1 Cięcie

Cięcie jest procesem kształtowania wyroboacutew lub poacutełwyroboacutew polegającym na oddzieleniu jednej części materiału od drugiej w wyniku koncentracji naprężeń wzdłuż określonej linii zwanej linią cięciaW zależności od użytej maszyny rozroacuteżnia się cięcie na nożycach lub cięcie na prasach zwane wykrawaniem

Cięcie na nożycach Arkusze blach przeznaczone do kształtowania wyroboacutew w większości przypadkoacutew rozcina się na pasy lub pojedyncze kawałki na nożycach Są one następnie wykorzystywane do dalszych operacji kształtowania bądź stanowią gotowy wyroacuteb w produkcji jednostkowej lub małoseryjnej

Cięcie na wykrojnikach W produkcji wielkoseryjnej i masowej opłaca się wykonywać specjalne narzędzia zwane wykrojnikami Elementami roboczymi wykrojnika są stempel tnący i płyta tnąca (matryca) Wykrawanie na prasach skraca czas trwania operacji nawet do ułamkoacutew sekundy (przy automatycznym podawaniu materiału) wymaga jednak wykonania drogich i skomplikowanych narzędzi

Do cięcia możemy używać nożyc gilotynowych

nożyc krążkowych

Do procesu cięcia zalicza się także odcinanie (a) i wycinanie (b)

dziurkowanie (a) i przycinanie (b)

okrawanie (a) i nacinanie (b)

1

Cięcie arkuszy na pasy lub kawałki

Kształt linii cięcia prosty

Wady skrzywienie odcinanej części trudność w zachowaniu roacutewnoodległości zadzior położony po obu stronach elementu odcinanego

Cięcie arkuszy na pasy lub kawałki wycinanie krążkoacutew i pierścieni

Kształt linii cięcia prosty lub łukowy

Zalety dowolnie długa linia cięcia duża uniwersalnośćWady Krzywienie obu części materiału

i Wycinanie Cięcie następuję wzdłuż linii zamkniętej Część wycięta (wewnętrzna) stanowi przedmiot a materiał leżący na zewnątrz linii cięcia jest odpadem

ii Dziurkowanie Cięcie następuje wzdłuż linii zamkniętej Część wycięta (wewnętrzna) stanowi odpad a materiał leżący na zewnątrz linii cięcia ndash przedmiot w ktoacuterym wykonano otwoacuter

iii Odcinanie Cięcie następuje wzdłuż linii niezamkniętej Przy oddzielanie żądanego przedmiotu od materiału wyjściowego powstaje odpad lub nie

iv Przycinacie Cięcie następuje wzdłuż linii niezamkniętej Usuwa się zbędny materiał ktoacutery przylega do krawędzi przedmiotu

v Nadcinanie Cięcie następuje wzdłuż linii niezamkniętej ktoacutera nie dochodzi do krawędzi przedmiotu Nie ma rozdzielania materiału na dwie oddzielne części

vi Okrawanie Celem operacji jest wyroacutewnanie obrzeża przedmiotu przez usunięcie nadmiaru materiału najczęściej odkształconego w poprzednich operacjach tłoczenia

2 Fazy cięcia

Proces cięcia można podzielić na szereg charakterystycznych faz Wszystkie fazy procesu występują tylko podczas cięcia wzdłuż linii zamkniętej (wycinanie dziurkowanie) blachy o dobrych własnościach plastycznych W czasie wycinania takiego materiału mogą wystąpić następujące fazy

Odkształceń sprężystych Odkształceń sprężysto-plastycznych Plastycznego płynięcia Pękania Całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy

a Faza odkształceń sprężystych siły wywierane na blachę prze krawędzie tnące stempla i matrycy są względem siebie przesunięte a powstały na skutek tego moment zginający pwoduje wstępne wybrzuszenie blachy W wyniku wybrzuszenia obszarj jej przylegania do czołowej powierzchni stempla i matrycy kurczy się do wąskich paskoacutew biegnących wzdłuż obu krawędzi tnących

b Faza odkształceń sprężysto-plastycznych obszar uplastyczniony występuje jedynie w miejscu największej koncentracji naprężeń a więc w bezpośrednim sąsiedztwie krawędzi tnących stempla i płyty tnącej W miarę wzrostu nacisku granica obszaru uplastycznionego przesuwa się w głąb materiału a jednocześnie krawędzie tnące stempla i płyty tnącej wgniatają się nieco w materiał wytwarzając dostatecznie dużą powierzchnię przylegania będącą w stanie przenieść zwiększony nacisk stempla

c Faza plastycznego płynięcia Charakteryzuje się ona plastycznym płynięciem materiału w otoczeniu powierzchni ścinania przy czym prz dostatecznie dużej średnicy stempla środkowa część materiału przemieszcza się do dołu wraz ze stemplem nie doznając żadnych odkształceń trwałych

d Faza pękania Pierwsze pęknięcia pojawiają się w miejscach gdzie materiał jest najbardziej odkształcony a więc w pobliżu krawędzi tnących stempla i matrycy przy odpowiednim luzie między stemplem a matrycą pęknięcia rozchodzące się od obu krawędzi spotykają się ze sobą tworząc wspoacutelną powierzchnię pęknięcia o zarysie zbliżonym do litery bdquosrdquo(Chwila w ktoacuterej następuje pęknięcie zależy od rodzaju materiały np w materiałach miękkich i plastycznych w końcowym etapie fazy a w materiałach twardych w na początku etapu fazy pękania

e Faza całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy

3 Siła cięcia

2

Przebieg siły cięcia Pt wywieranej przez stempel podczas wycinania z luzem nieco mniejszym od optymalnego zmienia się w miarę zagłębiania stempla w materiał Maksymalną wartość siły można wyznaczyć ze wzoru

Ptmax=klgRt

Rt ndash wytrzymałość materiału na ścinanieg ndash grubość blachyl ndash długość linii cięciak = (11 ndash 13) wspoacutełczynnik uwzględniający wzrost siły cięcia spowodowany zużyciem noży tarciem zmienną szybkością cięcia roacuteżną chropowatością narzędzi itp

Klasa kategoria rodzajKategoriaZe względu na wymaganą tłoczność i własności wytrzymałościowe blachy dzieli się na cztery kategorie

minus bardzo głębokotłoczne ndash B minus głębokotłoczne ndash G minus tłoczne ndash T minus płytkotłoczne ndash P

Klasa

Klasy jakości blach Ze względu na możliwość wykorzystania powierzchni arkusza lub kręgu rozroacuteżnia się dwie klasy jakości

minus blachy pierwszej klasy (bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu) minus blachy drugiej klasy jakości (oznaczone dodatkowo symbolem 2)

Rodzaj

Podział i oznaczenie 1048707W zależności od postaci dostawy rozroacuteżnia się blachy

minus w arkuszach ndash bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu minus w kręgach

1048707W zależności od sposobu walcowania rozroacuteżnia się blachy minus walcowane na gorąco ndashW minus walcowane na zimno ndash Z

1048707Ze względu na wymaganą jakość powierzchni blachy rozroacuteżnia się cztery rodzaje powierzchni I II III IV

1048707Ze względu na wymagany stopień wykończenia powierzchni określony przez dopuszczalną chropowatość R blachy rodzaju I i II dzieli się na minus bez określenia chropowatości ndash bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu minus chropowatą ndash r minus matową ndash m minus gładką (błyszczącą) ndash g

Przykład oznaczenia 14 blacha do tłoczenia w arkuszach walcowanej na gorąco (W) trzeciego ro-dzaju powierzchni (III) drugiej

klasy jakości (2) kategorii tłocznej (T) gru-bości 25 mm o zwykłej dokładności wykonania szerokości 1000 mm o zwykłej dokładności wykonania i długości 2000 mm o zwykłej dokładności wykonania

BLACHA DO TŁOCZENIA W ndash III2ndashT 5x1000x2000 PNndash81Hndash92121

Umiejętność naszkicowaniehellip(format A3)Rys 1 Wykrojnik

3

1 Głowica2 Płyta głowicowa3 Przekładka4 Płyta stemplowa5 Stempel6 Płyta prowadzaca7 Przekładka8 Płyta tnaca (matryca)9 Płyta podstawyL- luz tzn roacuteżnica wymiaroacutew pomiędzy otworem w płycie tnącej a średnicą stempla

Dokładne wykrawanie umożliwia uzyskanie małej chropowatości powierzchni cięcia wielkości Ra= 03 divide 15 μm i zwiększenie małej dokładności do 5 divide 6 klasy ISO Wartości te uzależnione są od własności materiału wykrawanego wymiaroacutew wyrobu i dokładności wykonania wykrojnika

Wydajność produkcji gotowych wyroboacutew metodą wykrawania dokładnego jest rzędu 30 sztmin operacja ta jest więc szczegoacutelnie korzystna z punktu widzenia kryterium oceny techniczno - ekonomicznej

Można wyroacuteżnić następujące metody dokładnego wykrawania a) ze spęczaniem - dzięki dodatkowemu obciążeniu materiału wykrawanego w pobliżu krawędzi tnącej występuje

kompensacja naprężeń rozciągających niekorzystnych dla gładkości powierzchni i dokładności wymiaroacutew (rys 82g)

b) ze zmniejszonym luzem - uzyskuje się korzystniejszy stan naprężeń i występuje proces ścierania powierzchni cięcia o powierzchnię przyłożenia matrycy co powoduje poprawę gładkości

4

i Wycinanie Cięcie następuję wzdłuż linii zamkniętej Część wycięta (wewnętrzna) stanowi przedmiot a materiał leżący na zewnątrz linii cięcia jest odpadem

ii Dziurkowanie Cięcie następuje wzdłuż linii zamkniętej Część wycięta (wewnętrzna) stanowi odpad a materiał leżący na zewnątrz linii cięcia ndash przedmiot w ktoacuterym wykonano otwoacuter

iii Odcinanie Cięcie następuje wzdłuż linii niezamkniętej Przy oddzielanie żądanego przedmiotu od materiału wyjściowego powstaje odpad lub nie

iv Przycinacie Cięcie następuje wzdłuż linii niezamkniętej Usuwa się zbędny materiał ktoacutery przylega do krawędzi przedmiotu

v Nadcinanie Cięcie następuje wzdłuż linii niezamkniętej ktoacutera nie dochodzi do krawędzi przedmiotu Nie ma rozdzielania materiału na dwie oddzielne części

vi Okrawanie Celem operacji jest wyroacutewnanie obrzeża przedmiotu przez usunięcie nadmiaru materiału najczęściej odkształconego w poprzednich operacjach tłoczenia

2 Fazy cięcia

Proces cięcia można podzielić na szereg charakterystycznych faz Wszystkie fazy procesu występują tylko podczas cięcia wzdłuż linii zamkniętej (wycinanie dziurkowanie) blachy o dobrych własnościach plastycznych W czasie wycinania takiego materiału mogą wystąpić następujące fazy

Odkształceń sprężystych Odkształceń sprężysto-plastycznych Plastycznego płynięcia Pękania Całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy

a Faza odkształceń sprężystych siły wywierane na blachę prze krawędzie tnące stempla i matrycy są względem siebie przesunięte a powstały na skutek tego moment zginający pwoduje wstępne wybrzuszenie blachy W wyniku wybrzuszenia obszarj jej przylegania do czołowej powierzchni stempla i matrycy kurczy się do wąskich paskoacutew biegnących wzdłuż obu krawędzi tnących

b Faza odkształceń sprężysto-plastycznych obszar uplastyczniony występuje jedynie w miejscu największej koncentracji naprężeń a więc w bezpośrednim sąsiedztwie krawędzi tnących stempla i płyty tnącej W miarę wzrostu nacisku granica obszaru uplastycznionego przesuwa się w głąb materiału a jednocześnie krawędzie tnące stempla i płyty tnącej wgniatają się nieco w materiał wytwarzając dostatecznie dużą powierzchnię przylegania będącą w stanie przenieść zwiększony nacisk stempla

c Faza plastycznego płynięcia Charakteryzuje się ona plastycznym płynięciem materiału w otoczeniu powierzchni ścinania przy czym prz dostatecznie dużej średnicy stempla środkowa część materiału przemieszcza się do dołu wraz ze stemplem nie doznając żadnych odkształceń trwałych

d Faza pękania Pierwsze pęknięcia pojawiają się w miejscach gdzie materiał jest najbardziej odkształcony a więc w pobliżu krawędzi tnących stempla i matrycy przy odpowiednim luzie między stemplem a matrycą pęknięcia rozchodzące się od obu krawędzi spotykają się ze sobą tworząc wspoacutelną powierzchnię pęknięcia o zarysie zbliżonym do litery bdquosrdquo(Chwila w ktoacuterej następuje pęknięcie zależy od rodzaju materiały np w materiałach miękkich i plastycznych w końcowym etapie fazy a w materiałach twardych w na początku etapu fazy pękania

e Faza całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy

3 Siła cięcia

2

Przebieg siły cięcia Pt wywieranej przez stempel podczas wycinania z luzem nieco mniejszym od optymalnego zmienia się w miarę zagłębiania stempla w materiał Maksymalną wartość siły można wyznaczyć ze wzoru

Ptmax=klgRt

Rt ndash wytrzymałość materiału na ścinanieg ndash grubość blachyl ndash długość linii cięciak = (11 ndash 13) wspoacutełczynnik uwzględniający wzrost siły cięcia spowodowany zużyciem noży tarciem zmienną szybkością cięcia roacuteżną chropowatością narzędzi itp

Klasa kategoria rodzajKategoriaZe względu na wymaganą tłoczność i własności wytrzymałościowe blachy dzieli się na cztery kategorie

minus bardzo głębokotłoczne ndash B minus głębokotłoczne ndash G minus tłoczne ndash T minus płytkotłoczne ndash P

Klasa

Klasy jakości blach Ze względu na możliwość wykorzystania powierzchni arkusza lub kręgu rozroacuteżnia się dwie klasy jakości

minus blachy pierwszej klasy (bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu) minus blachy drugiej klasy jakości (oznaczone dodatkowo symbolem 2)

Rodzaj

Podział i oznaczenie 1048707W zależności od postaci dostawy rozroacuteżnia się blachy

minus w arkuszach ndash bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu minus w kręgach

1048707W zależności od sposobu walcowania rozroacuteżnia się blachy minus walcowane na gorąco ndashW minus walcowane na zimno ndash Z

1048707Ze względu na wymaganą jakość powierzchni blachy rozroacuteżnia się cztery rodzaje powierzchni I II III IV

1048707Ze względu na wymagany stopień wykończenia powierzchni określony przez dopuszczalną chropowatość R blachy rodzaju I i II dzieli się na minus bez określenia chropowatości ndash bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu minus chropowatą ndash r minus matową ndash m minus gładką (błyszczącą) ndash g

Przykład oznaczenia 14 blacha do tłoczenia w arkuszach walcowanej na gorąco (W) trzeciego ro-dzaju powierzchni (III) drugiej

klasy jakości (2) kategorii tłocznej (T) gru-bości 25 mm o zwykłej dokładności wykonania szerokości 1000 mm o zwykłej dokładności wykonania i długości 2000 mm o zwykłej dokładności wykonania

BLACHA DO TŁOCZENIA W ndash III2ndashT 5x1000x2000 PNndash81Hndash92121

Umiejętność naszkicowaniehellip(format A3)Rys 1 Wykrojnik

3

1 Głowica2 Płyta głowicowa3 Przekładka4 Płyta stemplowa5 Stempel6 Płyta prowadzaca7 Przekładka8 Płyta tnaca (matryca)9 Płyta podstawyL- luz tzn roacuteżnica wymiaroacutew pomiędzy otworem w płycie tnącej a średnicą stempla

Dokładne wykrawanie umożliwia uzyskanie małej chropowatości powierzchni cięcia wielkości Ra= 03 divide 15 μm i zwiększenie małej dokładności do 5 divide 6 klasy ISO Wartości te uzależnione są od własności materiału wykrawanego wymiaroacutew wyrobu i dokładności wykonania wykrojnika

Wydajność produkcji gotowych wyroboacutew metodą wykrawania dokładnego jest rzędu 30 sztmin operacja ta jest więc szczegoacutelnie korzystna z punktu widzenia kryterium oceny techniczno - ekonomicznej

Można wyroacuteżnić następujące metody dokładnego wykrawania a) ze spęczaniem - dzięki dodatkowemu obciążeniu materiału wykrawanego w pobliżu krawędzi tnącej występuje

kompensacja naprężeń rozciągających niekorzystnych dla gładkości powierzchni i dokładności wymiaroacutew (rys 82g)

b) ze zmniejszonym luzem - uzyskuje się korzystniejszy stan naprężeń i występuje proces ścierania powierzchni cięcia o powierzchnię przyłożenia matrycy co powoduje poprawę gładkości

4

Przebieg siły cięcia Pt wywieranej przez stempel podczas wycinania z luzem nieco mniejszym od optymalnego zmienia się w miarę zagłębiania stempla w materiał Maksymalną wartość siły można wyznaczyć ze wzoru

Ptmax=klgRt

Rt ndash wytrzymałość materiału na ścinanieg ndash grubość blachyl ndash długość linii cięciak = (11 ndash 13) wspoacutełczynnik uwzględniający wzrost siły cięcia spowodowany zużyciem noży tarciem zmienną szybkością cięcia roacuteżną chropowatością narzędzi itp

Klasa kategoria rodzajKategoriaZe względu na wymaganą tłoczność i własności wytrzymałościowe blachy dzieli się na cztery kategorie

minus bardzo głębokotłoczne ndash B minus głębokotłoczne ndash G minus tłoczne ndash T minus płytkotłoczne ndash P

Klasa

Klasy jakości blach Ze względu na możliwość wykorzystania powierzchni arkusza lub kręgu rozroacuteżnia się dwie klasy jakości

minus blachy pierwszej klasy (bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu) minus blachy drugiej klasy jakości (oznaczone dodatkowo symbolem 2)

Rodzaj

Podział i oznaczenie 1048707W zależności od postaci dostawy rozroacuteżnia się blachy

minus w arkuszach ndash bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu minus w kręgach

1048707W zależności od sposobu walcowania rozroacuteżnia się blachy minus walcowane na gorąco ndashW minus walcowane na zimno ndash Z

1048707Ze względu na wymaganą jakość powierzchni blachy rozroacuteżnia się cztery rodzaje powierzchni I II III IV

1048707Ze względu na wymagany stopień wykończenia powierzchni określony przez dopuszczalną chropowatość R blachy rodzaju I i II dzieli się na minus bez określenia chropowatości ndash bez wyroacuteżnienia w oznaczeniu minus chropowatą ndash r minus matową ndash m minus gładką (błyszczącą) ndash g

Przykład oznaczenia 14 blacha do tłoczenia w arkuszach walcowanej na gorąco (W) trzeciego ro-dzaju powierzchni (III) drugiej

klasy jakości (2) kategorii tłocznej (T) gru-bości 25 mm o zwykłej dokładności wykonania szerokości 1000 mm o zwykłej dokładności wykonania i długości 2000 mm o zwykłej dokładności wykonania

BLACHA DO TŁOCZENIA W ndash III2ndashT 5x1000x2000 PNndash81Hndash92121

Umiejętność naszkicowaniehellip(format A3)Rys 1 Wykrojnik

3

1 Głowica2 Płyta głowicowa3 Przekładka4 Płyta stemplowa5 Stempel6 Płyta prowadzaca7 Przekładka8 Płyta tnaca (matryca)9 Płyta podstawyL- luz tzn roacuteżnica wymiaroacutew pomiędzy otworem w płycie tnącej a średnicą stempla

Dokładne wykrawanie umożliwia uzyskanie małej chropowatości powierzchni cięcia wielkości Ra= 03 divide 15 μm i zwiększenie małej dokładności do 5 divide 6 klasy ISO Wartości te uzależnione są od własności materiału wykrawanego wymiaroacutew wyrobu i dokładności wykonania wykrojnika

Wydajność produkcji gotowych wyroboacutew metodą wykrawania dokładnego jest rzędu 30 sztmin operacja ta jest więc szczegoacutelnie korzystna z punktu widzenia kryterium oceny techniczno - ekonomicznej

Można wyroacuteżnić następujące metody dokładnego wykrawania a) ze spęczaniem - dzięki dodatkowemu obciążeniu materiału wykrawanego w pobliżu krawędzi tnącej występuje

kompensacja naprężeń rozciągających niekorzystnych dla gładkości powierzchni i dokładności wymiaroacutew (rys 82g)

b) ze zmniejszonym luzem - uzyskuje się korzystniejszy stan naprężeń i występuje proces ścierania powierzchni cięcia o powierzchnię przyłożenia matrycy co powoduje poprawę gładkości

4

1 Głowica2 Płyta głowicowa3 Przekładka4 Płyta stemplowa5 Stempel6 Płyta prowadzaca7 Przekładka8 Płyta tnaca (matryca)9 Płyta podstawyL- luz tzn roacuteżnica wymiaroacutew pomiędzy otworem w płycie tnącej a średnicą stempla

Dokładne wykrawanie umożliwia uzyskanie małej chropowatości powierzchni cięcia wielkości Ra= 03 divide 15 μm i zwiększenie małej dokładności do 5 divide 6 klasy ISO Wartości te uzależnione są od własności materiału wykrawanego wymiaroacutew wyrobu i dokładności wykonania wykrojnika

Wydajność produkcji gotowych wyroboacutew metodą wykrawania dokładnego jest rzędu 30 sztmin operacja ta jest więc szczegoacutelnie korzystna z punktu widzenia kryterium oceny techniczno - ekonomicznej

Można wyroacuteżnić następujące metody dokładnego wykrawania a) ze spęczaniem - dzięki dodatkowemu obciążeniu materiału wykrawanego w pobliżu krawędzi tnącej występuje

kompensacja naprężeń rozciągających niekorzystnych dla gładkości powierzchni i dokładności wymiaroacutew (rys 82g)

b) ze zmniejszonym luzem - uzyskuje się korzystniejszy stan naprężeń i występuje proces ścierania powierzchni cięcia o powierzchnię przyłożenia matrycy co powoduje poprawę gładkości

4