管切斷采用沖裁方法已很普遍了辩尊。關(guān)于圓管剪切的受力分析仓筷、切刃的幾何形狀欧蠢、切刀圓弧半徑的確定或弧半徑與管半徑之間聯(lián)系等問題的解決,對(duì)于圓管切斷模刀刃設(shè)計(jì)具有重要意義

一锦列、圓管切斷外推力的條件

為了保證管材在剪切過程不發(fā)生向內(nèi)塌陷,必須使切刃對(duì)管壁始終產(chǎn)生一個(gè)由內(nèi)向外的推力奏喜。

圖1

方管受力圖如圖1所示。在第1象限時(shí),產(chǎn)生外推力的條件為:

θ<90°-β-α(1)

式中θ——方管上管壁與y軸夾角

α——摩擦角

由于是方管β＝45°,則

0<θ><45°-α(2)

在第4象限時(shí)(圖2),產(chǎn)生外推力的條件為:

(-90°-(α`-β`)<θ`><90°-(α`-β`)(3)

式中θ——切刃與y軸夾角

β——方管下管壁與y軸夾角

α＝α為摩擦角

由于是方管β`＝β＝45°,故有

0<θ`><135°-α(4)

圖2

通過比較(2)式和(4)式可以看出θ包含θ,且(4)式比(2)式條件寬松,滿足(2)式定能滿足(4)式,因此綜合得出外推力的條件為:

0<θ≤45°-α>

管剪切時(shí),產(chǎn)生外推力的條件,根據(jù)以上的推理可知只要滿足式(1)即可,不過式中的θ與β角都必須變化,且θ定義為刀具形狀切線與y軸夾角,β為管壁切線與y軸夾角,α仍為摩擦角,α＝arctanμ誊预。μ為鋼對(duì)鋼的動(dòng)摩擦系數(shù),在有潤滑時(shí)為0.05～0.1,在無潤滑時(shí)為0.15效益；鋼對(duì)軟鋼在有潤滑時(shí)為0.1～0.2,在無潤滑時(shí)為0.2。為了安全,一般取μ＝0.2,則α＝11°19≈12°,則可得圓管剪切外推力幾何條件為

0≤θ≤90°-12°-β

即0≤θ≤78°-β(6)

由圖3可知γ+β＝90°

即β＝90°-γ(7)

將(7)式代入(6)式可得

0≤θ≤γ-12°(8)

或γ≥θ+12°(9)

圖3

當(dāng)γ＝45°時(shí),如果刀刃形狀能產(chǎn)生外推力,則γ>45°同樣能產(chǎn)生外推力,故只需計(jì)算到γ＝45°即可寡瘩。

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