Dans mon exploration du travail des métaux et de la fabrication, je rencontre souvent l’aspect critique de Force de frappe Calcul. Comprendre comment calculer précisément la résistance du poinçon est essentiel pour garantir l'efficacité et la sécurité des opérations. En déterminant la résistance appropriée pour diverses applications, nous pouvons optimiser les performances, réduire le gaspillage de matière et améliorer la longévité de nos outils. Dans cet article, je partagerai un aperçu des méthodes et des facteurs influençant la résistance du poinçon, vous aidant ainsi à prendre des décisions éclairées pour vos projets. Examinons les calculs qui sous-tendent ce processus essentiel.

Il y a des cas où des problèmes, tels que punch La rupture de la pointe et les fractures des brides se produisent pendant l'opération de poinçonnage.

Ce problème est souvent dû à un manque de données techniques sur les pièces standard, ou à une erreur dans le choix du matériau ou de la forme de l'outil de poinçonnage. Afin de réduire ce type de problème, des normes d'utilisation correcte des poinçons, tenant compte de facteurs tels que la résistance à la fatigue de l'acier à outils et la concentration des contraintes aux brides, sont présentées ici.

1. Calcul de la résistance au poinçonnage

● Force de frappe P［kgf］

P＝ ℓtτ… ………（1）ℓ : Longueur du profil de poinçonnage［mm］（Pour un poinçon rond, ℓ＝πd）t : Épaisseur du matériau［mm］

τ : Résistance au cisaillement du matériau［kgf/mm2］（τ≒0,8XRésistance à la tractionσB）

Exemple 1 : La résistance maximale au poinçonnage P lors du poinçonnage d'un trou rond de 2,8 mm de diamètre dans une tôle d'acier haute résistance de 1,2 mm d'épaisseur (résistance à la traction : 80 kgf/mm²) est la suivante : lorsque P = ℓtτ, la résistance au cisaillement τ = 0,8 × 80 = 64 kgf/mm².

P = 3,14 × 2,8 × 1,2 × 64 = 675 kgf

2. Fracture de la pointe du poinçon

● Contrainte appliquée à la pointe du poinçonσ［kgf/mm2］

σ＝P/A P : Force de poinçonnage, A : Section transversale de la pointe du poinçon (a) Pour le poinçonnage d'épaule

σs＝4 tτ/d… ……………………（2） （b ）Pour poinçon éjecteur σJ＝4d tτ/（d2－d12）………………（3）

［Exemple 2］ Déterminer la possibilité d'une fracture de la pointe du poinçon lorsque le poinçon d'épaulement SPAS6－50－P2.8 et le poinçon d'éjection SJAS6－50－P2.8（dimension d1＝0,7, comme indiqué à la page 186） sont utilisés（. Les conditions de poinçonnage sont les mêmes que dans l'exemple 1.）

（a）Pour le coup d'épaule, d'après la formule（2） : σs＝4×1,2×64/2,8＝110 kgf/mm2

（b）Pour le poinçon d'éjection, à partir de la formule（3） :σJ＝4×2,8×1,2×64 /（2,82－0,72）＝117 kgf/mm2

D'après la Fig. 2, nous voyons que lorsque σs est de 110 kgf/mm2, il existe une possibilité de fracture avec un poinçon D2 à environ 9 000 coups.

Avec le remplacement du matériau M2, ce nombre passe à environ 40 000 tirs. La possibilité de perforer avec un éjecteur est identique.

En raison de la section transversale plus petite, la pointe du poinçon se fracture après environ 5 000 coups. Aucune fracture ne se produit si la contrainte appliquée au poinçon pendant son utilisation est inférieure à la contrainte maximale admissible pour le matériau du poinçon. (Ceci n'est qu'une indication, car la valeur réelle varie en fonction de la précision de la matrice, de sa structure, du matériau poinçonné, ainsi que de la rugosité de surface, du traitement thermique et d'autres conditions du poinçon.)

3. Diamètre de poinçonnage minimal

● Diamètre de poinçonnage minimal : dmin. dmin＝4tτ/σ σ : Résistance à la fatigue de l'acier à outils［kgf/mm2］

［Exemple 3］ Le diamètre de poinçonnage minimum possible lors du poinçonnage de 100 000 coups ou plus dans du SPCC d'épaisseur 2 mm avec un poinçon M2 est le suivant. dmin ＝4tτ/σ……………（4） ＝4×2×26/97≒2,1mm Résistance à la fatigue pour M2 à 100 000

tirs : σ = 97 kgf/mm2 (d'après la Fig. 2) τ = 26 kgf/mm2 (d'après le Tableau 1)

4. Fracture due au flambage

● Charge de flambage P［kgf］ P＝nπ2EI/ℓ2 ………………（5） ℓ＝√ nπ2EI/P ………………（6） n : Coefficient n＝1 : Sans guide de dévêtissage

n＝2 : Avec guide dévêtisseur I : Deuxième moment d'inertie［a mm4］ Pour un poinçon rond, I＝πd4/64 ℓ : Longueur de la pointe du poinçon［mm］

E : Module d'Young［kgf/mm2］ D2 : 21000 M2 : 22000 HAP40 : 23000 V30 : 56000

Comme l'indique la formule d'Euler, les mesures permettant d'améliorer la résistance au flambage P comprennent l'utilisation d'un guide de démoulage, l'utilisation d'un matériau présentant un module de Young plus élevé (SKD→SKH→HAP) et la réduction de la longueur de la pointe du poinçon. La charge de flambage P indique la charge au moment où le poinçon flambe et se fracture. Lors du choix d'un poinçon, il est donc nécessaire de prendre en compte un coefficient de sécurité de 3 à 5. Lors du choix d'un poinçon pour le poinçonnage de petits trous, une attention particulière doit être portée à la charge de flambage et à la contrainte appliquée.

［Exemple 4］Calculez la longueur totale du poinçon qui ne produira pas de flambage lorsqu'un trou φ8 est perforé dans de l'acier inoxydable 304（épaisseur de la tôle 1 mm, résistance à la traction σb ＝60 kgf/mm2）avec un poinçon droit（D2）. À partir de la formule（6） : ℓ ＝√ nπ2EI/P＝√ 2×π2×21000× 201/1206＝262 mm Si le facteur de sécurité est de 3, alors ℓ＝262/3＝87 mm Si l'épaisseur de la tôle de la plaque perforée t est de 20 mm, le flambage peut être évité en utilisant un poinçon d'une longueur totale de 107 mm ou moins. Pour un poinçon basé sur la plaque de décapage (la pointe de la plaque de poinçonnage est guidée par le jeu), la longueur totale doit être de 87 mm ou moins.

［Exemple 5］ La charge de flambage P lorsqu'un poinçon SHAL5－60－P2.00－BC20 est utilisé sans guide de dénudage est la suivante.

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

  Si le facteur de sécurité est de 3, alors P＝426/3＝142 kgf Le flambage ne se produira pas à une force de poinçonnage de 142 kgf ou moins.