请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

数控技术

找回密码
立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

数控技术 数控技术 数控工艺 工艺基础 查看内容

圆管剪切原理和切刀圆角半径的确定

2012-7-27 20:09| 发布者: CNC126| 查看: 1598| 评论: 0

摘要: 管切断采用冲裁方法已很普遍了。关于圆管剪切的受力分析、切刃的几何形状、切刀圆弧半径的确定或弧半径与管半径之间联系等问题的解决,对于圆管切断模刀刃设计具有重要意义一、圆管切断外推力的条件为了保证管材在剪 ...

   管切断采用冲裁方法已很普遍了。关于圆管剪切的受力分析、切刃的几何形状、切刀圆弧半径的确定或弧半径与管半径之间联系等问题的解决,对于圆管切断模刀刃设计具有重要意义

一、圆管切断外推力的条件

为了保证管材在剪切过程不发生向内塌陷,必须使切刃对管壁始终产生一个由内向外的推力。

1

图1

方管受力图如图1所示。在第1象限时,产生外推力的条件为:

θ<90°-β-α(1)

式中θ——方管上管壁与y轴夹角
α——摩擦角

由于是方管β=45°,则

0<θ<45°-α(2)

在第4象限时(图2),产生外推力的条件为:

(-90°-(α`-β`)<θ`<90°-(α`-β`)(3)

式中θ——切刃与y轴夹角
β——方管下管壁与y轴夹角
α=α为摩擦角

由于是方管β`=β=45°,故有

0<θ`<135°-α(4)

1

图2

通过比较(2)式和(4)式可以看出θ包含θ,且(4)式比(2)式条件宽松,满足(2)式定能满足(4)式,因此综合得出外推力的条件为:

0<θ≤45°-α

管剪切时,产生外推力的条件,根据以上的推理可知只要满足式(1)即可,不过式中的θ与β角都必须变化,且θ定义为刀具形状切线与y轴夹角,β为管壁切线与y轴夹角,α仍为摩擦角,α=arctanμ。μ为钢对钢的动摩擦系数,在有润滑时为0.05~0.1,在无润滑时为0.15;钢对软钢在有润滑时为0.1~0.2,在无润滑时为0.2。为了安全,一般取μ=0.2,则α=11°19≈12°,则可得圆管剪切外推力几何条件为

0≤θ≤90°-12°-β

即0≤θ≤78°-β (6)

由图3可知γ+β=90°

即β=90°-γ(7)

将(7)式代入(6)式可得

0≤θ≤γ-12° (8)
或γ≥θ+12°(9)

1

图3

当γ=45°时,如果刀刃形状能产生外推力,则γ>45°同样能产生外推力,故只需计算到γ=45°即可。

二、切刀形状和圆角半径的确定

根据剪切过程必须满足产生外推力的几何条件,将剪切刀片的刀尖和圆弧设计成如图4所示的形状。a、h及刀片厚度δ必须满足强度要求及有利于剪切条件。

在确定剪切刀片的形状参数时,关键是确定圆弧半径R1,其余参数可根据经验确定。

2

图4

图5示出了剪切至A点时的状态,坐标系如图所示。由图的几何关系可得:

AB=Rsinγ
OB=Rcosγ

式中R—圆管半径

1

图5

对刀刃而言,A点坐标为:

x1=R1cosθ
y1=R1sinθ

由图中几何关系可得

Rsinγ=α+R1(1-cosθ)

式中R1——切刃圆弧半径

α=Rsinγ0=Rsinα(11)

由(10)式可知,剪切刀片切刃圆弧半径是变化的,不是定值,即刀刃的形状曲线不是圆形。不过为解决此问题,可采用另一途径,即取某一半径R1值代入(10)式,可以求出γ的角度值,然后验算看是否能满足(9)式,如能满足,则可行,如不行,说明必须另求其它曲线。不过其它曲线不能满足(7)、(8)式。

以剪切R=10mm的圆管为例进行计算。首先以R=10mm和α=12°代入(11)式,求得a=2.97mm。其次以R=10mm,a=2.1mm,R1=135.9mm代入sinγ=[R1(1-cosθ+a]/R,除在θ=5°~8°的范围内求得γ值不能满足(9)式外,在其它θ值下求得的值均能很好满足(9)式。根据以上分析,切断刀片可以选用一大圆孤半径作为刀刃的半径。图6画出了几种不同圆角半径刀片的形状。

1

图6

从切断面质量要求来看,圆弧半径R1要大;从强度要求来看,圆角半径R1要小。对于剪切R=10mm的圆管来说,选用R1<59.32mm为宜。

三、结论

(1)通过分析,导出圆管剪切时产生外推力的几何条件。
(2)为确定剪切刀片刀刃圆弧半径R1提供了一种思路。


鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

相关阅读

最新评论

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|网站地图|冲压机械手|联系站长|Cnc126.Com ( 沪ICP备15018029号-3

GMT+8, 2019-11-19 10:21 , Processed in 0.112736 second(s), 24 queries .

Powered by Discuz! X3.1

© 2001-2013 Comsenz Inc.

返回顶部