剪切整摞非晶钢带的装置制造方法及图纸

剪切整摞薄非晶钢带的装置，它包括两个刀片，每个刀片有一第一面，与钢带摞的一侧相啮合，和一个第二面，沿第一面横向延伸，并与剪切平面基本平行，且与第一面在一尖角处相交，该装置具有下述特征，使刀具有极高的抗磨损性能：（ｉ）两刀片前角之和为一个５°和３５°之间的负值；（ｉｉ）两刀片均由烧结硬质合金切削材料制成，该材料基本由碳化钨微粒和钴微粒组成，碳化钨微粒平均具有超细粒度，钴含量超过切削材料重量１５％并约为１６％。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种剪切整摞非晶薄钢带的装置。非晶钢是极硬材料，剪切时由于进行剪切的刀片的过度磨损，存在相当大的问题。这种磨损的特点是，随着剪切操作一再重复刀片或变钝或缺损，或者二者皆有。已转让给本专利技术的受让人的并在本说明书中作参考的Taub等人的美国专利US-4，942，798公开和保护了一种改进型剪切装置，其特征是，与已有剪切装置相比，减少了刀片磨损。Taub等人是通过采用特殊剪切刀片设计实现其改进的，其中一个或两个刀片具有负前角。公开在该专利中的Taub等人所用的刀片材料是普通硬切削材料，如碳化钨硬质合金。所公开的具体材料是卡布洛硬质合金等级895和883的碳化钨硬质合金，它们是含6%钴的碳化钨硬质合金。Taub等人用这种刀片作了一系列试验，对整摞ALLied-Signd公司的Metglas2605-S2非晶钢带，每摞10张钢带，每张约0.001英寸厚，进行剪切直到刀片不能用为止。刀片失效前，10层厚一摞的钢带的剪切次数可达6万次。尽管与已有剪切装置达到剪切次数相比这一结果已相当好，但应注意，如果每摞非晶钢带数增加到显著超过10时，刀片的寿命将明显减少。例如，每摞厚度由10张增至15张，刀片失效前所能达到的剪切次数(采用Taub等人的专利公开的刀片设计和材料)将减少至平均少于1万次。因此，存在对刀片的迫切要求，即这种刀片发生任何形式的失效前，剪切这种厚度增加了的整摞非晶钢带的次数要更多。在实旋本专利技术的一种形式中，提提供的剪切装置包括一对可相对运动的刀片，它们彼此的形状和实体关系与上述Taub等人的专利公开的基本相同，但与该专利所用的特定刀片材料却不一样。本专利技术的两个刀片都使用了烧结硬质合金切削材料，该硬质合金材料基本上由碳化钨微粒和钴微粒组成，经高压压实，在超过钴熔点温度下烧结而成。压实前的碳化钨微粒具有超细粒度，而钴约占切削材料重量的16%左右。用这种刀片在出现任何失效前，剪切一摞15张，每张约0.001英寸厚的上述2650-S2非晶钢带的平均次数大约是3.5万次或更多。下面结合附图的详细说明，将有助于更好地理解本专利技术。其中，附图说明图1是通过剪切整摞非晶钢带的剪切装置的刀片的横剖视图，是沿图2中的1-1线剖出的;图2是沿图1中的2-2线的其中一刀片的侧视图;图3为包括图1所示刀片的剪切装置示意图;图4为类似于图1的横剖视图，所不同的是表示出了下刀片的一种变型。参见图1，其中表示了由两个刀片12和14构成的装置剪切由非晶钢带11叠成的一摞钢带10。每个刀片均由特殊烧结的硬质合金制成，这将很快作更详细说明。上刀片12由带凹槽17的钢刀座16承载，用适当的连接方式固定在该刀座上。下刀片14由类似的带凹槽22的钢刀座20承载，也由适当的连接方式固定在该刀座上。在所示的实施例中，下刀座固定，而上刀座可垂直运动，但广义的本专利技术不受此限制，即两个刀座均可运动，或上刀座不动而下刀座运动。上刀片12具有两个相互横向设置的面30和32，它们在尖角34处相交。下刀片14类似地也有两个相互横向设置的面36和38，它们在尖角40处相交。钢带摞10的剪切是沿垂直延伸的剪切平面42进行的，该剪切平面又是沿钢带摞10的横向延伸的。两个刀片的上述尖角34和40位于该剪切平面42的相对侧，并与之相邻。刀片的面32和38沿平行该剪切平面42的方向延伸，并位于该剪切平面的相对侧，且与之相邻。刀片的面32和38应尽可能靠近剪切平面42设置。如图1所示，剪切操作开始时，刀片12和14位于钢带摞10的相对侧。刀片通过适当的常规定位和驱动装置45定位，该装置在图3中以连接在上刀座16上的方块形表示。通过向下运动的上刀片，使尖角34沿平行剪切平面的方向向下朝尖角40运动的方式进行剪切。该运动首先使钢带摞向下运动，使其与下刀片的面36啮合，然后钢带摞10被略微向下弯曲，直至钢带摞的上表面与上刀片的下面30啮合为止。之后，上尖角34向下运动，穿过钢带摞，并通过下尖角40。在这样的向下运动过程中，沿剪切平面42，剪断钢带摞。刀片的这种向下运动是通过操作驱动装置45进行的。上刀片12的工作啮合面30相对一参照面50成负前角设置，该参照面穿过其尖角34上的一点并垂直于剪切平面42，也垂直于上刀片12的运动方向。在所示的实施例中，该参照面50是一个水平面。类似地，下刀片14的工作啮合面36也相对一参照面52成负前角设置，该参照面穿过其尖角40上的一点并垂直于剪切平面42，也垂直于上刀片12的运动方向。在所示的实施例中，该参照面52也是一个水平面。剪切刀片的前角之所以考虑成负前角，在于使其工作啮合面(例如30)的倾斜使得刀片切削刃处的尖角(34)比该工作啮合面假定位于上述参照面(50)内时不尖锐。在本专利技术的一个实施例中，刀片12和14都采用了10°-15°的负前角。稍后还将对该前角作进一步的讨论。在图1和2所示的实施例中，上刀片12还设有一个剪切角，在所示的本专利技术的形式中大约是2°。图2中该剪切角以角60表示。该剪切角是这样一个角，从剪切面42看去，是刀片尖角与参照面50形成的角。通过使该剪切角基本大于零，刀片尖角34沿刀片长度更可逐步进入工作。在所示的实施例中，下刀片具有0°剪切角，或者说实际上没有剪切角。两个刀片的面38和32间的间隙应尽可能地小，并基本上保持一个固定值，这在剪切机进行拉伸操作时很重要。为此，刀片和刀片的支承座16和20的支承机架的刚性应足够好。该支承机架在图3中以70和72示意性表示。下机架部分70保持下刀片支承座不动，而上机架部分72则对上刀座垂直运动导向。在一个实施例中，面38和32间的间隙为0.0005英寸。如Taub等人的专利指出的，刀片的负前角明显有助于延长刀片寿命。图1-3所示实施例中，上下刀片都设有负前角。但负前角所具有的优点，即使只有一个刀片设有负前角的情况下仍能获得。在图4中所示的后一方案中，另一刀片具有标准形状，即有0°前角。根据Taub等人的专利，在这种类型的剪切应用中，利用负前角来获得刀片磨损寿命的明显改善，两刀片前角之和应当为一个至少5°的负值，但不应大于35°左右。总的负前角值越大，剪切作业时产生的将两刀片趋于分开的侧向推力也越大。如果不把这种分离限制到一个非常小的数值，剪切质量就受到严重影响。为此，最大总负前角应为大约35°。两刀片的最佳前角对每个刀片而言，应是一个8°至15°之间的负前角。如上述Taub等人的专利所述，Taub等人用如上所述的相应剪切装置进行了测定刀具寿命的试验，不同的是刀片是由含6%钴的烧结碳化钨制成的(更具体说，上刀片是卡布洛硬质合金等级为895的烧结碳化钨硬质合金，下刀片是卡布洛硬质合金等级为883的烧结碳化钨硬质合金)。根据Taub等人的专利所述，这些试验是在基本相同的非晶钢带摞上进行的，每摞含10张ALLied-Signal公司的Metglas2605-S2非晶钢带，每张钢带宽大约3.3英寸，厚大约0.001英寸。钢带摞用足够长的钢带构成，如图1和2所示那样叠在一起并对齐。叠好对齐的钢带沿图1所示平面42剪切，然后整摞钢带沿其长度进给一个予定距离，再沿相应的平面42剪切。反复进行这一操作，直到通过检查确定剪切质量已无法接受为止，这表明刀片已失效。每次剪切通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
沿剪切平面剪切整摞薄非晶钢板的装置，该剪切平面沿所述钢板摞横向延伸，包括：（ａ）第一和第二刀片，每一刀片具有一个在所述钢板摞的一侧与其啮合的第一面，和一个沿所述第一面横向延伸并与所述剪切平面平行的第二面，每一刀片的第一面和第二面在一尖角处相交；（ｂ）剪切开始时定位上述两刀片的装置，使上述剪切尖角定位在所述钢板摞的相对侧，同时还位于所述剪切平面的相对侧，并与之靠近，和（ｃ）剪切操作时驱动上述两刀片中的一个的装置，使其尖角沿平行所述剪切平面的方向，朝另一刀片的尖角运动，从而引起上述两刀片的尖角沿所述剪切平面剪切钢板摞，其特征在于：（ｄ）所述的一个刀片的所述第一面相对一参照面按予定前角设置，该参照面通过所述的一个刀片的尖角上的一个点并垂直所述剪切平面和所述的一个刀片的运动方向延伸；（ｅ）所述另一刀片的所述第一面相对一参照面按予定前角设置，该参照面通过所述另一刀片的尖角上的一点并垂直所述剪切平面和所述的一个刀片的运动方向延伸；（ｆ）上述前角之和为５°和３５°之间的一个负值，并且其中上述两个刀片的前角都考虑为负值，使得刀片的与其所述的第二面在所述尖角处相交的所述第一面，应倾斜成使该尖角比第一面假定位于所述参照面内时形成的尖角不尖锐；（ｇ）上述两个刀片均由烧结硬质合金材料制成，该材料基本由碳化钨微粒和钴微粒组成，经高压压实，在高于钴熔点的温度下烧结，压实前碳化钨微粒平均具有超细粒度，钴含量大于切削材料重量的１５％。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WK豪泽，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]