Лист 3 мм

Процесс резки

Процесс резки дисковыми ножницами осуществляется вращающимися круглыми ножами. Верхние и нижние дисковые ножи вращаются принудительно в разные стороны с одинаковой угловой скоростью. Разрезаемый материал передвигается за счет трения металла о ножи. Дисковые ножницы подразделяются по количеству ножей на однодисковые (второй нож - неподвижный- выполнен в виде полосы и прикреплен к столу), парнодисковые и многодисковые. В штамповочных цехах используются главным образом парнодисковые и многодисковые ножницы.

Парнодисковые ножницы. Эти ножницы имеют два вращающихся дисковых ножа - верхний и нижний. Они бывают трех типов: с параллельным расположением/'ножей (осей), с одним наклонным и двумя наклонными ножами.

Рис. 1. Схема работы и конструктивные (рабочие) элементы ножей

парнодисковых ножниц

Первая группа ножниц (рис. 1, а) применяется для резки листов на полосы и для вырезки круглых заготовок с выходом на край листа из материала толщиной 2,5-30 мм со скоростью резки от 20 до 5 м/мин. Скорость резки листов толщиной ниже 2,5 мм достигает 60-90 м/мин. У парнодисковых ножниц угол захвата φ < 14° (10-14°). Заход (перекрытие) ножей для стали, латуни а = (0,2÷0,3) s, для мягких металлов - меди а = (0,3÷0,5) s. Конструктивные размеры ножей принимают в зависимости от толщины разрезаемого материала s. При s от 2,5 до 30 мм D = 90 ÷ 425 мм, Б = 23÷ 80 мм; угол скоса а = 1°-1°30'. Наименьший диаметр вырезаемой заготовки для толщин 2,5-20 мм D₃ = 200÷950 мм.

Вторая группа дисковых ножниц с наклонным нижним ножом (рис. 1, б) применяется для резки полос и круглых дисковых и кольцевых заготовок из материалов толщиной s = 2,5÷30 мм. Скорость резки от 20 до 5 м/мин. Угол наклона γ = 30÷40°. Диаметр и толщина ножей для материалов толщиной 2,5-20 мм D = 70÷380 мм, Б = 17 = 67 мм; угол скоса а = 1°30'÷2°. Наименьший диаметр вырезаемой заготовки D₃ = 170÷800 мм.

Третья группа - ножницы с наклонным расположением верхнего и нижнего ножей (рис. 1, в) применяются для резки круглых, кольцевых и криволинейных заготовок с малым радиусом. Криволинейная поверхность задней режущей грани ножей обеспечивает свободный поворот материала. Толщина разрезаемого материала такими ножницами может быть до 20 мм, скорость резки 10-1,25 м/мин. Диаметр и толщина ножей для материалов толщиной 2,5-20 мм составляют: D = 52 ÷250 мм; Б = 11÷56 мм; угол скоса а = 6÷10°. Зазор z₁ ≤ 0,2s; зазор z₂  ≤ 0,3s.  Наименьший диаметр вырезаемой заготовки D₃ = 130÷600 мм.

Положение ножей парнодисковых ножниц устанавливается в зависимости от толщины разрезаемого материала. Работа на парнодисковых ножницах осуществляется по разметке вручную или с помощью специальных приспособлений.

Производительность дисковых ножниц при продольной резке листов и лент больше производительности гильотинных ножниц, но они имеют тот недостаток, что отрезаемые ими  полосы  получают искривление и нуждаются в правке.

Для уменьшения искривления и отгибания листа или ленты при его выходе из дисков иногда дается небольшое смещение оси верхнего диска по отношению к нижнему или со стороны отрезаемой кромки устанавливают дисковый нож меньшего диаметра. Точйость резки парнодисковыми ножницами может быть доведена до 8-го класса. При замене дисковых ножей профильными роликами, применяя соответствующие приспособления на этих машинах, можно также производить и разные профилировочные работы: подсечку, отбортовку, зиговку, закатку бортов и т. д..

Рис. 2. Многодисковые ножницы:

I - резина; 2 - распорное кольцо; 3 - ножи

Многодисковые ножницы. Эти ножницы имеют несколько пар дисковых (роликовых) ножей (рис. 2, б). Они применяются для разрезки листов и лент в рулонах на полосы, а также для обрезки полос по ширине. Толщина разрезаемого материала до 3 мм. Скорость резки 24 м/мин.

Количество одновременно устанавливаемых пар ножей зависит от того, на какое количество полос разрезается лист или лента, а также и от мощности ножниц. Число пар ножей берется на одну больше числа полос. Расстояние между ножами устанавливают по требуемой ширине разрезаемой полосы при помощи мерных распорных колец. Для уменьшения искривления полос и образования заусенцев во время резки на металлические распорные кольца насаживают резиновые кольцевые прижимы (рис. 2, а).

Угол резания у ножей многодисковых ножниц δ = 90°. Размер ножей может быть принят:

D = (70 ÷ 40) s; Б = 15 ÷ 30 мм.

Перекрытие а берется в зависимости от толщины материала в пределах от -0,5s до +0,5s. Зазор z_x = (0,1 ÷ 0,2) s (рис. 2, б).

Производительность, качество поверхности среза и точность резки на многодисковых ножницах значительно выше, чем на парнодисковых и на гильотинных ножницах. Многодисковые ножницы обеспечивают 7-й класс точности. Качество и точность здесь достигаются благодаря двустороннему резу по всей ширине полосы и надежному прижиму материала резиновыми кольцами в процессе резки. Ножи дисковых ножниц изготовляются из стали тех же марок, как и ножи ножниц с параллельными и наклонными ножами.

Усилие, работа и мощность

Рис. 3. Схема к расчету усилия резки дисковыми ножницами

Усилие резки дисковыми ножницами можно определить из рис. 3. На рисунке видно, что разрезаемый материал соприкасается с дисковыми ножами по дугам ABC и FEC. Ввиду небольшого угла захвата φ (φ = 10 ÷ 14°) и незначительной длины этих дуг по сравнению с радиусами дисков, приравниваем эти дуги соответствующим хордам АС и FC. Полученный треугольник ACF представляет собой площадь среза, которую ножи непрерывно срезают при своем вращении; действительная площадь среза будет несколько меньше.

Для упрощения выводов, как и при резке ножницами с наклонными ножами, рассматриваем уже надрезанные участки с двух сторон заготовки. Рассуждая аналогичным образом, усилие резки определяем по формуле 

где е - глубина проникновения ножей в какой-то промежуточный момент при ширине х = х₁.

Если допустить, что максимально lim е = i_k ≈ s/2 и b = s/2 tg φ, то, подставив эти значения в уравнение (25), найдем, что усилие резки

С учетом поправочного коэффициента k = 1,3 расчетное усилие

Угол захвата φ - средний угол зоны резки - можно с некоторым допущением приравнять углу начала резки φ₁, который определяется по заданному диаметру дисков D и величине перекрытия а из зависимости

Более точно угол φ можно определить как среднее значение угла начала резки φ1 и угла конца резки φ₂:

Из формул (28) и (29), зная а, ε₀ = i_k/s и угол захвата φ, можно найти и диаметр дисков ножниц D.

Точка приложения равнодействующего усилия резки дисковыми ножницами совпадает приближенно с центром тяжести треугольника ACF или с центром тяжести эпюры (см. рис. 3). Равнодействующая усилия резки на каждый диск (по аналогии с прокаткой) направлена вертикально и находится на прямой, проходящей через точки G и К.

Необходимый для вращения каждого диска момент (в Дж) определится уравнением

где с - плечо силы Р относительно оси диска, м; D - диаметр диска, м.

Подставив в уравнение (30) значение силы Р с учетом коэффициента к, получим формулу для определения крутящего момента дискового ножа

Потребную мощность для вращения обоих дисков найдем в зависимости от затрачиваемой работы А_н (в Дж) на разрезку полосы длиной L (в м), которая определяется из выражения

Здесь υ₀ - окружная скорость дисков, м/с, равная πDn/60 (где n - частота вращения, об/мин); υ - скорость движения материалов, м/с, равная υ₀ cos φ; η - к. п. д. дисковых ножниц (учитывает потерю на трение в подшипниках и к. п. д. передаточного механизма), в среднем равный 0,7-0,8.

Подставив в уравнение (32) значения М по формуле (31), найдем окончательно мощность привода дисковых ножниц из зависимости

Пример. Определить усилие резки, момент вращения дисковых ножей и мощность привода для разрезки листа при следующих данных: В = 1000 мм, s = 2 мм, τ₀ = 400 МПа. Принимаем диаметр дискового ножа D = 55s = 110 мм; величину захода а = 0,3s = 0,6 мм; η_ср = 0,70; скорость резки υ = 0,8 м/с.

По формуле (29) находим сначала средний угол захвата

или φ = 11°.

Усилие резки (давление на диски) определяем по формулам (26) и (27)

Момент вращения дисков определяем по формуле (31)

М = kPc ≈ 0,125ks²τ₀D cos φ = 0,125·1,3·4·40·0,11·0,981 = 28 Дж.

Мощность привода с учетом к. п. д. находим по формуле (33)

Также см. стальной лист близкий к толщине 3 мм:  Лист 2,5 мм продажа; Лист 4 мм продажа;