CN1020076C - 剪切非晶体薄钢板堆的装置 - Google Patents

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Abstract

为了沿着一个横向于钢板堆延伸的切割平面剪切一非晶体的薄钢板堆，我们使用了有二切刀的装置，此二切刀在切割过程开始时位于钢板堆相对的二侧，每个切刀有一与钢板堆侧面贴合的第一面和一横向于第一面延伸且平行于切割平面的第二面，二面相交于刀刃处，每个切刀第一面安置成相对于基准面有一预定前角，基准面延伸通过上述切刀刀刃上的一点，同时还垂直于切割平面，通过使这些前角之和为5°和35°之间的负值，我们就能改善切刀的磨损和延长其寿命。

Description

本发明与剪切非晶体薄钢板堆的装置有关。
非晶体钢是很硬的材料，所以这种钢在剪切中所产生相当大的问题是由于切刀过量的磨损，克服这些问题的一个途径是在切割前通过加热来软化非晶体钢。澳大利亚专利567987公开了这种途径的一些例子，另外一种可探测的途径是局部加热钢带并加上一分离拉力从而就不需要切刀。美国专利4670636就公开了这种技术的实例，而某些技术是可行的，考虑到这些技术要求需要加热和其它专门程序和设备，价格比较昂贵而且使用不便。解决切刀磨损问题最实用和最简便的途径是提供一具有更大耐磨性改进的切刀设计。
因此，对于剪切非晶体钢，本发明目的是提供包括有一特别设计的二把切刀，这特别设计大大改善了的切刀的耐磨性并且延长了切刀的寿命。
以一种形式来实施本发明，我们提供一种沿着一个横向于钢板堆延伸的切割平面剪切非晶体薄钢板堆的装置，包含有：第一和第二切刀，它们各有一与上述钢板堆一侧相贴合的第一面以及一横向于上述第一面延伸的第二面，该第二面通常平行于上述切割平面，各切刀的第一面和第二面在刀刃处相交，把上述切刀定位在切割过程起点的装置，使上述刀刃位于上述钢板堆相对二侧，也位于切割平面的相对二侧的邻近位置，在剪切过程中移动上述切刀其中之一的装置，使其刀刃在平行于上述切割平面的方向上朝着另一刀刃的方向移动，从而使上述切刀的刀刃沿着 上述切割平面剪切钢板堆，上述一切刀的上述第一面安置成相对于基准面有一个在垂直于刀刃的平面上的预定的第一前角（α），该基准面延伸通过上述一切刀的刀刃上的一点，同时垂直于上述切割平面和上述一切刀的运动方向，上述另一切刀的上述第一面安置成相对于基准面有一个在垂直于刀刃的平面上的预定的第二前角（α），该基准面延伸通过上述另一切刀的刀刃上的一点，同时垂直于上述切割平面和上述切刀的运动的方向，上述第一和第二前角（α）的总和是一个在5°到35°之间的负值，当各切刀的第一面被倾斜到使相应刀刃的锋利程度比起当第一面位于基准面时的锋利程度小时，每个前角具有负值。
为了更好理解本发明，现结合附图对本发明进行详细说明。
图1是用于剪切非晶体薄钢板堆的切刀切割装置的剖视图，图1是沿着图2剖面线1-1所取的剖视图。
图2沿着图12-2线所取的切刀侧视图。
现据图1所表示为一非晶体薄钢板堆10，并由剪切装置剪切，该剪切装置有切刀12和14，各切刀是由普通硬的切割材料制成，例如碳化钨，上切刀12是由开有切口17的钢座16所带动。在切口17内，切刀装在里面并通过钎焊妥贴地连在刀座内，下切刀也由一开有切口22相似的刀座20带动，同样下切刀14装在切口22内并通过钎焊与刀座连在一起，在所述的实施例中，下刀座20是固定的，而上刀座16可垂直移动，但是本发明从更广范围来说不受此限制，例如上下两刀座均可移动，或下刀座可移动而上刀座不移动。
上切口12有二个相互横向安置的二个面30和32而且在刀刃34处相交，下切口同样有二个相互横向安置的二个面36和38并在刀刃40处相交。
切割钢板堆是沿着一横向于钢板堆方向延伸的垂直的切割平面43来进行的。刀刃34和40位于切割平面42的相对二侧的邻近位置，切刀表面32和38平行于切割平面42延伸并且也位于切割平面二侧的邻近位置，切 刀表面32和38的位置要尽可能地靠近切割平面42。
在切割过程的起点，切刀12和14位于钢板堆10的相对二侧。如图1所示，切割是通过向下移动上切刀进行的，从而刀刃34以平行于切割平面的方向向下移动到刀刃40，这种移动首先把钢板堆向下移到与下切刀的表面36相贴合，然后把钢板堆10向下略微弯曲直到钢板的上表面被上切口的下表面30所贴合，于是上刀刃34通过钢板堆向下移动并移过下刀刃40，在此向下移动的过程中就剪切了沿着切割平面的钢板堆。
上切刀12的工作啮合面30相对于基准面50成一负前角α，该基准面延伸通过切刀刀刃34上的一点并垂直于切割平面42，同时也垂直于上切刀12的移动方向，在图示实施例中，此基准面50是一水平面。
同样，下切刀14的工作啮合面36相对于基准面52也成一负前角α，该基准面延伸通过切刀刀刃40上的一点并垂直于切割平面42，同时也垂直于上切刀12的移动方向，在图示实施例中，此基准面52也是一水平面。
如果其工作啮合面倾斜到使切刀工作边缘的刀刃（34）没有在其工作啮合面位于上述基准面（50）时的锋利程度，那么该剪切切刀的前角认为是负的。
在本发明的一实施例中，在每个切刀12和14所用的是负15°前角，关于前角的讨论在下文再进行。
在图1和图2的实施例中，上切刀12还备有一剪切角，在本发明图示形式中约为2°，此剪切角在图2中用角60来表示，剪切角是一个在切割平面42上所见到的由切刀刀刃与基准面50所形成的角度，通过使此剪切角基本上大于0，切刀刀刃34就能沿着切刀长度逐渐进入工作，在图示实施例中，下切刀具有0°剪切角，即实际上无剪切角。
重要的是使二切刀面38和32的间隙保持尽量地小并在剪切装置剪切延长过程中维持基本上一固定值。为此，切刀支撑构架和切刀支座16和20应该尽可能地刚韧。
对切刀12和切刀14提供如上所述的负的前角就会大大延长切刀寿命，从下列试验结果中就很明显，所有试验都是在基本上相同的非晶体薄钢板堆上进行，每堆包含有10块“联合信号公司”M2605-52非晶体钢板，每块薄板约3.3英寸宽0.001英寸厚。这料堆是由连续长度的带材如图1图2所示相互重叠和对齐所形成，重叠对齐的带材沿着图1平面42进行剪切，随之重叠的带材沿着长度方向前进一预定距离再沿着相应切割平面42进行剪切，此过程一次一次重复直到由检验确定的剪切质量成为不可接受，这就表明切刀已坏，每次剪切都是由上切刀剪切过整个钢板堆厚度的一次向下动作为准，随之切刀回到图1的初始位置就准备下一次新的剪切过程。
在一系列试验中，切刀12和14便相当于上文中所说明和公开的切刀，用于剪切的每个切刀有一负15°的前角，这些切刀经过6万次剪切以后才损坏。
在另外一系列试验中，除了使用标准的切刀外，也用同一剪切机进行试验，（也就是切刀同于上述所示的切刀所不同的是前角为0°），只经过10000次剪切之后切刀就损坏。在这二次试验中，切刀都由相同材料制成（也就是上切刀是用Garbaloy级895含有6%钴和很细粉末烧结的碳化钨材料而下切刀是用Garbaloy级893含有6%钴烧结的碳化钨材料）。上切刀有-2°的剪切角（上文所指的切刀是在标准前角或0°前角，即上切刀表面30和32相交在直角刀刃，下切刀表面36和38也相交在直角刀刃）。鉴于上述试验结果，很明显，在用于切割非晶体钢带堆的切刀，通过用一负倾角能大大增加切刀寿命。
虽然，我们在本发明的一实施例中，在上下切刀中只提供一负前角，本发明可在更广的范围理解此剪切装置，其中只有一切刀备有负前角，在此装置中，另一切刀仍是标准外形，也就是有0°前角。
我们试验表明目的在于在剪切应用中，采用负前角的切刀的寿命大 大改善，二个切刀（上下切刀）前角的总和至少应为负5°值，总负前角的值愈大，则在剪切过程中，在切刀中所产生相互分开的侧推力也愈大，除非这种分开限止在很小值内，不然剪切的质量就大大地受到损害。我们这方面研究表明总的最大负前角值应该约为35°。
我们的切刀寿命改进相对于分开力的研究表明切刀的最佳前角，对每个切刀来说是在8°到15°之间。
而我们已表示和说明了本发明的具体实施例，在不背离本发明的前提下，在更广泛范围内的各种修改对本专业的普通技术人员是显而易见的。故而这些修改都落入到本发明的精神和保护范围之内，也是属于本发明的。

Claims (7)

1、一种沿着一个横向于钢板堆(10)延伸的切割平面(42)剪切非晶体薄钢板(11)堆的装置，包含有：
a)第一和第二切刀(12，14)，它们各有一与上述钢板堆一侧相贴合的第一面(30，36)以及一横向于上述第一面延伸的第二面(32，38)，该第二面通常平行于上述切割平面(42)，各切刀(12，14)的第一面和第二面(30，36；32，38)在刀刃(34，40)处相交，
b)把上述切刀(12，14)定位在切割过程起点的装置，使上述刀刃(39，40)位于上述钢板堆(10)相对二侧，也位于切割平面(42)的相对二侧的邻近位置，
c)在剪切过程中移动上述切刀(12，14)其中之一(12)的装置，使其刀刃(34)在平行于上述切割平面(42)的方向上朝着另一刀刃(40)的方向移动，从而使上述切刀(12，14)的刀刃(34，40)沿着上述切割平面(42)剪切钢板堆(10)，
其特征在于：
d)上述一切刀(12)的上述第一面(30)安置成相对于基准面(50)有一个在垂直于刀刃(34)的平面上的预定的第一前角(α)，该基准面(50)延伸通过上述一切刀(12)的刀刃(34)上的一点，同时垂直于上述切割平面(42)和上述一切刀(12)的运动方向，
e)上述另一切刀(14)的上述第一面(36)安置成相对于基准面(52)有一个在垂直于刀刃(40)的平面上的预定的第二前角(α)，该基准面(50)延伸通过上述另一切刀(14)的刀刃(40)上的一点，同时垂直于上述切割平面(42)和上述切刀(12)的运动的方向，
f)上述第一和第二前角(α)的总和是一个在5°到35°之间的负值，当各切刀(12，14)的第一面(30；36)被倾斜到使相应刀刃(34，40)的锋利程度比起当第一面(30，36)位于基准面(50，52)时的锋利程度小时，每个前角具有负值。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述切刀（12，14）之一具有一基本上为0°的前角（α）。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述切刀（12，14）中的每一个具有一在5°到15°之间的负前角（α）。
4、根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于上述切刀（12，14）中的每一个是由烧结的碳化钨制成。
5、根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于：
a）上述切割平面（42）是垂直设置的，
b）上述基准面（50，52）是水平设置的。
6、根据权利要求4所述的装置，其特征在于：
a）上述切割平面（42）是垂直设置的，
b）上述基准面（50，52）是水平设置的。
7、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：从切割平面（42）上看，上述一个切刀（12）有一几度的剪切角（60），该剪切角是在上述一切刀的刀刃（34）和上述一切刀（12）的上述基准面（50）之间测量而得的。
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