[发明专利]一种斜剪刃碎边剪剪切扭矩建模方法

权利要求书

1.一种斜剪刃碎边剪剪切扭矩建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)根据理论剪刃圆弧的形成过程，将理论剪刃圆弧采用三个端点相同的标准圆弧代替；

步骤2)得到三个端点与理论剪刃圆弧相同的标准圆弧后，根据理论剪刃圆弧的圆弧最高点与圆弧端点的高度差与标准圆弧的圆弧最高点与圆弧端点的高度差相同，依据剪刃所在刀盘分度圆半径、剪刃倾斜角、剪刃所在刀盘宽度、剪刃长度和替代理论剪刃圆弧的圆弧半径建立转换模型，得到替代理论剪刃圆弧的圆弧半径；

步骤3)根据步骤2)的替代理论剪刃圆弧的圆弧半径通过圆盘剪剪切力模型得到剪切力；

步骤4)根据刀盘剪切角模型得到刀盘剪切角；

步骤5)根据步骤3)的剪切力和步骤4)的刀盘剪切角通过刀盘剪切扭矩模型得到刀盘的理论剪切扭矩；

步骤6)根据步骤5)得到的理论剪切扭矩设计斜剪刃碎边剪的刀盘，其中斜剪刃碎边剪刀盘的被剪切扭矩大于理论剪切扭矩。

2.根据权利要求1所述的一种斜剪刃碎边剪剪切扭矩建模方法，其特征在于：

所述步骤1)中理论剪刃圆弧的形成过程为：一半径为R的分度圆被一倾斜轴线β平面切割，在平面与圆柱在圆柱面形成的圆弧为剪刃的理论剪刃圆弧，该理论剪刃圆弧为一椭圆的一部分，并且为短轴两侧弧度变化最小的部分，由于剪刃倾斜角越小替代的标准圆弧越接近理论剪刃圆弧，因此将理论剪刃圆弧采用三个端点相同的标准圆弧代替。

3.根据权利要求1所述的一种斜剪刃碎边剪剪切扭矩建模方法，其特征在于：

所述步骤2)中转换模型为：

式中：

R-剪刃所在刀盘分度圆半径，mm；

β-剪刃倾斜角，度；

2b-剪刃所在刀盘宽度，mm；

L-剪刃长度，mm；

r-替代理论剪刃圆弧的圆弧半径，mm。

4.根据权利要求1所述的一种斜剪刃碎边剪剪切扭矩建模方法，其特征在于：

所述步骤3)中圆盘剪剪切力模型为：

式中：

P-剪切力，N；

K₁-剪刃侧向间隙的影响系数，常数；

K₃-剪刃使用以后磨钝的影响系数，常数；

ε-相对切入率，常数；

α₁-剪刃剪切角，度；

h-被剪切带材的带厚，mm；

σ_b-被剪切带材强度，MPa；

r-替代理论剪刃圆弧的圆弧半径，mm；

Δ₁-为上下剪刃的重叠量，mm。

5.根据权利要求1所述的一种斜剪刃碎边剪剪切扭矩建模方法，其特征在于：

所述步骤3)中圆盘剪剪切力模型为：

式中：

P-剪切力，N；

ε-相对切入率，常数；

α₁-剪刃剪切角，度；

h-被剪切带材的带厚，mm；

σ_b-被剪切带材强度，MPa；

r-替代理论剪刃圆弧的圆弧半径，mm；

Δ₁-为上下剪刃的重叠量，mm。

6.根据权利要求1所述的一种斜剪刃碎边剪剪切扭矩建模方法，其特征在于：

所述步骤4)中刀盘剪切角模型为：

式中：

α₂-刀盘剪切角，度；

h-被剪切带材的带厚，mm；

ε-相对切入率，常数；

R-剪刃所在刀盘分度圆半径，mm；

Δ₂-上下剪刃的重叠量，mm。

7.根据权利要求1所述的一种斜剪刃碎边剪剪切扭矩建模方法，其特征在于：

所述步骤5)中刀盘剪切扭矩模型为：

M＝2PRsinα₂

式中：

M-刀盘的理论剪切扭矩，Nm；

P-剪切力，N；

R-剪刃所在刀盘分度圆半径，mm；

α₂-刀盘剪切角，度。