Лист 0,6 мм

Ножницы с параллельными ножами служат для резки сравнительно узких и толстых полос, а также неметаллических материалов.

Процесс резки

При работе на ножницах с параллельными ножами (угол резания φ = 90°) разрезаемая полоса или заготовка, помещаемая между ножами (рис. 1, а), подвергается вертикальному давлению, возрастающему от нуля до величины, равной сопротивлению металла срезу (скалыванию). Вслед за тем части А и Б отделяются друг от друга, давая излом (поверхность среза), зависящий от рода материала и от ряда факторов, влияющих на процесс резки.

Рис. 1. Резка металла ножницами с параллельными ножами

Если рассматривать плоскость разреза листа (рис. 1, б), то можно заметить в ней четыре зоны деформации: С- зона закругления, Е - зона разреза, G - зона скалывания и F - зона смятия от нижней опоры ножа.

Зоны деформации дают представление о последовательности стадии процесса резки ножницами. В первый момент, когда ножи начинают давить на металл, имеет место упругая деформация, дальнейшее опускание ножа приводит к пластической деформации в виде сдвига. При наличии большого зазора между ножами (свыше 10% от толщины металла), особенно у пластичных металлов, дальнейшее протекание пластического сдвига сопровождается изгибом и растяжением волокон с последующим разрезанием их (появлением скалывающих трещин), после чего наступает разделение металла.

Рис. 5. Схема действия сил на металл при резке ножницами с параллельными ножами

Схема распределения внешних сил при резке ножницами с параллельными ножами (рис. 2). При проникновении ножей в разрезаемый металл на определенную величину равнодействующая Р давления ножа на поверхность разрезаемого металла будет приложена не на острие ножей, а на некотором расстоянии от плоскости среза. Поэтому создается опрокидывающий момент Ра, который будет поворачивать металл по направлению стрелок (рис. 2). Повороту противодействуют сами ножи вследствие того, что они вдавились в металл на некоторую глубину. Противодействующий момент определяется парой сил ТЬ, направленной перпендикулярно к плоскости среза.

Разрезаемый металл, очевидно, будет поворачиваться до тех пор, пока не будет достигнуто равенство моментов

Ра = Тb,           (10)

где а - плечо пары сил Р; b - плечо пары сил Т.

Для предохранения материала от опрокидывания на ножницах ставится специальный прижим усилием Q. Кроме того, на ножах создают передний угол γ для уменьшения плеча а (см. рис.2).

Боковое давление на нож Г=bψ (ψ - угол поворота разрезаемого металла). В среднем угол ψ при резке толстых металлов без прижима составляет около 10-20°, а при резке с прижимом - около 5-15°. Соответственно этим значениям ψ распирающая ножи сила Т ≈ (0,10÷0,18) Р (Р - усилие, потребное для разрезки материала).

Усилие и затрачиваемая работа

Технологическое (расчетное) усилие резки (при нормальных условиях работы) Р (в Н) при резке ножницами с параллельными ножами определяется из выражения

P = F₀τ₀ = Bsτ₀        (11)

где F - площадь среза, мм²; В - ширина полосы или листа, мм; s - толщина полосы или листа, мм; τ₀ - сопротивление срезу (резке), МПа.

Однако на практике условия резания могут несколько изменяться вследствие затупления режущих кромок ножей, изменения величины зазора между ножами, неравномерности толщины и качества поверхности полосы или листа и т. д. Поэтому действительное усилие резки может увеличиться на 20-30%. При подборе и расчете ножниц, прессов и других машин-орудий, применяемых при штамповке, следует пользоваться формулой

Р_р = kP,       (12)

где Р_р - действительное усилие резки; k - поправочный коэффициент, учитывающий влияние вышеприведенных факторов на процесс резки в производственных условиях и изменяющийся в зависимости от них в пределах 1,0-1,3.

Рис. 3. Кривые резки мягкой стали:

1 - параллельными ножами (s = 15 мм. В = 45 мм, δ = 85°);

2 наклонными ножами (s = 15 мм, В = 100 мм, φ = 10°, δ = 80°)

Работа, затрачиваемая при резке (А_н), определяется произведением усилия (Р) на длину пути ножа, на котором это усилие действует. Из рассмотрения кривых резки на ножницах (рис. 3, кривая 1) вытекает, что работу А_н, затрачиваемую на резку, следует определять из выражения

где Р - усилие резки в данный момент; i - абсолютное значение переменной величины углубления ножа в металл (до его разрушения); i_k - конечное значение этой величины (глубина проникновения ножа в момент отделения - отрыва одной части металла от другой); т₀ - сопротивление срезу (резке), в данный момент.

Так как выражение (13) не поддается интегрированию, ибо кривая резки (на условной диаграмме) не может быть выражена в виде уравнения, то работу резки легче зсего вычислить графически - измерением площади, ограниченной кривой, или аналитически как сумму отдельных работ на каждом участке углубления ножа, т. е.

Если принять, что i₁ = i₂ = ... = i_n а конечнoе значение как максимум i = i_k = s, то средняя ордината кривой усилия резки определится из выражения

где n_уч - число условно принятых участков.

Работа резки А_н (в Дж)

где s - в мм, Р - в Н.

Коэффициент λ - отношение среднего усилия - Р_ср к максимальному Р; он выражает отношение площади прямоугольника P_cps, равновеликой площади под кривой резки, к площади прямоугольника Ps.

Путем рассмотрения и планиметрирования ряда опытных диаграмм усилий резки удалось установить, что среднее усилие резки Р_ср (если превратить площадь под кривой в равновеликую площадь прямоугольника P_cps) в зависимости от толщины и твердости металла составляет от 0,75 до 0,30 от максимального усилия Р. Для сильно наклепанных и хрупких материалов Р_ср менее 0,30Р. Таким образом, с достаточной для практики степенью точности коэффициент % в формуле (16) может быть выбран в зависимости от толщины материала s:

Толщина  материала, мм  Коэффициент

<2......................... 0,75-0,55

От 2 до 4............. 0,55-0,45

>4......................... 0,45-0,30

Следует иметь в виду, что для мягких и более тонких материалов необходимо брать значения коэффициентов λ, близкие к верхним пределам, а для более твердых - близкие к нижним пределам. Зная величину работы А_н, затрачиваемой для осуществления данного процесса, можно найти по известным формулам, применяемым для расчета электропривода, и необходимую мощность машины (ножниц, пресса) и электродвигателя.

Также см. лист стальной близких размеров к 0,6 мм: Лист 0,4 мм продажа, Лист 0,5 мм продажа.