
Заусенцы — это нежелательные выступающие кромки или мелкие частицы материала, остающиеся на заготовке после механической обработки или штамповки. При штамповке металла заусенцы образуются, когда пуансон и матрица прорезают металл, вызывая пластическую деформацию по краям. Они могут появляться как со стороны пуансона (скругление кромки), так и со стороны матрицы (зона излома). Распространённые типы включают заусенцы скругления, заусенцы излома и заусенцы разрыва. Размер и форма зависят от свойств материала, состояния инструмента и параметров процесса. Понимание этих факторов необходимо для эффективного уменьшения заусенцев.
Заусенцы снижают качество продукции несколькими способами. Они могут препятствовать сборке, вызывать смещение или приводить к концентрации напряжений и преждевременному разрушению. В электрических компонентах заусенцы могут вызывать короткие замыкания. Острые заусенцы создают опасность при обращении. Кроме того, заусенцы увеличивают трение и износ, снижают точность и требуют вторичных операций удаления заусенцев, что добавляет затраты и время. Для высокоточных отраслей, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и электроника, контроль заусенцев имеет решающее значение.
Зазор между матрицей и пуансоном — это наиболее влиятельный параметр. Слишком большой зазор приводит к чрезмерному скруглению кромки и крупным заусенцам. Слишком малый вызывает износ инструмента и увеличение заусенцев излома. Оптимальный зазор обычно составляет от 5% до 10% толщины материала для мягкой стали. Используйте рекомендуемые значения зазора для конкретных материалов (см. таблицу ниже). Регулярная проверка и регулировка зазора с помощью прокладок или прецизионных матриц обязательна.
| Материал | Толщина (мм) | Оптимальный зазор (на сторону, %) |
|---|---|---|
| Сталь | 0,5–1,5 | 5–7% |
| Алюминий | 0,5–3,0 | 6–8% |
| Нержавеющая сталь | 0,5–2,0 | 4–6% |
| Медь | 0,5–2,0 | 7–9% |
Острые режущие кромки обеспечивают более чистый рез с меньшим количеством заусенцев. Регулярно осматривайте и затачивайте пуансоны и матрицы. Используйте высококачественную инструментальную сталь с покрытиями, такими как TiN или CrN, для снижения трения и износа. Предусмотрите углы среза на торце пуансона для распределения усилий резания и минимизации образования заусенцев. Обеспечьте правильное выравнивание и равномерность зазора. Своевременно заменяйте изношенный инструмент.
Пластичные материалы (например, низкоуглеродистая сталь) обычно образуют более крупные заусенцы, чем хрупкие. По возможности выбирайте материалы с меньшим удлинением и более высокой твёрдостью. Используйте предварительно обработанные или отпущенные для снятия напряжений материалы, чтобы минимизировать деформацию. Для ответственных применений рассмотрите такие материалы, как бериллиевая бронза или закалённая сталь, которые образуют меньшие заусенцы.
Скорость штамповки влияет на тепловыделение и течение материала. Более низкие скорости уменьшают высоту заусенцев за счёт контролируемой деформации. Слишком высокая скорость может вызвать разрыв. Смазка снижает трение и нагрев; используйте масляные или синтетические смазки, предназначенные для штамповки. Наносите смазку равномерно как на пуансон, так и на матрицу. Настройки давления следует регулировать для поддержания надлежащего проникновения без перегрузки.
Уменьшение размера включает использование вторичной операции с матрицей меньшего размера для срезания заусенцев. Вибрационно-ассистированная штамповка использует колебательное движение для снижения трения и улучшения качества кромки. Лазерное удаление заусенцев — это бесконтактный метод, который быстро оплавляет заусенцы. Другие методы включают электрохимическое удаление заусенцев (ECD) и абразивную струйную обработку (AFM). Они подходят для сложных геометрий или крупносерийного производства.