Лекція 6. Тема 2.2 Різання листового матеріалу на ножицях.

Лекція 6.

Тема 2.2 Різання листового матеріалу на ножицях.

Листові матеріали, які використовують для листового штампування , попередньо ріжуть на ножицях в зручні за розмірами штаби або окремі заготовки необхідного розміру.

Листи розрізають на ножицях наступних типів:

1.Гільйотинні з паралельними ножами.

2.Гільйотинні з похило розташованим ножем.

3.Дискові.

4.Вібраційні.

Рисунок 1.Послідовність процесу різання.

Процес різання на ножицях вкладається з трьох послідовних стадій.

1.Пружня, коли деформації знаходяться в області пружних деформацій, а напруга в металі не перевищує границі міцності (рис.1 а).

2.Пластична, коли деформації є залишковими, а напруги в металі перевищують границю текучості і поступово зростають, поки не досягнуть максимуму, відповідного границі міцності при зрізі (зсуві). Найбільші деформації зсуву направлені по лініях (площинах)  сковзання, які починаються у гострих кромок ножів (рис.1б).

3.Руйнування (зколення),  при яких відбувається утворення мікротріщин, направлених по поверхням сковзання і викликаючи відділення однієї частини від іншої (рис.1 в). Поверхня зрізу відрізаної заготовки має дві характерні зони: вузьку блискучу штабу, утворену у другій стадії процесу і більш широку матову, яка відповідає стадії руйнування.

Рисунок 2.Схема діючих сил при різанні.

На рисунку 2 зображена схема діючих сил. На схемі видно, що перерізуючи сили Р₁ утворюють пару з моментом:

М = Р₁ а;

а – плече між точками прикладення рівнодіючих; а = (1,5-2) z.

Момент цієї пари прагне повернути матеріал, для запобігання оберту матеріалу  відносно площини різання, необхідно до заготовки прикласти зусилля Q, яке утримає її в горизонтальному положенні.

Гільйотинні ножиці з паралельними ножами використовують для різання порівняно тонких листів, коли пред’являються підвищені вимоги до якості зрізу, а також для різання неметалевих матеріалів (текстоліту,гетинаксу, прешпану,картону). Ножиці оснащені двома ножами: нижнім нерухомим, закріпленим на столі і верхнім рухомим, закріпленим на траверсі. Верхній ніж рухається (піднімається і опускається)  паралельно нижньому ножу.

      Гільйотинні ножиці з верхнім похилим ножем застосовують для прямолінійного різання листа на штаби або заготовки. У цього типу ножиць верхній рухомий ніж для зменшення зусилля різання встановлений під деяким кутом по відношення до нижнього ножа. Недоліком таких ножиць є те,що при ширині штаби, перевищуючу її товщину менш ніж в 15 разів, під дією вигинаю чого моменту, який виникає при похилому розташуванні ріжучої грані ножа, відбувається викривлення і короблення штаби, а також деяке її зминання в процесі відрізання.

     Дискові ножиці (циркулярні) застосовують для вирізки круглих заготовок із прямокутних обертаючимися дисковими ножами. Прямокутна заготовка під час різання обертається.

Визначення зусилля різання на ножицях.

При різанні листа на гільйотинних нижицях з похилим верхнім ножем відбувається безперевний процес різання. Це зменшує необхідне зусилля, так як різанню підлягає не вся ширина штаби, а тільки визначена її частина, яка є постійною для даного кута нахилу і типу ножиць. Тому зусилля різання на більшій частині ходу верхнього ножа залишається постійним і не залежить від ширини листа.

Зусилля при різанні гільйотинними ножицями:

Де s- товщина відрізає мого листа, мм;

σ_ср – границя міцності матеріалу при зрізі, кг/мм²;

φ – кут створу ножиць, град.

Зусилля при різанні дисковими ножицями:

Де s- товщина відрізає мого листа, мм;

σ_ср – границя міцності матеріалу при зрізі, кг/мм²;

α – кут створу ножиць, град.;

h_п – глибина вдавлювання ножів к моменту зколу, мм.

Гарячі методи.

Йдеться про плазмові, лазерні та газокисневі технології різання листового металу. Всі вони мають загальний принцип роботи - вплив на метал високими температурами, через що матеріал плавиться в точці різу і ділиться на частини. Однак у цих методів розрізняються способи сильного локального нагрівання матеріалу:

Лазер. Лазерний промінь високої потужності фокусується в точці на поверхні металу, дуже швидко розігріваючи зону різу до температури в кілька тисяч градусів Цельсія. Нагрівання відбувається в дуже маленькому обсязі, так що розташований навколо метал зберігає свої властивості.

Плазма. Як різець в плазмовому різанні виступає струмінь розпеченої плазми - іонізованого газу з дуже високою температурою. У точці різу температура варіюється від 5000 до 30000 градусів Цельсія в залежності від виставлених параметрів різання. В іншому ж -  все як в і лазерному різанні.

Полум'я. Газокисневе різання засноване на сильному локальному нагріві металевого листа шляхом подачі газу з киснем. За допомогою полум'я метал нагрівається до температури займання. Після цього в нагріту зону подається чистий кисень. Він окисляє метал, лист ділиться на частини.

Контрольні запитання.

1.Яка мета різання листового матеріалу?

2.Яке обладнання застосовують для різання листового матеріалу?

3.Пояніть як протікає процес різання.

4.Що необхідно для запобігання оберту матеріалу  відносно площини різання?

5.Для чого використовують гільйотинні ножиці з паралельними ножами ?

6.Для чого використовують гільйотинні ножиці з верхнім похилим ножем ?

7. Для чого використовують дискові ножиці?