Střižná síla se mnohdy snižuje zvláštní úpravou střižných hran, zpravidla jejich zešikmením pod určitým úhlem. Úprava střižníku se provádí také z technologického hlediska, v případě stříhání dlouhých tvarových střihů. V těchto případech by byla střižná síla velká a docházelo by ke značným rázům, rychlejšímu otupení nástrojů a také ke zvlnění materiálu. Tvarovou úpravou nástroje lze snížit střižnou sílu o 30-40 %.
Silové stavy výrazně ovlivňuje střižná mezera, která způsobuje ohybový moment vzniklý silami na střižníku a střižnici. Tento ohybový moment způsobuje vznik jednotlivých pásem na výrobku a také ohyb v okrajových partiích výstřižku.
Z obr. 4 je patrný průběh síly v závislosti na dráze střižníku. Plocha vytčená pod silovou křivkou udává velikost střižné práce. Výpočet střižné práce udává vztah 2:
| (2) |
| |
A | - střižná práce [J] |
k | - součinitel hloubky vtlačení (0,4-0,7) |
t | - tloušťka materiálu [m] |
Fs | - střižná síla [N] |
Součinitel hloubky vtlačení se určuje na základě znalosti tloušťky materiálu a pevnostní charakteristice stříhaného materiálu pro normální střižnou vůli. Při malých vůlích se součinitel hloubky vtlačení zvyšuje. V praktických výpočtech je nutné uvažovat přípustné tolerance pevnosti i tloušťky materiálu, proto se většinou střižná práce zvětšuje o 10-20 % nominální hodnoty.
Přesnost a jakost povrchu výstřižků a vystřihovaných otvorů při stříhání
Přesnost součásti vyrobených stříháním záleží na řadě činitelů, jako je např. přesnost zhotovení střižníku a střižnice, druh a stav nástroje, vlastnosti stříhaného materiálu, takt stroje a ustavení polotovaru v nástroji.
Výrobní tolerance IT vystřihovaného výrobku | 8-9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Výrobní tolerance IT střižníku a střižnice | 5-6 | 6-7 | 7-8 | 8-9 | 10 | 11 | 12 |
Tab. 2. Závislost přesnosti vystřihovaného výrobku na přesnosti nástroje
Stříhání dává nerovný, mírně zkosený a drsný povrch střihu. Významně jakost povrchu střihu ovlivňuje konstrukce a stav střihadla (pro tloušťky do 1 mm se doporučuje drsnost Ra v rozmezí 0,8-0,4, pro materiály o větších tloušťkách Ra v rozmezí 3,2-1,6), velikost a rovnoměrnost střižné vůle, mechanické vlastnosti stříhaného materiálu (rostoucí tvrdost zhoršuje jakost povrchu střižné plochy), počet zdvihů stroje (např. u materiálů s tloušťkou do 1 mm se dosahuje u rychloběžných strojů - 400 zdvihů za min.). Dále pak jakost povrchu střihu ovlivňuje velikost střižné vůle, tloušťka a přesnost stříhaného materiálu.
Při stříhání součástí z materiálu o tloušťce do 4 mm o rozměrech menších než cca 200 mm se dosahuje přesnosti zaručující průměrné ekonomické podmínky v rozmezí základní tolerance IT 12 až IT 14. V nástrojích se zvýšenou přesností, s vodicími stojánky, se zařízením k přidržení polotovaru při stříhání je možné dosáhnout přesnosti IT 9 až IT 11. Ve speciálních nástrojích pro přesné stříhání lze dosáhnout přesnosti IT 6 až IT8.
Technologičnost konstrukce
Základním předpokladem dokonalého technologického postupu a maximální hospodárnosti výroby je správná volba technologičnosti konstrukce výstřižků. Tvar výstřižku by měl být účelný, estetický, výrobně jednoduchý s minimální spotřebou materiálu, resp. s minimálním odpadem. Technologičnost konstrukce musí brát na zřetel faktory, které výrazně vstupují do procesu stříhání. Zejména tedy nedokonalost procesu stříhání (usmýknutí střižné plochy, jakost povrchu apod.), mechanické vlastnosti stříhaného materiálu, tloušťku stříhaného materiálu a její přesnost tolerance, mechanicko-fyzikální vlastnosti funkčních ploch nástroje, výrobní možnosti použitých strojů a nástrojů.
S ohledem na vstupující náklady do technologického postupu je nutné prioritně se zabývat spotřebou materiálu, resp. odpadním množstvím při stříhání. Materiál tvoří ve většině případů 80-90 % z celkových nákladů. Z tohoto důvodu je nutné věnovat se optimalizacím nástřihového plánu. Cílem optimalizace nástřihového plánu je uspořádání, popř. změna konstrukce výstřižku vedoucí k minimalizaci odpadu.
Základní zásady technologičnosti konstrukce výstřižků:
- Navrhovat optimálně nástřihové plány. Využití materiálu by mělo být minimálně 70 %.
- Vhodně volit rozměrové tolerance. Výstřižky menších rozměrů než 150 mm se vyrábějí v toleranci IT 12 až IT 14, u přesných střihadel s vodicími sloupky v toleranci IT 9 až IT 11.
- Nepředepisovat rovinnost výstřižků, která se vlivem ohybového momentu těžko dodržuje. V případě úzkých kroužků (podložky apod.) předepisovat hodnotu jen nezbytně nutnou.
- Nepředepisovat kolmost střižné plochy, které běžným stříháním nelze dosáhnout. V případě konstrukčního požadavku na kolmost je nutné zvolit technologii přesného vystřihování.
- Vhodně volit jakost povrchu střižné plochy. Ustřižená část mívá drsnost Ra = 3,2÷6,3. Přesným stříháním a děrováním lze dosáhnout Ra = 0,2÷0,8.
- Dávat přednost kruhovým otvorům před nekruhovými, případně tvarovými. Plynulé přechody oblouků do přímkové části výstřižků zdražují nástroj a vyžadují uzavřený střih s bočními a podélnými přepážkami. Nicméně kruhové otvory a tvary jsou méně výhodné z hlediska spotřeby materiálu.
- Vhodně volit vzdálenosti mezi otvory, otvory a vnějším obrysem.
- Dbát na možnosti stříhání minimálních otvorů.
Ing. František Tatíček, Ing. Tomáš Pilvousek
Fakulta strojní, ČVUT v Praze
...............................................................................................................................................
Děrování s přidanou hodnotou
Svět děrování, tváření a kombinovaného zpracování představuje v pojetí společnosti Trumpf přibližně polovinu počtu vyráběných strojů pro dělení materiálů. Celé portfolio zahrnuje různé úrovně CNC hydraulických děrovacích a tvářecích lisů, které si zákazník, obdobně jako při výběru automobilu, specifikuje v návaznosti na technologické potřeby a požadovaný výkon.