圆管剪切原理和切刀刀具圆角半径的确定-剪切刀,剪切刀片-上海争利刀具公司中国最大最全的刀片生产基地-产品列表

Admin 发表于2009-11-24 15:00:35

圆管剪切原理和切刀刀具圆角半径的确定

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。

 


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)

 


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)

 


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。

 


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


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