Ножницы для резки заготовок круглого сечения

Изобретение относится к заготовительному производству машиностроительных и металлургических предприятий, в частности к режущим устройствам. Ножницы содержат два плоских ножа, установленных в направляющих с возможностью одновременного встречного плоскопараллельного перемещения. Каждый из ножей выполнен с опорной кромкой и с двумя выступами, расположенными по его длине со стороны ответного ножа. Один из выступов каждого ножа выполнен с плоскостью прижима, а второй - с режущей кромкой, расположенной под углом к опорной кромке. Плоскость прижима каждого ножа расположена наклонно под углом к опорной кромке, равным и противоположно направленным углу наклона режущей кромки соответствующего ножа. Тангенс угла наклона режущих кромок равен тангенсу угла наклона соответствующих им плоскостей прижима и имеет значение, равное 1/π. В результате обеспечивается оптимальная эффективность работы ножниц. 4 ил.

 

Изобретение относится к заготовительному производству машиностроительных и металлургических предприятий, в частности к режущим устройствам.

Известно устройство для резки заготовок круглого сечения, содержащее два плоских ножа, установленных в направляющих с возможностью одновременного встречного плоскопараллельного перемещения, режущая кромка каждого ножа наклонена к его противоположной опорной кромке под острым углом, при этом режущие кромки обоих ножей наклонены в одну сторону [1].

Недостатком данного устройства является неудовлетворительное качество поверхности среза вследствие открытой схемы резки. Другим существенным недостатком является неопределенность угла наклона режущих кромок, от которого зависит как величина рабочего хода ножей, их габариты, а также и габариты устройства в целом, энергозатраты, производительность устройства и в конечном итоге эффективность его работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению являются ножницы для резки заготовок круглого сечения, содержащие два плоских ножа, установленных в направляющих с возможностью одновременного встречного плоскопараллельного перемещения, каждый из которых выполнен с опорной кромкой и с двумя выступами, расположенным по его длине со стороны ответного ножа, один из выступов каждого ножа выполнен с плоскостью прижима, а второй - с режущей кромкой, расположенной под углом к опорной кромке, при этом плоскость прижима каждого ножа расположена наклонно под углом к опорной кромке, равным и противоположно направленным углу наклона режущей кромки соответствующего ножа [2].

В данном устройстве реализована не полностью закрытая схема резки с активным поперечным зажимом, что позволяет повысить качество поверхности среза отрезаемых заготовок. Но при этом, также как и в предыдущем устройстве, не регламентировано значение угла наклона режущих кромок и прижимных плоскостей, определяющее оптимальную эффективность работы устройства.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, а именно обеспечение оптимальной эффективности работы устройства за счет назначения регламентированного угла наклона плоскостей прижима и соответствующих им режущих кромок.

Поставленная задача достигается тем, что в известных ножницах для резки заготовок круглого сечения, содержащих два плоских ножа, установленных в направляющих с возможностью одновременного встречного плоскопараллельного перемещения, каждый из которых выполнен с опорной кромкой и с двумя выступами, расположенными по его длине со стороны ответного ножа, один из выступов каждого ножа выполнен с плоскостью прижима, а второй - с режущей кромкой, расположенной под углом к опорной кромке, при этом плоскость прижима каждого ножа расположена наклонно под углом к опорной кромке, равным и противоположно направленным углу наклона режущей кромки соответствующего ножа, согласно изобретению тангенс угла наклона режущих кромок равен тангенсу угла наклона соответствующих им плоскостей прижима и имеет значение, равное 1/π.

То, что тангенс угла наклона режущих кромок равен тангенсу угла наклона соответствующих им плоскостей прижима и имеет значение, равное 1/π, позволяет осуществлять отрезку мерной заготовки при ходе каждого из ножей равной половине ее периметра, т.е. за половину оборота отрезаемой заготовки и прутка, от которого она отрезается, который равен πr, где r - радиус разделяемого прутка. При этом режущая кромка каждого из ножей внедряется в разделяемый пруток на величину r. Из прямоугольного треугольника, образованного наклонной плоскостью выступа или режущей кромкой соответствующего ножа, общим основанием (оси симметрии их наклона) и торцевой частью имеем tgα=r/πr=1/π, где α - искомый угол наклона, который равен 17°40'. Изготовление ножей с меньшим углом наклона приводит к увеличению их габаритов, величины рабочего хода и габаритов ножниц в целом, при этом к концу процесса отрезки могут возникать силы, препятствующие повороту разрезаемого прутка и заклиниванию его между ножами. Изготовление ножей с большим углом наклона приводит к резкому возрастанию энергозатрат и ухудшению качества поверхности раздела, заметному смятию поверхности прутка в месте контакта с ножами. Исполнение угла наклона режущих кромок ножей и соответствующих им выступов равными 1/π позволяет разрезать на таких ножницах пруток на мерные заготовки любого диаметра за ту же половину оборота самого прутка и отрезаемой от него мерной заготовки при необходимой длине ножей и мощности привода. Это делает ножи универсальными и не требует их замены при изменении диаметра разрезаемого прутка, сокращается потребность в их количестве. Таким образом, достигается оптимальная эффективность ножниц для резки заготовки круглого сечения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид ножниц в исходном положении, на фиг.2 - в момент окончания отрезки, на фиг.3 - сечение А-А фиг.2, на фиг.4 - схема к определению угла наклона α рабочих плоскостей ножей.

Устройство для резки заготовок круглого сечения содержит цилиндры 1 и 2 гидропривода (условно не показано), верхний 3 и нижний 4 ножи, имеющие режущие кромки 5, 6 и соответствующие им наклонные плоскости 7, 8 для прижима прутка 9 и отрезаемой заготовки 10, перемещающиеся соответственно в направляющих 11, 12. Угол наклона прижимных плоскостей α₁ равен углу наклона α₂ режущих кромок ножей и направлен в противоположную им сторону. Искомый угол наклона α определялся из прямоугольного треугольника АВС (фиг.4), образованного наклонной плоскостью выступа АВ верхнего ножа 3 (гипотенуза АВ в прямоугольном треугольнике фиг.4), основанием АС, параллельным опорной кромке ножа 3, длиной πr (где r - радиус разрезаемого прутка 9), которая соответствует величине рабочего хода ножа 3 (прилежащий катет АС в прямоугольном треугольнике фиг.4), и высотой ВС, на торцевой части ножа 3, равной г, глубине его внедрения в разрезаемый пруток 9 за величину его рабочего хода (противолежащий катет ВС в прямоугольном треугольнике фиг.4). Таким образом, tgα=r/πr=1/π, что соответствует 17°40'. Величины углов α₁ и α₂ приняты равными этому значению.

Устройство работает следующим образом.

Пруток 9 подают на требуемую величину в зазор между ножами 3, 4 с их фронтальной стороны. Затем включают гидропривод, который посредством цилиндров 1, 2 сообщает одновременное встречное движения ножам 3, 4 по направляющим 11 и 12 соответственно. При этом расстояние по вертикали между режущими кромками 5 и 6 ножей 3, 4 уменьшается. Каждый из ножей 3, 4, вращая пруток 9, постепенно внедряется в него режущими кромками 5, 6 на величину радиуса r прутка, совершая при этом ход, равный πr, что соответствует половине периметра прутка, при этом наклонные плоскости соответствующих выступов 7 и 8 обеспечивают жесткий прижим прутка 9 и отрезаемой заготовки 10. После этого происходит окончательное отделение от прутка 9 отрезаемой заготовки 10. Ножи 3, 4 разводятся в исходное положение, и цикл повторяется.

Предложенная конструкция ножниц была опробована при резке прутков диаметром 10 и 16 мм из среднеуглеродистых и высокоуглеродистых марок сталей. Угол наклона режущих кромок и прижимных плоскостей ножей составлял 17°40'. Значение этого угла постоянно для любого диаметра разрезаемого прутка, которое обеспечивает отрезку мерной заготовки за половину оборота прутка при принятой конструкции. Общая длина ножей в опытно-промышленной конструкции ножниц принята 130 мм, рабочая - 65 мм, что позволяло разрезать на них без замены ножей пруток диаметром до 20 мм.

Предложенное устройство целесообразно применять в кузнечном заготовительном производстве машиностроительных и металлургических предприятий для выполнения разделительных операций, а также в ремонтных производствах.

Источники информации

1. А.С. СССР №515598. Устройство для резки заготовок круглого сечения. B 23 D 15/02. Опубл. БИ №20, 30.05.76.

2. А.С. СССР №1355379. Устройство для резки заготовок круглого сечения. B 23 D 15/02. Опубл. БИ №44, 30.11.87.

Ножницы для резки заготовок круглого сечения, содержащие два плоских ножа, установленных в направляющих с возможностью одновременного встречного плоскопараллельного перемещения, каждый из которых выполнен с опорной кромкой и с двумя выступами, расположенными по его длине со стороны ответного ножа, один из выступов каждого ножа выполнен с плоскостью прижима, а второй - с режущей кромкой, расположенной под углом к опорной кромке, при этом плоскость прижима каждого ножа расположена наклонно под углом к опорной кромке, равным и противоположно направленным углу наклона режущей кромки соответствующего ножа, отличающиеся тем, что тангенс угла наклона режущих кромок равен тангенсу угла наклона соответствующих им плоскостей прижима и имеет значение, равное 1/π.