Блок ножей для резки проката цилиндрического поперечного сечения

 

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 В 23 0 15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где n— (21) 4705056/27 (22) 14.06.89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) Ю.В.Данченко, А.B.Ñoáoëeíêî, H.А,Коломоец, В.К.Кисиль, С,И,Ивченков и И.И.Ребрин (53) 62 .961(088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

N 941021, кл, В 23 D 15/04, 1980. (54) БЛОК НОЖЕЙ ДЛЯ РЕЗКИ ПРОКАТА

ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть исспользоИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, например, в заготовительном. производстве машиностроительных предприятий для разделения проката цилиндрического поперечного сечения.

Целью изобретения является повыше-. ние качества получаемых изделий при разделении наибольшего.для данных ножей типоразмера проката за счет обеспечения создания симметричных условий деформации и схемы нагружения.

На фиг.1 изображен блок ножей для резки проката цилиндрического поперечного сечения; на фиг.2 — схема построения профиля паза ножа; на фиг.3 — расчетная схема к определению уравнения параболы, описывающей основание паза, Блок содержит верхний 1 и нижний 2 ножи с профилированными пазами 3 (фиг.1)..50«„1682056 А1 вано, например, в заготовительном производс1ве машиностроительных предприятий для разделения проката цилиндрического поперечного сечения. Цель изобретения— повышение качества получаемых изделий при разделении наибольшего типоразмера проката за счет обеспечения создания симметричных условий деформации и схемы нагружения, Режущая кромка, образованная пересечением основания паза, выполнена по и" ðàáîëå с вершиной., лежащей на оси симметрии паза, а радиус дуг окружностей боковых кромок выполнен большим суммы глубины паза в момент начала реза и величины смещения центра окружности от оси симметрии паза. 3 ил, Режущая кромка основания паза 3 (фиг.2) выполнена по параболе, вершина А которой находится на оси симметрии Н паза. Координаты точек, лежащих на ветвях параболы, рассчитывают по формуле

Y =(R<(1 — соз а) +ОЗ . (1)

R . з1п а з!и а tg a (1 соз а) + с

R< — средний радиус проката; а — угол, ограничивающий основание паза;

0 — величина зон свободной деформации при порезке.

Боковые режущие кромки 4 образованы дугами В С и В С окружностей с центрами 01 и 02, радиус которых Рббольше

1682056 суммы максимального радиуса проката и величины смещения центра окружности от оси симметрии И паза, Для построения профиля паза описывается (фиг,2) окружность среднего диаметра

Dc из диапазона разрезаемого проката радиусом Rc = Dc/2, Затем по вертикальной Н и горизонтальной II И осям откладывают величины зон свободной деформации О, Полученная таким образом вершина А на вертикальной оси симметрии И, является вершиной параболы„описывающей основание 3 паза каждого ножа. Точки, лежащие на ветвях параболы, определяются согласно выражению (!).

Ветви параболы касаются окружности радиуса В< и сопрягаются с боковыми кромками ножей под углом а к вертикальной оси. Центры 01 и О,> окружностей, которыми описываются боковые кромки ножей, определяются как точки пересечения прямых, проходящих через точки касания В и В, l центр симметрии О и перпендикуляров О)Д

«02Д, восстановленных из середины соотl ветствуюших отрезков В(. и В С, проведенl ных черезточки касания В, В и границы зон

I свободной деформации точки С, С, на гори-! эонтальной оси Ii-ll.

Способ заключается в создании такого профиля паза ножей, который обеспечивает симметричность условий деформации и схемы нагружен«я в процессе реза. Симметричность условий деформации и схемы нагружен«я обеспечивается созданием одинаковых по величине зон свободной деформации (расстояние or поверхности проката до поверхности но>кей; на фиг,2 — это расстояние обозначено 6) по вертикальной и горизонтальной осям счага ломки-резки в момент начального контакта разрезаемого проката с профилированными ножами. Та.кой профиль ножа может быть образован двумя дугами окружностей, симметричных относительно вертикальной оси ножа. Центры указанных окружностей смещены относительно вертикальной оси симметрии ножа, а радиус — больше радиуса разрезаемого проката при условии касания проката поверхности ножа. Однако в этом случае основание паза образовано двумя несоп-. рягающимися дугами окружностей, что в процессе реза пр«вер-икальном относительном перемещении ножей приводит к нарушению правильности формы (некруглости) торца разрезаемого проката. Поэтому целесообразно изменить вид кривой, описывающей профиль основания паза, причем указанная кривая должна быть отличной от дуги, образованной рациусом, и при этом плавной кривой по всей ширине основания паза, Этим условиям удовлетворяет парабола с вершиной, лежащей на вертикальной оси симметрии паза. Парабола, описываю5 щая основание паза, сопрягается с боковой режущей кромкой ножа, выполненной по дуге окружности. Такое выполнение профиля основания паза обеспечивает гладкую кривую по всей длине режущей кромки

10 ножа при одновременном выполнении условия равномерности зон свободной деформации (их одинаковых величин), Для построения и последующего изготовления ножа предлагаемого профиля не15 обходимо получить уравнение, которое описывает параболу — основание паза ножа.

Запишем уравнение параболы в общем виде

t9Q=ll 3 X или ща=п а. (R, sin Q)" . (4) Разделяют почленно уравнения (3) и (4) 40

Ы1-сова - ;В It sing

tgQ n

Откуда

Rc з!и а 9 а з!и а 9 а ,(-- х.

Подставляя уравнение (6) s уравнение

50 (3), получают

Rc(1 — соза)+О=а (@ sina) х

sin а т9 а х (1 — @os а+— откуда

R, (1 — сов а) + О

sin a 1g Q (R- )Г:,о- Qq+ Rc

C7) у= а х". (2)

20 Задача сводится к определению параметров а и п уравнения (2), Рассмотрим расчетную схему, приведенную на фиг.3, с учетом заданных величин R„, О, а, Из ЛАВС имеем

25 ОС= ye= (Rc+ 6) Rc сна; ВС= хв=

=Rc -slnQ.

Подставляют координаты точки B сопряжения параболы с окружностью боковой режущей кромки в формулу (2)

Rc+0 — R cos а=а (Rc sin а)". (3)

Из геометрического смысла производной (t9 а = у (В)) получают для точки В

1682056

Окончательно имеют у = tRc (1 — cos а) + О), (g}

sin à то а где n=

1 — cos а+—

Rc

В промышленных условиях разрезаемый прокат характеризуется непостоянством уровня геометрических параметров при определенном (конкретном для данной пар-, тии) законе распределения значений размеров в партии проката. Для существующего диапазона колебаний диаметра разрезаемого проката основными характеристиками являются величины максимального (В „кс, минимального (Ямин) и среднего раВмакс + мин ) диуса (Яс—

Создание симметричных условий деформации и схемы нагружения при порезке цилиндрического проката на пресс-ножницах обеспечивает симетричность размеров поперечного сечения заготовок, в частности минимальную овализацию торца раэрезаемых заготовок. Поэтому важным является выбор соотношения размеров разрезаемого проката и зон свободной деформации в момент контакта ножей с поверхностью заготовки. Выбранные одинаковыми по величине зоны свободной деформации по вертикальной и горизонтальной осям очага резания (фиг.3) для случая резки проката среднего радиуса обеспечивают равномерные, наиболее рациональные условия резания для всех заготовок данной партии из диапазона разрезаемого проката. Вместе с тем необходимо гарантировать наличие зон свободной деформации при пореэке предельных размеров заготовок, в частности заготовок максимального радиуса, Для этого необходимо, чтобы величина зоны свободной деформации (6) для случая резки проката среднего радиуса была больше разности максимального и среднего радиусов проката, т.е. (О + Rñ) > Кмякс. Отсюда вытекает, что радиус дуги окружности боковой кромки должен быть больше суммы максимального радиуса проката к величине смещения центра окружности от оси симметрии паза, Действительно, иэ Л АКО и h,ÅÊÎ видно, что KD > AD и О К > О Е, тогда 01К +

+ KD > О Е + AD (фиг.3), Подставляя параметры паза, ножа, получают Ra > Z+ Вс+ О, где Z — смещение центра окружности боковой кромки от оси симметрии паза. Так как

Rc + О > макс, то неравенство (R6 > Ймакс +

+ Z) справедливо, Поскольку в реальном промышленном процессе партия разрезаемых цилиндриче50

Формула изобретения

Блок ножей для резки проката цилиндрического поперечного сечения, содержащий верхний и нижний ножи призматической формы с пазами, образующими при пересечении с фронтальными поверхностями ножей криволинейные режущие кромки, при этом режущие кромки, образованные пересечением основания паза, сопряжены с боковыми режущими кромками ских заготовок характеризуется не дискретным значением диаметра, а конкретным диапазоном размеров, то для сохранения геометрической формы торца заготовок при

5 резании необходимо создать симметричную схему нагружения для случая порезки среднего размера заготовок данной партии, вокруг которого группируются все остальные случаи возможных размеров. Так как

10 поступающие на пресс-ножницы заготовки изготавливают различные заводы, которые производят их в неодинаковых условиях, то возможны различные законы распределения размеров проката внутри рассматрива15 емых диапазонов со смещением центра распределения как в одну, так и в другую сторону от середины диапазона. Если математическое ожидание или центр распределения радиусов заготовок в партии

20 соответствует середине диапазона размеров проката или среднему радиусу, то наибольшая симметричность схемы нагру. жения при пореэке партии заготовок обеспечивается таким профилем ножей, контакт

25 поверхности которых с поверхностью проката среднего радиуса осуществляется под углом а= 45 . В других случаях необходимо учитывать смещение центра реального распределения размеров разрезаемого прока30 та относительно середины существующего диапазона размеров путем выбора угла а большим или меньшим 45 .

Блок ножей для резки цилиндрического проката работает следующим образом.

35 Разрезаемую заготовку проката укладывают в паэ 3 нижнего режущего ножа 2, после чего приводят в соприкосновение с прокатом верхний нож 1 (фиг,1). В этом положении цилиндрический прокат имеет че40 тыре точки касания с профилем ножей, Далее продолжают вертикальное движение верхнего режущего инструмента, в результате чего под действием симметричных усилий в районах четырех зон начального 45 контакта металл равномерно заполняет зоны свободной деформации 0(фиг.2). Движение верхнего ножа продолжают до полной резки проката, 1

) 1682056 по дугам окружностей, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий при разделении наибольшего для данных ножей типоразмера проката эа счет обеспечения создания симметричных условий деформации и схемы нагружения, режу.цая кромка, образованная пересечением основания паза, выполнена по параболе с вершиной, лежащей нз оси симметрии паза, а радиус ду окружностей боковых,кромок выполнен большим суммы

5 глубины паза в положении начала реза и величины смещения центра окружности от оси симметрии паза.

1682056

Составитель В.Шебалкин

Редактор М.Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 3366 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101