Пробивка отверстий в металле

Обработка металлических заготовок осуществляется разными способами. Это может быть резка, гибка, а также пробивка или сверление. Отверстия необходимы, как правило, для крепления изделий и соединения. Например, при производстве и сборке металлоконструкций, несущих элементов, установке колонн, стропильных ферм и балок правильно обработанные отверстия для крепежа будут являться гарантией надежности сооружения.

Но не только в строительстве применяются технологии пробивки отверстий: в разных отраслях промышленности и производства также требуются заготовки из металла с подготовленными вырезами. В нашей статье мы подробно рассмотрим один из самых распространенных методов получения отверстий в листовом металле округлой формы, их преимущества и недостатки.

Что такое пробивка отверстий в металле

Данную технологию иногда называют прокалыванием. Пробивка – это операция, в рамках которой с помощью специализированного оборудования или инструментов в необходимых местах листовых заготовок из металла получают ровные сквозные отверстия. Такая обработка может быть ручной или машинной, но в любом случае суть процесса остается одинаковой. Чтобы прорезать отверстие в металле, необходимо поместить лист между двумя приспособлениями: матрицей (нижняя платформа) и пуансоном (молотком). То, что находится снизу, фиксирует металл и защищает рабочую поверхность, а верхняя часть за счет особенностей строения прорезает листовую заготовку.

Где используется пробивка отверстий?

• При производстве деталей;
• При изготовлении декоративных панелей;
• При производстве металлоконструкций.

Чаще всего отверстия в металле, получаемые методом пробивки, необходимы для закрепления изделий и монтажа соединительных узлов. Однако в некоторых случаях они могут служить декором и иметь при этом любую форму: округлую, крестообразную, квадратную, ромбовидную и пр.

Инструменты и оборудование для пробивки отверстий в металле

Все приспособления, которые применяются для осуществления данной операции можно разделить на 2 группы:

1. Ручного типа. Сюда относятся:
   • Комбинированные пресс-ножницы,
   • Пневматические, механические и гидравлические прессы.

   Особенность такого способа пробивки заключается в том, что листовую заготовку вручную укладывают на матрицу, помечая на ней керном центр каждого отверстия. Подгонка и регулировка металлического листа проводится мастером, после чего запускается прессовый механизм. Ручная пробивка отверстий в листовом металле – процесс длительный, однако он подходит для небольших партий. Однако стоимость пресс-ножниц или других видов механического оборудования значительно ниже станков с ЧПУ. Это позволяет снижать цену за пробивку отверстий в металле при обработке небольшого количества изделий.

2. 2. Автоматизированные – это всевозможные системы с ЧПУ, например револьверные координатно-пробивные станки. Такие прессы дают возможность сократить затраты сил человека и его времени.

Чтобы выполнить пробивку отверстия в металле на автоматическом станке с ЧПУ, нужно сначала внести программу, которая будет содержать информацию о количестве, диаметре и расположении проколов. В этом случае от человека требуется только разместить листовой металл на матрице и закрепить его. Далее в зависимости от заданных параметров автомат сам подбирает пуансон (пробивной молоточек), определяя необходимый размер и форму. Затем происходит запуск процесса, с помощью зажимов лист металла перемещается для получения нужного отверстия. Кстати, некоторые виды оборудования могут осуществлять еще и поклевку, формовку и неполную пробивку изделий. Использование для пробивки листового металла автоматических станков позволяет значительно сократить срок выполнения работ. Скорость пробивки станка обычно составляет до 1500 отверстий в минуту.

Особенности технологии

Если рассматривать пробивку отверстий в листовом металле детально, то процесс происходит следующим образом:

1. 1. Заготовку вводят между пуасоном и матрицей;
2. 2. Далее в автоматическом или ручном режиме производится настройка, чтобы отверстие получилось в нужном месте, и лист зажимается;
3. 3. Затем при вдавливании пуансона в металл происходит сначала смятие листа примерно в половину толщины;
4. 4. Заключительная часть операции – скалывание «лишнего» кусочка металла.

Пробивка отверстий в металле может быть реализована двумя способами:

• На полный диаметр – величина отверстия будет равна соответствующему параметру на чертеже детали;
• На неполный диаметр – изначальная прорезь меньше, а затем в процессе дальнейшей работы с изделием она увеличивается. Это удобно, если отверстие производится для крепления: так можно обеспечить более крепкое соединение.

Пробивка отверстий в листовом металле допускается для следующих типов материалов:

• Малоуглеродистая сталь толщиной до 25 мм;
• Низколегированная сталь (до 20 мм);
• Высокопрочная сталь, если толщина листа не более 12 мм.

Преимущества обработки металла методом пробивки:

• Высокая скорость осуществления операции. Прорезь появляется буквально за доли секунды, а производительность автоматических станков с ЧПУ позволяет быстро обрабатывать большое число изделий.
• Эффективность. Один станок может иметь несколько разных пробивных револьверов, что позволяет делать отверстия разной формы и размера.
• Удобство. Современное оборудование, например, координатно-пробивочный пресс, позволяет самостоятельно задать точки нахождения будущих отверстий.

Недостатки технологии:

• Даже самое эффективное оборудование ограничено предельными значениями допустимой толщины металлических заготовок;
• При пробивке на кромке отверстия появляются заусенцы, и для их устранения требуется дополнительная обработка, что увеличивает сроки выполнения работ и затраты;
• Прорези, которые получаются в результате пробивки, имеют конусообразную форму и радиальные трещины. Это значительно снижает прочность металла в месте соединения и повышает риск коррозии, так как нарушается структура материала. Микротрещины недопустимы там, где детали работают на динамическую нагрузку или требуется высокая точность расположения. Чаще всего в таких случаях пробивку заменяют сверлением.
• При работе с листом металла, толщина которого меньше диаметра прорезаемого отверстия, возрастает риск поломки пуансона. В этом случае также используют сверление вместо пробивки.