Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Резка, точение, сверление, зенкерование, фрезерование....doc
Скачиваний:
44
Добавлен:
24.07.2017
Размер:
1.25 Mб
Скачать

Резка ножницами и штампами

Процесс резки ножницами и штампами заключается в сдвиге одной части полуфабриката относительно другой под действием и в направлении сил, приложенных к полуфабрикату со стороны ножей ножниц или пуансона и матрицы вырезного штампа (рис. 1 а, б).

Процесс состоит из трех стадий: изгиба заготовки под действием пары сил, приложенных к режущим кромкам; внедрения режущих кромок в материал полуфабриката вследствие смятия; отделения одной части полуфабриката от другой в результате образования микротрещин, направленных по поверхности скольжения. Трещины разрушения идут от режущих кромок и направлены под некоторым углом к поверхности полуфабриката. Для того чтобы они совпали по направлению, между режущими кромками необходим некоторый зазор г. Оптимальный зазор, при котором получается наибольшая поверхность среза материала, более высокая точность резки, наименьшее усилие резки и наибольшая стойкость режущих кромок, близок к 8 ... 10 % тол­щины материала для металлических и к 3 ... 5 % для неметаллических полуфабрикатов типа бумаги, кожи, текстолита, фибры.

Вследствие изгиба и сдвига волокна, расположенные в зоне линии разделения, удлиняются и кромки заготовок получают характерный скошенный вид. Это обусловливает сравнительно невысокие точность резки и класс шероховатости кромок. Для уменьшения изгиба и повышения точности резку производят с прижимом и, когда это возможно, с поддерживающей плитой, которые препятствуют общему изгибу заготовки (рис. 1, в).

Усилие резки. Ножи должны воздействовать на полуфабрикат с усилием, достаточным для создания пиковых напряжений, достигающих величины ср для данного материала.

Рис. 1.

Схема процесса резки:

а — ножницами: 1 — верхний нож; 2 — нижний нож; 3 — стол ножниц; 4 — разрезаемый полуфабрикат; б — штампами; 1 — пуансон; 2 — матрица; в — ножницами с прижимом и поддерживающей плитой: 1 — прижим; 2 — разрезаемый материал; 3 — поддерживающая плита; 4 — пружина.

Многочисленными экспериментами установлено, что для процессов резки достаточно усилие Р, определяемое из выражения

Р=1,3Sср Sв,

где S — площадь одновременного сдвига материала; ср — сопротивление материала срезу;1,3 (1,0 ... 1,3) —коэффициент, учитывающий неравномерность толщины материала полуфабриката, заступление режущих кромок ножей, наличие сложного напряженного состояния в процессе резки; в — предел прочности материала полуфабриката.

Способы резки и применяемое оборудование. Существует несколько способов резки листовых полуфабрикатов: по прямым линиям и по криволинейным открытым и замкнутым контурам.

Рис.2.

Способы резки по прямым линиям:

а — гильотинными ножницами: 1 — верхний нож; 2 — разрезаемый лист; 3 — нижний нож; б •— схема настройки упоров на гильотинных ножницах:1 — задний упор; 2 — отрезаемая заготовка; 8 — прижим; 4 — боковой упор или направляющая линейка; 5 — стол ножниц; 6 — передний упор; В — расстояние между режущей кромкой нижнего ножа и задним упором; в — резка роликовыми ножницами: 1 — нож; 2 — разрезаемый полуфабрикат; а = 7 …14° — угол захвата; D == (30 ... 70) — диаметр ножей;

h (0,2 ... 0,35) — величина захода ножей

Резку по прямым линиям осуществляют на гильотинных, роликовых и многороликовых ножницах. На рис. 2а показана схема резки листов на гильотинных ножницах с верхним ножом, раположенным под углом к нижнему неподвижному ножу. Усилие резки подсчитывают по формуле

P=Sв =0,5в ctg,

где  - угол створа нажей;  - толщина полуфабриката.

С увеличением , а следовательно, уменьшением площади одновременного сдвига материала усилие резки уменьшается. Однако при увеличении  резко возрастает потребный ход верхнего ножа, а также деформации изгиба и скручивание отрезаемой заготовки. Наивыгоднейший угол створа  в зависимости от толщины разрезаемого листа (0,5 ... 0,25 мм) составляет 1 ... 6°.

Для резки сравнительно тонких листов, когда предъявляются повышенные требования к качеству реза, а также для неметаллических материалов (текстолита, гетинакса, картона и пр.) используют ножницы с параллельными ножами. Величину S в этом случае определяют из выражения S = L, где L длина линии разделения полуфабриката.

Резку листов на гильотинных ножницах производят по упорам (рис. 2б). Если размер В полосы или заготовки превышает 200 ... 600 мм соответственно для толщины материала 0,5 ... 2 мм, то резку выполняют по переднему упору. В этом случае отрезаемая полоса не провисает и точность резки выше, чем при резке по заднему упору.

Затраты на наладку гильотинных ножниц незначительны, и их экономически целесообразно применять в условиях как мелкосерийного, так и крупносерийного производства.

Для продольной резки ленточного материала (со скоростью перемещения разрезаемого полуфабриката 15 ... 35 м/мин применяют роликовые ножницы как с одной парой ножей (рис.5, в), так и с несколькими. Многороликовые ножницы используют в крупносерийном и массовом производстве для разрезания тонких листов и лент (  3 мм) на несколько полос (лент) одновременно. Заданные расстояния между отдельными парами ножей устанавливаются при настройке ножниц.

Резку по криволинейным контурам листовых полуфабрикатов из неметаллических материалов, цветных сплавов и высокопрочных материалов (сталь, титановые сплавы) производят дисковыми и вибрационными ножницами, а также штампами (рис.3).

Рис. 3.

Способы резки по криволинейным конту­рам:

а — дисковыми ножницами; б — вибрационными ножницами; 1 — подвижный нож; 2 — неподвижный нож; 3 — разрезаемый лист, в — штампом; 1 — пуансон; 2 — матрица; 3 — полуфабрикат.

У наклонно поставленных под углом 45° ножей дисковых ножниц (рис.3а) режущие кромки образованы пересечением конических поверхностей. Это позволяет в процессе резки поворачивать лист относительно ножей и вырезать заготовки и детали, контур которых очерчен кривыми с относительно небольшими радиусами. Надежный захват листа при резке возможен в том случае, если D/30. На практике применяют ножи, диаметр которых не превышает 60 ... 70 мм, что обеспечивает резку по кривым с радиусами кривизны не менее 40 ... 50 мм. Толщина 6 разрезаемого материала при этом не должна превышать 1/30 D, т.е. 2,5 мм. Производительность резки при этом составляет 2 ... 10 м/мин. Избежать ручного направления листа по требуемой траектории удается лишь при вырезке круглых деталей, когда полуфабрикат квадратной формы закрепляют в центрах ножниц. Круговая подача осуществляется «захватом» полуфабриката вращающимися ножами.