Дисковый нож

 

Изобретение относится к оборудованию для холодной резки металлов на предприятиях металлургической и металлообрабатывающей промышленности. Нож выполнен в виде корпуса с торцевой и наружной поверхностями твердостью HRC 48-58. На соответствующих торцевых поверхностях корпуса с прилеганием к наружной поверхности расположены два износостойких элемента. Каждый из них выполнен в виде кольцеобразной дорожки с твердостью поверхностного слоя более HRC 60. Изобретение позволяет повысить контактную выносливость и износостойкость дисковых ножей. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для холодной резки металлов, а именно к конструкции дисковых ножей, и может быть использовано на предприятиях металлургической и металлообрабатывающей промышленности.

Известен дисковый нож, содержащий кольцевую режущую вставку, установленную на конусной поверхности корпуса, и прижимное кольцо (Авторское свидетельство 278367, МПК B 23 D 19/04, 1970 (аналог)).

Известен дисковый нож, содержащий корпус в виде диска и охватывающее его кольцо, состоящее из сегментов с износостойкими накладками, выполненными с режущими кромками, и средств фиксации (Авторское свидетельство 1152727, МПК B 23 D 19/04, 35/00, 1985 (аналог)).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является дисковый нож, содержащий поверхность наружного диаметра и торцевые поверхности, выполненный из инструментальной легированной стали, при этом твердость поверхностей дискового ножа HRC 48-58, величина шероховатости Ra=1,25 (ТУ 14-1-2197-77 с изменениями 5 от 01.11.86, с.3 (прототип)).

При создании изобретения решалась задача расширения арсенала дисковых ножей, которые могут быть использованы преимущественно для холодной резки металла.

Технический результат заключается как в расширении арсенала дисковых ножей для холодной резки металла, так и в повышении контактной выносливости дискового ножа и его износостойкости.

Поставленный технический результат достигается тем, что в известном дисковом ноже, выполненном в виде корпуса с торцевой и наружной поверхностями твердостью HRC 48-58, новым является то, что он снабжен двумя износостойкими элементами, каждый из которых выполнен в виде кольцеобразной дорожки с твердостью поверхностного слоя более HRC 60, расположенными на соответствующих торцевых поверхностях корпуса с прилеганием к наружной поверхности.

Износостойкие элементы выполнены шириной более 20 мм и глубиной более 0,6 мм.

Износостойкие элементы выполнены шириной 22-25 мм и глубиной 0,6-0,8 мм.

Нож может быть выполнен из инструментальной стали.

Нож может быть выполнен из инструментальной легированной стали марок 5ХВНС или 5ХВ2С.

Твердость наружной и торцевой поверхностей ножа составляет HRC 50-58 при его толщине до 40 мм.

Твердость наружной и торцевой поверхностей ножа составляет HRС 48-56 при его толщине более 40 мм.

Шероховатость наружной и торцевой поверхностей ножа составляет Ra= 1,23-1,27 мкм.

Отличительным признаком заявленного дискового ножа является выполнение каждого из износостойких элементов в виде кольцеобразной дорожки с твердостью ее поверхностного слоя HRC более 60, составляющей одно целое с дисковым ножом, твердость остальных поверхностей которого HRC 48-58, и расположение износостойких элементов на торцевых поверхностях в то время, как в известных дисковых ножах износостойкие элементы выполнены в виде накладок, устанавливаемых на поверхности наружного диаметра дискового ножа.

Период стойкости дисковых ножей устанавливается на предприятии - потребителе в условиях эксплуатации на дисковых ножницах или агрегатах продольной резки. Появление на кромках разрезаемого металла таких дефектов как появление недопустимой величины заусенца, отгиба и скола кромки разрезаемого металла является критерием окончания среднего периода стойкости, достигающего при резке низколегированной стали толщиной 6...8 мм известными дисковыми ножами 4-6 часов.

Расположение износостойких элементов на торцевых поверхностях дискового ножа позволило выполнить, например, посредством алмазного выглаживания, кольцеобразную дорожку с твердостью ее поверхностного слоя HRC более 60 и в результате повысить контактную выносливость дискового ножа и его износостойкость: стойкость дисковых ножей заявленной конструкции составляет 10,4-12,5 часов, что позволяет в 1,8-2 раза увеличить время между переточками, уменьшает сроки простоя оборудования предприятий металлургической и металлообрабатывающей промышленности, а также повысить чистоту реза металла.

Таким образом, сравнение свойств совокупности существенных признаков заявленного и известного дисковых ножей показало, что создание заявленной конструкции дискового ножа, обладающего повышенной контактной выносливостью и износостойкостью, позволило решить проблему, стоящую перед специалистами в данной области на протяжении многих лет.

Изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, где на фиг.1 изображен дисковый нож, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1 (профиль кольцеобразной дорожки).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Дисковый нож 1 имеет поверхность 2 наружного диаметра, торцевые 3 и 4 поверхности и износостойкие элементы 5.

Дисковый нож 1, преимущественно для холодной резки металла, может быть изготовлен, например, из инструментальной легированной стали марки 5ХНВС или марки 5XB2C, при этом твердость поверхности наружного диаметра и торцевых поверхностей дискового ножа толщиной до 40 мм может составлять HRC 50-58, а твердость поверхности наружного диаметра и торцевых поверхностей дискового ножа толщиной свыше 40 мм может составлять HRC 48-56. Величина шероховатости поверхности наружного диаметра и торцевых поверхностей дискового ножа может быть Ra=1,23-1,27 мкм.

Износостойкие элементы 5 выполнены в виде двух кольцеобразных дорожек 6 и 7 с твердостью поверхностного слоя HRC более 60.

Кольцеобразная дорожка 6 расположена на торцевой 3 поверхности, а кольцеобразная дорожка 7 расположена на торцевой 4 поверхности, т.е. каждая из кольцеобразных дорожек 6 и 7 расположена на соответствующей торцевой поверхности дискового ножа. При этом кольцеобразная дорожка 6 прилегает к поверхности 2 наружного диаметра со стороны торцевой 3 поверхности, а кольцеобразная дорожка 7 прилегает к поверхности 2 наружного диаметра со стороны торцевой 4 поверхности, т.е. каждая из кольцеобразных дорожек 6 и 7 выполнена прилегающей к поверхности 2 наружного диаметра.

Каждая из кольцеобразных дорожек 6 и 7 может быть выполнена шириной более 20 мм, например 22-25 мм, а глубиной более 0,6 мм, например 0,6-0,8 мм. Каждая из кольцеобразных дорожек 6 и 7 может быть выполнена на токарно-карусельном станке выглаживанием алмазным индентором, радиус сферы наконечника которого 1,5 мм, с силой выглаживания 250 Н, продольной подачей 0,04 мм/об. и скоростью выглаживания 35-40 м/мин.

Проведенные испытания дисковых ножей диаметром 450 мм и шириной 40 мм, изготовленных из инструментальной стали марки 5ХНВС с твердостью HRC 55 и величиной шероховатости Ra=1,25 мкм, показали, что оснащение их кольцеобразными дорожками с твердостью HRC 64 и с чистотой поверхности Ra=0,18, прилежащими к поверхности 2 на торцевых поверхностях 3 и 4, позволили повысить их стойкость до 10,4 часа.

Проведенные испытания дисковых ножей диаметром 450 мм и шириной 40 мм, изготовленных из инструментальной стали марки 5ХВ2С с твердостью HRC 56 и величиной шероховатости Ra=1,25 мкм, показали, что оснащение их кольцеобразными дорожками с твердостью HRC 66 и с величиной шероховатости поверхности Ra= 0,16 мкм, прилежащими к поверхности 2 на торцевых поверхностях 3 и 4, позволили повысить их стойкость до 12,5 часа.

Стойкость дисковых ножей определялась при разделительной резке рулонированной горячекатаной стали марки 09Г2С толщиной 6,0 мм в агрегатах продольной резки.

По мере затупления кромок между поверхностью 2 наружного диаметра и прилежащими к ней кольцевыми дорожками 6 и 7 поверхность 2 наружного диаметра стачивают, например, шлифованием до восстановления острой кромки. В виду того, что ширина каждого из износостойких элементов 5, выполненных в виде кольцеобразных дорожек 6 и 7 на торцевой поверхности дискового ножа прилегающими к поверхности наружного диаметра, составляет более 20 мм, то возможность переточек дискового ножа значительно возрастает.

Таким образом, расширен арсенал дисковых ножей для холодной резки металла, так как получен новый цельный дисковый нож с износостойкими элементами, выполненными заодно с дисковым ножом, контактная выносливость и износостойкость которого повышены примерно в 2 раза.

Формула изобретения

1. Дисковый нож, выполненный в виде корпуса с торцевой и наружной поверхностями твердостью HRC 48-58, отличающийся тем, что он снабжен двумя износостойкими элементами, каждый из которых выполнен в виде кольцеобразной дорожки с твердостью поверхностного слоя более HRC 60, расположенными на соответствующих торцевых поверхностях корпуса с прилеганием к наружной поверхности.

2. Нож по п.1, отличающийся тем, что износостойкие элементы выполнены шириной более 20 мм и глубиной более 0,6 мм.

3. Нож по п.2, отличающийся тем, что износостойкие элементы выполнены шириной 22-25 мм и глубиной 0,6-0,8 мм.

4. Нож по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из инструментальной стали.

5. Нож по п.1, отличающийся тем, что он выполнен из инструментальной легированной стали марок 5ХВНС или 5ХВ2С.

6. Нож по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что твердость наружной и торцевой поверхностей составляет HRC 50-58 для ножа толщиной до 40 мм.

7. Нож по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что твердость наружной и торцевой поверхностей составляет HRC 48-56 для ножа толщиной более 40 мм.

8. Нож по любому из пп.1 и 7, отличающийся тем, что шероховатость наружной и торцевой поверхностей составляет Ra=1,23-1,27 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2