Разделительные операции на различных типах ножниц
Одной их наиболее распространенных операций листовой штамповки является отрезка. Отрезка – полное отделение одной части заготовки от другой по незамкнутому контуру, применяется как заготовительная операция для получения полос, карточек, плоских заготовок различной конфигурации по контуру для последующих операций штамповки. Для реализации операции отрезки применяют различные типы ножниц: ножницы с параллельными ножами; ножницы с наклонными ножами (гильотинные ножницы); дисковые и многодисковые ножницы (роликовые); вибрационные ножницы.
Резка на ножницах с параллельными ножами
Схема резки на ножницах с параллельными ножами показана на рис. 5, они применяется для прямолинейного раскроя листов металлических и неметаллических материалов на заготовки (отрезки полос или штучных заготовок от листов). Разрезаемый лист устанавливается в зазор между ножами, прижимают к столу ножниц, При движении верхнего ножа лист одновременно разрезается по всему сечению.
Рис.5 Технологическая схема отрезки на ножницах с параллельными ножами
1 – верхний нож; 2 – нижний нож; 3 – прижим; 4 – мерный упор
В процессе отрезки силы резания образуют
опрокидывающий момент, который
поворачивает лист вокруг линии реки.
Для предотвращения этого применяют
различные прижимные устройства, создающие
необходимое усилие прижима Q.
Для уменьшения опрокидывающего
момента и трения между ножами угол
резания последних
= 87 - 88 при заднем
угле
= 0 - 2. Качество
отрезки и усилие резания во многом
зависит от качества заточки ножей и
зазора между ними. Зазор должен составлять
0,05 – 0,2 мм. При большей величине зазора
отрезка сопровождается образованием
значительного заусенца по кромке реза
и возрастанием усилий, распирающих
ножи.
Необходимое усилие резания определяется следующим образом:
,
где:
L – длина линии реза;
s – толщина заготовки;
- сопротивление металла срезу,
принимают:
- для пластичных материалов
= (0,6 – 0,7)
;
- для малопластичных материалов = (0,75 – 0,85) .
k – коэффициент учитывающий состояние режущих кромок ножей, на практике может принимать значения k = 1,1 – 1,3;
Так, как
- площадь среза, то усилие резания можно
определить:
По расчетному значению усилия Р выбирают ножницы соответствующей мощности. В паспорте ножниц даны предельные толщины и ширина разрезаемых стальных листов.
Резка на ножницах с наклонными ножами (гильотинных)
Данный тип ножниц, в отличии от ножниц
с параллельными ножами тем, что верхний
нож установлен под углом
к нижнему ножу (см. рис. 5), вследствие
чего отрезке в каждый момент подвергается
не все прямоугольное сечение заготовки,
а только определенная его часть
ограниченная треугольником АВС.
Эта мгновенная площадь среза в виде треугольника АВС равна:
,
;
тогда
.
Как видно из последнего выражения усилие резки на гильотинных ножницах меньше, чем на ножницах с параллельными ножами. Недостатком рассматриваемых ножниц является изгиб отрезаемой заготовки в направлении верхнего ножа. Для тонких листов это не имеет особого значения, но отрезаемые заготовки из толстых
листов перед дальнейшим использованием должны быть подвергнуты дополнительной операции – правке. Для уменьшения изгиба заготовки и для избежания выталкивания листа из-под ножей, угол наклона верхнего ножа должен составлять < 9.
Рис. 6 Технологическая схема резки на ножницах с наклонными ножами (гильотинных ножницах)
Геометрия ножей гильотинных ножниц определяется углами и :
- задний угол
1.5 - 3;
- угол резания = 85 - 75 для твердых и средней твердости материалов, а для мягких материалов, например меди = 65 - 70.
Зазор между ножами: Z = (0,03 – 0,06) S, где S – толщина листа.
Для уменьшения изгиба отрезаемой заготовки угол обычно следующий:
- для толщины листа S = 1 – 10 мм. - = 2 - 4;
- для толщины листа S = 10 – 42 мм. - = 4 - 6.
Ножи ножниц с параллельными и наклонными ножами изготавливают из сталей марок 4ХС, 6ХС, 5ХВ2С и Х12Ф1. Твердость ножей после закалки составляет HRC 54 – 60.
Применение упоров. На ножницах с параллельными и наклонными ножами можно получать и заготовки отличные от прямоугольных, но с прямыми линиями по контуру заготовки, например, заготовки треугольной, многоугольной формы. Для этого применяют различные упоры.
Различают передний, боковой и задний упоры (см. рис. 7).
Рис. 7 Применение упоров для операций отрезки
а) применение заднего упора; в) применение бокового упора; г) применение переднего упора; (1 – передний упор; 2 – боковой упор; 3 – задний упор; 4 – отрезаемая заготовка; 5 – стол ножниц)