Способ вальцевания лезвий на листовых заготовках и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении, например, ножей для разделки мяса. В данном способе вальцевания лезвий на кромках листовых заготовок устанавливают отклонения линейных размеров заготовки от номинальных. В соответствии с ними корректируют положение заготовки относительно размещенных в раме поворотных рычагов с кабибрами для пластического формоизменения заготовки. Это предваряют определением требуемого усилия вальцевания, в соответствии с которым устанавливают межосевое расстояние рычагов, уменьшают на величину упругого деформирования рамы и поворотных рычагов с последующей корректировкой его в сторону увеличения или уменьшения. При этом толщина заготовки соответственно больше или меньше номинального значения на установленную величину отклонения. Устройство для осуществления способа вальцевания лезвий на листовых заготовках содержит нажимной элемент с двумя поворотными рычагами и калибрами для формообразования заготовки, шарнирно укрепленными в раме своими концевыми участками, в котором формообразующие калибры размещены оппозитно на поворотных рычагах в зоне нажимного элемента в виде кронштейна с изменением межосевого расстояния рычагов посредством клиновой пары, размещенной за одной из цилиндрических опор внутри сквозной полости замкнутой силовой рамы О-образного сечения. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий, имеющих лезвия.

Известен способ изготовления лезвийных деталей для сельскохозяйственных и др. машин путем пластического формоизменения листовой заготовки в ковочных вальцах, при котором подготовленную заготовку устанавливают относительно формообразующего элемента и подвергают ее пластическому формоизменению [1] Недостатки этого способа заключаются в образовании заусенцев по кромке лезвий и в недооформлении лезвий из-за разброса толщины исходной заготовки, что предопределяет применение таких дополнительных операций как обрезка заусенцев, так и по заточке лезвий.

Известен способ вальцевания лезвий на листовых заготовках, при котором устанавливают отклонение линейных размеров заготовки от номинальных и в соответствии с этим корректируют положение заготовки относительно калибров, установленных на поворотных элементах, размещенных в основании, после чего осуществляют пластическое формообразование [2] Этому способу присущи те же недостатки, что и аналогу из-за того, что формообразование деталей осуществляют без учета упругого пружинения устройства от усилия вальцевания.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении качества изделий путем устранения влияния колебаний размеров исходной заготовки и силовых параметров вальцевания изделий и в снижении трудоемкости изготовления лезвийных изделий.

Отмеченный технический результат данного способа вальцевания лезвий на листовых заготовках обеспечивается, во-первых, тем, что при его осуществлении предложено предварительно определять требуемое усилие вальцевания, в соответствии с которым уменьшают установленное межосевое расстояние нажимных элементов на величину упругого деформирования основания и поворотных элементов с последующей корректировкой его в сторону увеличения или уменьшения при толщине заготовки соответственно больше или меньше номинального значения на установленную величину отклонения.

Известно устройство для вальцевания лезвий на листовых заготовках, содержащее калибры, размещенные оппозитно в зоне нажимного элемента на поворотных рычагах, закрепленных с помощью шарнирных опор на основании [3] В предлагаемом устройстве основание выполнено в виде замкнутой силовой рамы О-образного сечения, причем устройство снабжено узлом изменения межосевого расстояния рычагов посредством клиновой пары, размещенной в полости силовой рамы за одной из шарнирных опор.

На фиг.1, 2 и 3 представлены схемы вальцевания лезвий на различных этапах вальцевания: в исходном положении, в промежуточный момент вальцевания и по окончании процесса вальцевания соответственно; на фиг.4 устройство, вид спереди (слева) и продольное его сечение (справа); на фиг.5 то же, вид сверху (слева) и сечение по СВД (справа).

Листовую заготовку 1 подвергают вальцеванию при помощии калибров 2 и 3 и поворотных рычагов 4 и 5, поворачивающихся относительно осей А и В, в результате чего сначала получают полуфабрикат 6, а затем изделие 7.

Устройство для вальцевания лезвий на кромках листовых заготовок включает следующие детали и узлы: на столе 8 закреплено основание, выполненное в виде рамы 9, состоящей из четырех плит 10, скрепленных болтами 11 с гайками 12 и шайбами 13. Внутри рамы 9 размещены два поворотных рычага 4 и 5, концевые участки которых снабжены соответственно калибрами 2 и 3, а также цилиндрическими опорами 14 с водилами 15, совместное крепление которых обеспечено болтами 16. В правой части рамы 9 установлена клиновая пара, состоящая из неподвижного клина 17, укрепленного в раме 9 болтом 18, а также из подвижного клина 19, взаимодействующего своей резьбовой частью с регулировочным болтом 20, конец которого через шайбу 21 соединен с кольцом 22. Между подвижным клином 19 и водилом 15 в шпоночной канавке укреплена винтами 23 шпонка 24. К ползуну пресса 25 прикреплен П-образный кронштейн 26, в стойках которого выполнены прямоугольной формы вырезы 27, предназначенные для размещения в них четырех втулок 28 с болтами крепления 29 к шкворням 30, которые в свою очередь прикреплены к поворотным рычагам 3 и 4 болтами 31. Ограничительная планка 32 прикреплена болтом 33.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении (см. фиг.4) ползун пресса 25 вместе с кронштейном 26 находится в крайнем верхнем положении, в результате чего поворотные рычаги 4 и 5 с калибрами 2 и 3 образуют створ, что позволяет на отростки 34 калибров 2 и 3 установить листовую заготовку 1.

Включение рабочего хода пресса приводит к опусканию ползуна 25 с кронштейном 26. Усилие пресса, передаваемое через втулки 28 и шкворни 30 на поворотные рычаги 4 и 5, по мере поворота последних приводит к формообразованию заготовки 1 (фиг.1) сначала в полуфабрикат 6 (фиг.2), а затем в изделие 7 (фиг.3) в соответствии с рабочими поверхностями калибров 2 и 3. Окончание формообразования изделия 7 сопровождается дальнейшим опусканием ползуна пресса 25 с кронштейном 26 и поворотом рычагов 4 и 5 с калибрами 2 и 3, что позволяет освободить изделие 7 от воздействия усилий со стороны калибров 2 и 3 и удалить изделие 7 из рабочей зоны устройства.

Обратный ход пресса сопровождается подъемом поворотных рычагов 4 и 5 вместе с калибрами 2 и 3 в исходное положение (согласно фиг.1 и 4), после чего возможно осуществление следующего цикла вальцевания изделия. В связи с тем, что создание требуемого усилия Р вальцевания на оппозитно размещенных калибрах 2 и 3 сопровождается упругим деформированием как рычагов 4 и 5 с взаимодействующими с ними соответствующими элементами конструкции, так силовой рамы 9, необходима оценка значений и учет их величин.

Полное удлинение рамы 9 L_с.р. под действием усилия вальцевания Р зависит от длины рамы L_с.р., модуля упругости Е и площади поперечного сечения рамы F_с.р. и устанавливается по формуле L_с.р (1) причем упругое деформирование рамы 9 сопровождается упругим сжатием рычагов 4 и 5 и L_рыч. и контактирующими с ними элементов конструкции, L_рыч (2) Таким образом составляющая упругого деформирования устройства L_усбудет L_ус=L_с.р+L_рыч + (3) Учет этой величины в устройстве обеспечивается изменением межосевого расстояния поворотных рычагов 4 и 5 с калибрами 2 и 3 АВ на величину L ВВ' и если исходная толщина S заготовки 1 соответствует номинальному значению, то установленное межосевое АВ расстояние с поправкой на упругое деформирование устройства L_ус обеспечит изготовление детали 7 с заданными геометрическими параметрами.

Практически же заготовка 1 имеет отклонение по толщине S в пределах 10% которое следует
либо вычесть из L_ус в случае, если толщина заготовки больше номинального значения на величину S, т.е. принять итоговое изменение межосевого расстояния на величину
L= L_ус-S + S (4) либо прибавить к L_ус величину S при фактической толщине заготовки S меньше ее номинального значения на величину S, т.е. принять
L=L_ус+S= + + S (5)
П р и м е р осуществления предложенного способа вальцевания при изготовлении ножа из стали при S 2 мм и S 0,2 мм, причем потребное усилие вальцевания Р 200 тнс.

С учетом того, что площадь поперечного сечения силовой рамы 9 F_с.р.= 2^.(5^.17)170 см² 170000 мм², длина рамы L_с.р.=600 мм, а площадь поперечного сечения рычагов 4 и 5 F_рыч. 7^.17 119 см² 11900 мм² и длина их с контактируемыми деталями L_рыч. 600 мм при модуле упругости силовых стальных деталей Е 2,1^.10⁴ кгс/мм², то согласно (4) имеют
L + 0,2
Для того, чтобы задать предварительное уменьшение межцентрового расстояния с АВ' до АВ, т.е. на величину L 0,616 мм, необходимо при помощи клиновой пары с углом клина 10^о (tg 30/160 0,187) переместить ось поворотного рычага 4 на величину L 0,616 мм, что обеспечивается перемещением регулировочного винта 19 на величину
l_клина 3,3 мм
Для регулировочного винта 19 с резьбой М20 х 3 необходимо от номинального положения рычагов 4 и 5, соответствующего межосевому расстоянию АВ, вращением регулировочного винта 20 обеспечить перемещение подвижного клина 19 вместе с водилом 15, цилиндрической опоры 14, рычага 4 с калибром 2 на L_клин. 3,3 мм посредством поворота регулировочного винта 20 на 396^о, т.е. на 1,1 оборота.

Указанный прием предварительного изменения межосевого расстояния с АВ' на АВ следует осуществлять после установки рычагов 4 и 5 в номинальное положение, когда L 0.

Это обеспечивается тем, что вместо заготовки 1 в створ между калибрами 4 и 5 устанавливается эталонная плитка толщиной 2 мм, после чего вращением регулировочного винта 19 обеспечивается сближение рычагов 4 и 5 до "закусывания" этой плитки, а соответствующее положение винта принимается за номинальное ( L 0).

Аналогично производится настройка устройства на вальцевание лезвий на кромках листовых заготовок других толщин (например, для S 3, 4, 5 мм) и механических свойств исходного материала.

Опробирование и внедрение установки на одном из заводов отрасли обеспечило высококачественное, производительное и практически безотходное серийное изготовление семи типоразмеров ножей для разделки мясных туш и птицы.

Формула изобретения

1. Способ вальцевания лезвий на листовых заготовках, при котором измеряют линейные размеры заготовок, определяют величины отклонения линейных размеров от номинальных, корректируют положение заготовки относительно калибров, установленных на поворотных элементах, размещенных в основании, и осуществляют пластическое формоизменение, отличающийся тем, что предварительно определяют требуемое усилие вальцевания путем воздействия нажимных элементов на поворотные элементы, несущие калибры, в соответствии с требуемым усилием вальцевания установленное межосевое расстояние нажимных элементов уменьшают на величину упругого деформирования основания и поворотных элементов, несущих калибры, корректировку положения заготовки относительно калибров, установленных на поворотных элементах, размещенных в основании, осуществляют путем увеличения или уменьшения величины межосевого расстояния на величину отклонения заготовки по толщине.

2. Устройство для вальцевания лезвий на листовых заготовках, содержащее калибры, размещенные оппозитно в зоне нажимного элемента на поворотных рычагах, закрепленных с помощью шарнирных опор на основании, отличающееся тем, что основание выполнено в виде замкнутой силовой рамы О образного сечения, а устройство снабжено узлом изменения межосевого расстояния между шарнирными опорами, выполненным в виде клиновой пары, размещенной в полости силовой рамы за одной из шарнирных опор относительно оси симметрии силовой рамы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 36-1998

(73) Патентообладатель:
Богуславский Б.З.

Договор зарегистрирован 17.11.1997

Извещение опубликовано: 27.12.1998