Ножницы для резки листового материала

 

Предлагаемая полезная модель относится к области обработки материалов ручным режущим инструментом и может найти применение при изготовлении изделий из листового материала (металла, пластика и т.п.).

Предлагаемые ножницы для резки листового материала обеспечивают тонкую и ровную линию разреза, кромки разреза не деформируются режущим инструментом. Это достигается тем, что лезвие ножа испытывает нагрузку растяжения, а не сжатия, что позволяет выполнить его толщину минимально возможной.

Кроме этого, уменьшению усилия резания способствует то, что лезвие ножа выполнено из двух половин, причем режущие кромки обоих половин заточены под углом примерно 120°, направлены наружу и прижаты к режущим кромкам вставок из инструментальной стали.

Зазор - расстояние между двумя половинками вставок - регулируется, обеспечивая плотное прилегание, исключающее завальцовывание материала.

Предлагаемая полезная модель - Ножницы для резки листового материала (в дальнейшем «ножницы») - относится к области обработки материалов ручным режущим инструментом и может найти применение при изготовлении изделий из листового материала (металла, пластика и т.п.).

Для резки листового материала используются различные типы ножниц, как ручные, так и механические.

Известен патент на изобретение : 2127659 «Ручные ножницы», содержащие два шарнирно соединенных лезвия, и особенностью конструкции которых является, то что «обе ручки расположены сверху над соответствующими лезвиями, и каждая ручка имеет составляющую, которая образует угол преимущественно 90° относительно линии реза и ее вертикальная плоскость смещена относительно вертикальной плоскости своего лезвия не менее чем на его толщину».

Известны ручные ножницы фирм (см. http://www.altes-td.ru/catalog/l.php) STUBAI, FREUND, причем наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели являются просечные ножницы фирмы EDMA: ширина реза 2.7 мм, могут резать сталь до 1.2 мм.

При резании листового материала ножницами обрабатываемый материал испытывает деформацию сдвига, при этом усилие со стороны ножа можно приближенно представить в виде

где dk - ширина реза (соответствует толщине ножа)

- толщина листа

- напряжение временного сопротивления обрабатываемого материала

Напряжение в материале ножа определится как, принимая коэффициент запаса равным N

где lk - ширина ножа в продольном направлении

Сравнивая зависимости (1) и (2) и полагая, что напряжение временного сопротивления материала ножа должно быть по крайней мере не меньше чем у самого прочного обрабатываемого материала, получим (с учетом запаса прочности), что ширина ножа в продольном направлении: lk, т.е. при толщине обрабатываемого материала =1.2 мм и коэффициенте запаса N равным 10, ширина ножа в продольном направлении составит 12 мм, что вполне укладывается в реальные размеры.

Однако имеется особенность относительно характера нагрузки на нож. Вышеприведенные примеры аналогов объединяет то, что нижнее режущее лезвие ножа указанных ножниц работает на сжатие, поэтому из-за возможной потери устойчивости оно должно иметь соответствующую толщину, что обуславливает ширину реза и соответственно усилия резания.

Кроме того, если работают обе режущие кромки нижнего ножа (просечные ножницы), то угол заточки должен быть либо 90°, что также увеличивает усилие резания, либо, для уменьшения усилия резания, и соответственно угла заточки режущих кромок необходимо использовать специальный инструмент (см. фиг.8).

Основная задача заявляемого технического решения - получение тонкой (порядка 0.5 мм) и ровной линии разреза, без деформации (завальцовывания) кромок режущим инструментом при сравнительном (по отношению к аналогам) снижении усилий резания.

На фигурах 1 и 2 представлен общий вид ножниц: на фигуре 1 - вид сбоку, а на фигуре 2 - вид сверху. Здесь 1 - корпус с нижней рукояткой; 2 - верхняя рукоятка с первым рычагом; 3 - средний рычаг; 4 - центральный рычаг; 5 - нож; 6 - механизм подачи; 7 - пружина. На фигуре 1 - O2, О3 , O4, O23, O34, O45 - оси шарнирных соединений.

На фигуре 3 представлен разрез ножниц по средней линии. Показано действие механизма подачи. Винт 8 изменяет положение втулки 9, уменьшая или увеличивая эксцентриситет . При повороте центрального рычага 4, втулка 9 давит на нож 5, подавая его на определенную величину, зависящую от эксцентриситета Л.

На фигуре 4 показано как рычаги соединяются друг с другом, передавая усилие на нож. Здесь также, как на фигурах 1 и 2: 1 - корпус с нижней рукояткой; 2 - верхняя рукоятка с первым рычагом; 3 - средний рычаг; 4 - центральный рычаг; 5 - нож; 6 - механизм подачи; 7 - пружина. O2, О3 , O4, O23, O34, O45 - оси шарнирных соединений. Благодаря системе рычагов усилие от рукоятки (в представляемом эскизе) увеличивается примерно в 250 раз.

На фигуре 5 в увеличенном масштабе представлен разрез по месту крепления ножа. Здесь: 1 - корпус с нижней рукояткой; 10 и 11 - вставки из инструментальной стали; 72 и 13 - две половинки ножа 5;

На фигуре 6 показано расположение ножа между вставками 10 и 11. Нож выполнен из двух половин, причем режущие кромки обоих половин обращены наружу

На фигуре 7 в увеличенном масштабе показано место С из фигуры 6. Нож выполнен из двух половин 12 и 13, причем режущие кромки обоих половин заточены под углом, благоприятным условиям резания (преимущественно 60°) и обращены наружу вплотную к поверхности вставок 10 и 11.

На фигуре 8 схематически показан процесс резания обычными ножницами, приводимыми в качестве аналога, когда нижний режущий нож работает на сжатие, причем режущие кромки (в данном случае) имеют фигурную заточку. Нож 13 (расположенный снизу) работает на сжатие и имеет фигурную заточку режущих кромок. 14 - обрабатываемый материал. Стрелка показывает прилагаемое усилие резания.

На фигуре 9 схематически показан процесс резания, когда нож 5 работает на растяжение. 14 - обрабатываемый материал. Стрелка показывает прилагаемое усилие резания.

Заявленный результат достигается тем, что нож 5 испытывает нагрузку растяжения (см. фиг.9), а не сжатия, как у вышеописанных аналогов, что позволяет выполнить его толщину минимально возможной (порядка 0.5 мм), и соответственно уменьшить ширину реза.

Схематически силовую взаимосвязь между деталями заявляемой полезной модели можно проследить по фигурам 1 и 4. При выполнении процесса резания верхняя рукоятка с первым рычагом 2 движется вниз, вращаясь относительно оси О2 и при этом поворачивая соединенный шарнирно осью О23 с рукояткой 2 средний рычаг 3, который сидит на оси О3. Рычаг 3 шарнирно соединен осью О34 с центральным рычагом 4, сидящим на оси O4, а на вилке рычага 4 шарнирно закреплен нож 5 - на оси O5 . Итак, при движении рукоятки 2 вниз, ось 23 движется наверх, ось 34 - вниз, а ось 45 - наверх, увлекая за собой нож 5, а втулка 9 механизма подачи 6, надавливая на тыльную сторону ножа 5 обеспечивает его врезание в обрабатываемый материал. Таким образом, при резке материала нож совершает двойное движение: как в направлении линии реза, так и под некоторым углом к ней. Подобное сложное движение уменьшает требуемое усилие резания и не оставляет заусенец. А так как нож испытывает только растягивающие нагрузки, то ему не грозит потеря устойчивости и поперечное сечение может быть достаточно малой величины: его толщина может быть порядка 0,25 мм (одной половины) - т.е. ширина щели составит всего 0.5 мм, кроме того, его устойчивости и точности движения способствует то, что он движется в направляющей щели, образованной двумя половинками вставок из инструментальной стали, которые также играют роль боковых кромок режущего инструмента, причем во вставках нож движется практически без зазора и кромки вставок играют роль режущих. Далее щель в корпусе несколько расширяется, давая возможность вырезанному материалу свободно удаляться. Зазор - расстояние между двумя половинками вставок - регулируется, обеспечивая плотное прилегание, исключающее завальцовывание материала при его обработке.

Кроме этого, уменьшению усилия резания способствует то, что нож выполнен из двух половин 12 и 13 (см. фиг.7). Подобная конструкция создает благоприятные условия для заточки режущих кромок, что способствует повышению качества заточки и, соответственно повышению качества выполняемой операции.

Таким образом, предлагаемая полезная модель создает комфортные условия работы, обеспечивая тонкую ширину реза, что способствует выполнению работы высокого качества.

Ножницы для резки листового материала, содержащие корпус с нижней ручкой, верхнюю ручку с системой рычагов, механизм подачи с регулирующим винтом, нож и вставки из инструментальной стали, отличающиеся тем, что нож выполнен из двух половин, причем режущие кромки обеих половин заточены под углом 120°, направлены наружу и прижаты к режущим кромкам вставок из инструментальной стали, а механизм подачи выполнен с возможностью продвижения ножа в сторону резания на величину подачи, определенную регулирующим винтом.



 

Наверх