатам, заданным в программе, в необходимой точке, происходит опускание прижимного устройства, фиксирующего лист в нужном месте. После прижима происходит удар, наносимый пробойником (пуансоном).

На инструментальном барабане может быть установлен поворотный инструмент, который существенно расширяет возможности станка и позволяет выполнять резку контуров сложных форм.Пресс для пробивки отверстий в металле позволяют выполнять, кроме пробоя, следующие операции:

  • пулевка — выдавливание, получение кромок разной направленности;
  • формовка;
  • неокончательная пробивка.

Перфорация металла

Перфорация облегчает лист металла, делает его прозрачным и более эстетичным с сохранением исходной прочности. В стандартном варианте она выполняется с равномерным размещением отверстий по периметру листа. Но бывает перфорация по выборочным участкам, ленточное распределение, с торцами без отверстий и другие варианты. Различается перфорация и по форме отверстий: круг, овал, квадрат, прямоугольник и т.д.

Скорость перемещения листа по направляющим настолько велика, что при работе с тонким металлом ее умышленно снижают. Это помогает сохранить точность, не допустить смятия материала и появления на нем волн. Процесс контролируется компьютерными программами. Благодаря этому минимизируется влияние человека, и исключаются неточности.

Ручной процесс

В отсутствие на производстве станка с ЧПУ пробивка отверстий в листе или трубе может осуществляться вручную – на пресс-ножницах. В целом, этот процесс мало отличается от автоматического режима.

На стол станка также кладется заготовка, но предварительно ее необходимо разметить, точно указав керном центр каждого отверстия. В дальнейшем положение заготовки вручную погоняется так, чтобы отмеченный центр был ровно напротив центра пунсона.

Далее запускается пресс, который, также как и в автоматизированном процессе, выдавливает внутреннюю часть металла. После этого операция по установке заготовки повторяется.

Ручной вариант существенно медленнее, но на небольших партиях это не так заметно. К тому же стоимость пресс-ножниц существенно ниже, чем станка с ЧПУ.

За работой данного станка можно понаблюдать далее:

https://youtube.com/watch?v=8gJHu4fl6Kg

Суть технологии

Чаще всего осуществляется пробивка отверстий в листовом металле толщиной 0,5–4 миллиметра, так как из-за особенностей конструкции используемого станка работа с трубами и более толстыми листами практически невозможна.

Сам процесс осуществляется с использованием пуансона – пробойника, изготовленного из твердых сплавов, и матрицы – перфорированной «подложки», на которой размещается заготовка. Пуансоны могут иметь разнообразные формы, что дает возможность нанесения перфорации различных видов.

Получаемые перфорированные листы могут использоваться в самых различных сферах и выступать деталями металлической мебели, каркасов рекламных конструкций, защитными кожухами и решетками.

Преимущества и недостатки услуги

ДостоинстваНедостатки
Высокое качество пробивки – четко по заданным параметрам, с точностью до 0,05 мм.Ограничения по толщине заготовки – от 0,8 до 3 мм.
По сравнению с лазерной резкой – отсутствие расхода газов, меньшая энергоемкость процесса, снижение затрат.Наличие следов от инструмента.
Отсутствие проблемы перегрева металла, появления окислов и изменений в кристаллической решетке.При граничных толщинах – возможность образования по краям отверстий заусенцев, требующих последующей механической обработки.
При наличии соответствующего инструмента – возможность выполнения операций формовки объемных элементов.Невозможность обработки материала плавными линиями.
Высокая производительность и автоматизация процесса.Износ рабочего инструмента.
Экономичность при серийном производстве однотипных деталей.Нецелесообразность использования при единичном производстве.
Возможность обработки любых цветных металлов.

Схема пробивки и отделки отверстий у заготовок

Основные технологические операции свободной ковки

Главная / Свободная ковка / Основные технологические операции свободной ковки / Схема пробивки и отделки отверстий у заготовок

29 апреля 2011

При первом приеме пробойник внедряют в тело нагретой заготовки примерно до половины ее толщины и удаляют пробойник из образовавшегося углубления. Затем заготовку кантуют на 180° и, установив пробойник на слегка потемневшую часть металла, над сделанным углублением производят окончательное пробивание отверстия. Выдра (пробиваемая часть металла, удаляемая в отход) выпадает через окно в наковальне или на нижний боек молота (пресса).

а — предварительная пробивка овального отверстия,

б — пробивка отверстия в заготовке узкого бруска.

При пробивании отверстия некоторая часть металла из под пробойника раздается в стороны, вследствие чего форма

поковки или заготовки искажается. Поэтому операцию пробивки отверстий применяют в самой начальной стадии ковки, т. е. задолго до окончательного формообразования поковки.

Пробойник, которым пользуются при ручной ковке, называется бородком. Рабочая часть бородка, в зависимости от назначения, круглая, квадратная, овальная и др. Хорошая заточка бородка обеспечивает высококачественную поверхность пробитых отверстий. Конусность рабочей части бородка позволяет пробивать одним и тем же бородком отверстия разных размеров и облегчает извлечение бородка из металла.

Зубилом или бородком с заостренной рабочей частью в нагретой заготовке, поставленной на наковальне малой стороной, пробивают (просекают) до середины высоты бруска первое углубление. Затем заготовку кантуют на 180° и первым углублением устанавливают на нижник перебивки или подсечку. Установленную таким образом заготовку пробивают насквозь бородком, и, сняв с подсечки, легко раздают над отверстием в наковальне тем же бородком. Расширив (раздав) полученное отверстие с помощью калибра, поковку насаживают на оправку требуемого размера и проковывают на ней внешнюю поверхность прошитой части бруска или отделывают ее в полукруглых обжимках.

Раздачу кольцевидных поковок по диаметру применяют как средство получения цельнокованых, так называемых безшовных колец, венцов, обечаек и др.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Дефекты прошивки и пробивки

При прошивке и пробивке отверстий в поковках могут возникнуть дефекты, главными из которых являются следующие. а — прорезание слитка пустотелым прошивнем, затем с помощью полых надставок, б — заготовка с пришивнем и надставками на подкладном кольце, в — сквозное прорезание при помощи дополнительной надставки. Сильно затянутые края отверстия получаются при прошивке толстой заготовки без предварительного…

Дефекты прошивки и пробивки (Появление рванин и трещин по кромкам)

Появление рванин и трещин по кромкам прошиваемых и пробиваемых отверстий на мелких и средних поковках и заготовках объясняется недостаточным нагревом заготовок перед прошивкой или с выполнением прошивки остывшей заготовки. Отклонение прошивня от оси слитка наблюдается при неравномерном нагреве слитка и непараллельности торцов слитка после его осадки перед прошивкой.Во время пробивки и прошивки отверстий при ручной…

Кузнечная сварка

Кузнечной сваркой называется операция получения неразъемного соединения отдельных заготовок, нагретых до сварочной температуры, под воздействием ударов молотов. Кузнечная сварка до недавнего времени на машиностроительных заводах была вытеснена более прогрессивными способами сварки и применялась сравнительно редко. Однако сейчас она находит все большее применение и не только в условиях ремонтных мастерских, обслуживающих парк сельскохозяйственных машин. Для успешного…

Кузнечная сварка (Нагрев мягкой стали)

Для сварки мягкую сталь нагревают до температуры 1350 — 1370° С, которую определяют оптическим пирометром или на глаз по цвету каления: у мягкой стали нагретые до этой температуры концы имеют ослепительно белый цвет. При таких высоких температурах возможно интенсивное окисление и при длительной выдержке пережог металла. Чтобы избежать этого, свариваемые концы нагревают вначале до температуры…

Схема кузнечной сварки

Схема кузнечной сварки а — внахлестку, 6 — вразруб, в — встык, г — врасщеп. При нанесении легких ударов происходит вытеснение оставшихся шлаков с выпуклых поверхностей и взаимное проникновение частиц металла свариваемых концов. Последующая интенсивная проковка создает условия для более глубокого взаимного проникновения частиц металла свариваемых концов. Кроме этого, проковка утолщенных концов сильными ударами молота…

Недостатки технологии

Надо помнить о том, что качество получаемой продукции напрямую зависит от нескольких факторов, среди них которых — качество инструмента, настройки оборудования, добротности программного обеспечения, применяемого для создания управляющей программы.

Координатная пробивка и ее недостатки

Но надо отметить, что в принципе, вне зависимости от способа получения группы отверстий, дефекты при ручной пробивке и автоматизированной одинаковы.

Смещение отверстий

Чаще всего при изготовлении группы отверстий можно встретить такой дефект, как смещение отверстий относительно друг друга или сторон листа. Этот дефект, может проявиться из-за ошибок в программе, неправильных настроек станка и пр.

Заусенцы

Этот дефект появляется вследствие того, что неправильно подобраны размеры пуансона и матрицы. Кроме того, заусенцы появляются в результате некачественной заточки инструмента.

Пуансоны и матрицы

Борозды

Нередки случаи появления бород на поверхности отверстия вдоль его оси. Они вызваны наличием дефектов поверхности пуансона.

Борозды при пробивке металла

Расчет необходимого усилия пробивки

Процесс вырубки металла характеризуется тем, что в ходе этого процесса появляется довольно сложная схема нагрузки, которая концентрируется в районе места взаимодействия пуансона, прорубаемого материала и матрицы.

Пуансон изготавливают таким образом, что он входит в материал не всем своим торцем, а только внешней кольцевой частью. Ответное воздействие возникает со стороны матрицы. Причем давление, возникающее в зоне взаимодействия этих трех компонентов, распределяется неравномерно.

Другими словами, в процессе вырубки возникает пара сил, которые формируют круговой изгибающий момент. Под его воздействием лист изгибается. В результате этого изгиба зарождается давление, которое оказывает воздействие на пуансон, и на кромку матрицы. Кроме этого, необходимо учитывать и то, что под действием сил трения появляются касательные усилия. Как видно из выше сказанного, при пробивке возникает неоднородное силовое поле. Поэтому, при проведении расчетов применяют условную величину — сопротивление срезу. В результате, проведенных исследований, сопротивление зависит не столько от свойств металла, но и от уровня наклепа, толщины вырубки, зазоров в паре пуансон/матрица и скорости процесса вырубки.

Читать также: Масло индустриальное и 20а применение

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Пробивка отверстий в заготовке S=8мм

Рекомендую сделать матрицу без вертикальной рабочей части. Делайте общий уклон на две стороны 1 градус или 30 минут на сторону. Это позволит вам убрать дополнительное усилие на штамповке потому как помимо усилия идущего на пробивку вы тратите усилие на проталкивание отхода через вертикальный участок матрицы. плюс по ходу испытания шлифуя матрицу вы поймаете оптимальную величину зазора между матрицей и пуансоном. Съемник я бы рекомендовал делать жестким, чтобы полностью исключить влияние перекоса и убрать дополнительное усилие на пресс. Пуансоны рекомендовал бы делать толще в посадочной части пуансонодержателя и длиннее оставив под вырубной диаметр необходимую технологическую высоту. Условия штамповки у вас жесточайшие, особенно это касается пуансонов малого диаметра, поэтому увеличение диаметра создаст более лучшие условия по отводу тепла из рабочей части пуансона. Твердость пуансона должна быть высокая минимум 60 ед, но в то же время он должен сохранять определенную пластичность. После каждой вырубки рекомендую обдувать пуансоны воздухом, а еще лучше воздушно капельной смесью для лучшего отвода тепла.Изменено 12.10.2015 13:42 пользователем Sergei68

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector