2014-02-17
5676
В литературе приводится много методик расчёта максимального усилия реза F макс. Все они дают зависимость F макс от угла реза α и толщины разрезаемого металла h. Кроме того, на F макс влияют зазор между ножами δ, состояние режущих кромок (радиус затупления r), угол заострения ножей β, механические свойства разрезаемого металла (σт, σв, εнад, εотр и δ5), длина отрезаемой полосы l и пр. Наиболее общей из них является формула Крылова-Тарасова [*6].
В соответствии с этой методикой максимальное значение полного усилия реза металла на ножницах с наклонными ножами рассчитывается по формуле
| Fмакс=F1+F2, |
где F 1 — усилие собственно реза; F 2 — усилие изгиба отрезаемой части полосы.
Усилие собственно резания полосы наклонными ножами представляют формулой
| F1=KэпτмаксSрк, | (f11) |
где K эп — коэффициент эпюры, учитывающий неравномерность распределения удельного сопротивления резанию по длине «режущего клина» в зависимости от угла наклона ножа; τмакс — максимальное удельное сопротивление резанию; S рк — максимальная площадь части сечения полосы, сопротивляющаяся резанию и условно называемая площадью «режущего клина» (см. рис. a4).
|
|
|
| Рис. a17. Зависимость коэффициента эпюры от угла наклона верхнего ножа. |
Коэффициент K эп определяется по графику рис. a17, который построен по экспериментальным данным. Как видно из графика, K эп изменяется от 1,0 при угле реза α=0° до 0,7 при α =2°. При дальнейшем увеличении угла наклона ножа K эп остаётся постоянным. Максимальное удельное сопротивление резанию τмакс определяется по формуле (f1). Площадь «режущего клина» определяется по формуле
Рис. a18. Зависимость коэффициента z от
коэффициента 
.
Подставив в формулу (f11) значение S рк из формулы (f12) и значение εотр из формулы (f3), получим формулу для определения усилия собственно реза металла наклонными ножами
| (f13) |
Усилие изгиба отрезаемой части полосы F 2определяется по формуле
| F2 = z σв h2, | (f14) |
где z — коэффициент, зависящий от длины отрезаемой части полосы, пластических свойств разрезаемого металла и угла наклона ножа, определяется по графику на рис. a18.
Окончательная формула для определения полного усилия реза металла наклонными ножами после подстановки значений F 1 и F 2 соответственно из формул (f13) и (f14) в формулу (f10) будет иметь вид
| (f15) |
С учётом возможного притупления ножей усилия реза, подсчитанные по формуле (f15) можно увеличить на 15…20 %. Как указывается в [*5], сравнение результатов опытов с расчётами, произведёнными по формуле (f15), выявило расхождение 4…23 %. Для сравнения, методика Crasemann, приведённая в [*2], даёт расхождение 18…48 %.
|
|
|
Следует отметить, что эта формула теоретически и экспериментально обоснована только для ножниц гильотинного типа. Для ножниц с «катящимся резом» подобных исследований не проводилось (по крайней мере мне таковые не встречались). Но можно полагать, что величина реального максимального усилия будет несколько меньше при резке на ножницах с «катящимся резом», чем при резке на гильотинных ножницах, т. к. не тратится дополнительная энергия на искривление листа.
Определение усилий при резке ножницами делают по формулам, приведенным в табл. 8.2. Учитывая наличие изгиба при резке, а также неравномерность толщины и притупления ножей, расчетное усилие увеличивают на 30% и полное усилие резания принимают равным Ри = 1,3 Р, для чего в формулах вместо σ ср может быть принято σв = l, 3 σср На рис. 8.1 приведена схема резки листа гильотинными ножницами или ножом с наклонной режущей кромкой, на которой показаны графики местного (единичного) усилия резания. Таблица 8.2. Определение усилий резания ножницами
-дисковые ножницы.
Обозначения: L - длина реза, мм; ф - угол створа ножниц, град; σср - сопротивление срезу, кгс/мм2 [σср = (0,6 ÷ 0,8) σв]; hп - глубина вдавливания ножей до момента скалывания, мм; а - угол захвата роликовых ножниц, град.
