Способ порезки гнутых корытных профилей и инструмент летучих ножниц для его осуществления

 

Использование: обработка металлов давлением, в частности изготовление мерных отрезков холодногнутых сортовых профилей. Сущность изобретения: способ заключается в последовательном отделении элементов разрезаемого сечения профиля, при этом отделение начинают одновременно с обеих вертикальных стенок, после прорезания которых на 0,45...0,55 их высоты начинают с внешних кромок отделение полок и дна профиля. Устройство содержит верхний с выступом и нижний с пазом пластинчатые ножи. Паз выполнен ступенчатым, внешние кромки верхнего ножа расположены под углом 3...4^o к горизонтали в направлении нижнего ножа. Угол между упомянутыми кромками и боковыми кромками составляет 91. ..92^o. Отношение ширины дна паза и нижней части выступа равно 1,045...1,055, а отношение ширины верхней части выступа к расстоянию между ступенчатыми выступами паза равно 1,035...1,045. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в прокатном производстве при изготовлении холодногнутых профилей.

Сортовые гнутые профили относительно простой конфигурации, в том числе корытные равнополочные, получают на профилегибочных агрегатах, в состав оборудования которых обязательно входят летучие ножницы того или иного типа, которые чаще всего разрезают на мерные полосы, сформованные с подгибкой элементов на угол, меньший 90^o. Технология порезки гнутых профилей корытного типа и применяемый при этом инструмент описаны в источнике /1/. Порезка "недогнутых" полос на мерные длины требует последующей деформовки профилей в 2-3-х клетях, что отрицательно сказывается при поштучном процессе профилирования /наличие концевых дефектов, повышенный износ валков и т.д/. Более прогрессивен процесс порезки окончательно сформированных полос.

Известен способ резки горячекатаных полос на мерные длины /2/, при котором после порезки металл подвергают правке, что требует дополнительных трудозатрат.

Известны ножницы для резки профильного проката /3/, сменные ножи которых имеют конфигурацию режущей кромки, соответствующую контуру разрезаемого профиля. Ножи с помощью рычагов закреплены на валах, вращающихся с одинаковой скоростью. Недостатком известной конструкции ножниц является некачественный рез профилей в готовом виде.

Наиболее близкими к описываемому способу и инструменту для его осуществления является способ разделения гнутых швеллеров и инструмент летучих ножниц для его осуществления /4/.

Способ по указанному источнику информации заключается в последовательном отделении элементов разрезаемого поперечного сечения профиля с одновременным упругим поворотом неравнополочного швеллера вокруг заданного центра в сторону большей полки на угол, величину которого определяют из эмпирической зависимости.

Инструмент для разделения неравнополочных швеллеров содержит верхний с выступом и нижний с вырезом пластинчатые ножи с режущими кромками и характеризуется тем, что боковые кромки обоих ножей выполнены разной длины и под углом к горизонтали, причем величины длин и углов определяют также по эмпирическим зависимостям.

Недостатком описанных объектов является некачественный рез готовых профилей. Кроме этого, при порезке профилей согласно известному способу и с помощью известного инструмента профили необходимо после резки доформировывать, что связано с дополнительными трудозатратами.

Основная задача, решаемая описываемым изобретением, заключается в снижении трудозатрат за счет порезки гнутых профилей в готовом виде и повышении качества реза.

Для решения этой задачи согласно описываемому способу порезки отделение элементов разрезаемого поперечного сечения начинают одновременно с обеих вертикальных стенок, после прорезания которых на 0,45.0,55 их высоты начинают отделение полок с их внешних кромок и дна профиля. В инструменте паз нижнего ножа выполнен ступенчатым, внешние кромки верхнего ножа расположены под углом 3^o.4^o к горизонтали в направлении нижнего ножа, и угол между этими и боковыми кромками составляет 91^o.92^o, при этом отношение ширины дна паза и нижней части выступа равно 1,045.1,055, а отношение ширины верхней части выступа к расстоянию между ступенчатыми выступами паза равно 1,035.1,045.

Достижение положительного результата происходит за счет предотвращения прогиба стенок внутрь профиля, за счет выполнения нижнего ножа со ступенчатым пазом и за счет создания горизонтальных усилий, возникающих в результате того, что отделение профиля начинают одновременно с обеих вертикальных стенок верхним ножом, у которого внешние кромки выполнены наклонными к горизонтали.

На чертеже схематично показана конструкция описываемого инструмента летучих ножниц для порезки в готовом виде равнополочных корытных гнутых профилей.

Инструмент состоит из верхнего ножа 1, выполненного с выступом 2 и имеющим внешние 3 и боковые 4 режущие кромки, и нижнего ножа 5, выполненного со ступенчатым пазом, имеющим выступы 6, "ступеньки" и режущие кромки 7.

Угол наклона кромок 3 ножа 1 к горизонтали 3^o.4^o, а его боковых кромок 4 g, причем угол между кромками 3 и 4 =180-(+)= 91^o.92^o. Радиусы сопряжения кромок верхнего ножа Rb и R^'b, нижнего R_n, и .

Ширина дна паза ножа 5-b_n, а расстояние между его выступами ширина нижней и верхней частей выступа 2 ножа 1 соответственно, , причем b_n b_b 1,045.1,55 . Высота выступа - h_b; полная глубина паза H_n ширина В, глубина среднего выреза h_n Ножи симметричны относительно вертикали у-у и движутся при совершении реза навстречу друг другу.

Разрезание поперечного сечения корытного профиля начинают с отделением /сверху вниз/ его вертикальных стенок 8. При прорезании их на глубину h /0,45. 0,55/ Н происходит касание кромками 3 верхнего ножа кромок полок 9 сечения и начинается их прорезание с одновременным прорезанием стенок 8 и дна 10. После полного отделения всех элементов сформированная полоса и ножи продвигаются на заданное расстояние по горизонтали и цикл реза повторяется.

Опытную проверку описанного способа и инструмента производили на непрерывном профилегибочном агрегате 1-4х50-300 АО "Магнитогорский металлургический комбинат" при мерной резке корытных равнополочных профилей 40х32х32х3 и 54х43х22х2 мм. С этой целью испытывались ножи различной конструкции, устанавливаемые на летучих ножницах кривошипно-шатунного типа указанного агрегата. Параметры ножей следующие: 3^o; b 92^o; b_n 53; b_b 50,4; 57,2; 55 и B_n/B_b 53; 50,4 1,05; 57,2 55=1,04; Rb 3; 5 R_n 5; 3; 5 h_b 39 h_n 40; H_n 90, B 115 /размеры приведены в мм/.

Порезку осуществляют следующим образом: сначала прорезают стенки профиля на глубину h= 0,5Н=0,5х43=21,5 мм, затем полки /начиная с их кромок/ и дно сечения профиля.

До 80% разрезанныx профилей соответствовали требованиям п. 14 ГОСТ 8283 для высшей точности "A" /для этой точности замеры поперечного сечения должны производиться на расстоянии 200 мм от торца штанги/.

Если отделение полок и дна профиля начинали при прорезании вертикальных на 0,35. 0,44 или 0,56.0,65 их высоты, то отсортировка по качеству реза составляла от 2 до 30% Увеличение угла наклона внешних режущих кромок верхнего ножа до 5^o.6^o, равно как и уменьшение угла b между этими и боковыми кромками до 87^o.90^o приводило к прогибу внутрь вертикальных стенок профилей, в результате чего выход проката точности А не превысил 63% Уменьшение величин a и увеличение b ухудшало качество реза, т.к. при этом наблюдалось появление надрывов и заусенцев, отсортировка в данном случае составила 3.7% Изменение величин соотношений b_n/b_b и в сторону от их оптимальных значений ухудшало как качество реза, так и геометрию концевых участков штанг, что давало отсортировку в пределах 2.6% и выход точности "А" не более 67% Порезка с отделением сначала полок прямолинейным верхним ножом или дна удлиненным по вертикали верхним ножом резко ухудшало качество реза - отсортировка до 20% Опыты подтвердили возможность решения поставленной задачи описанным выше способом с применением описанного инструмента.

Формула изобретения

1. Способ порезки гнутых корытных профилей на мерные длины, заключающийся в последовательном отделении элементов разрезаемого поперечного сечения профиля, отличающийся тем, что отделение начинают одновременно с обеих вертикальных стенок, после прорезания которых на 0,45-0,55 их высоты начинают с внешних кромок отделение полок и дна профиля.

2. Инструмент летучих ножниц для порезки гнутых корытных профилей, содержащий верхний с выступом и нижний с пазом пластинчатые ножи, выполненные с режущими кромками, отличающийся тем, паз выполнен ступенчатым, внешние кромки верхнего ножа расположены под углом 3-4° к горизонтали в направлении нижнего ножа, и угол между этими и боковыми кромками составляет 91-92°, при этом отношение ширин дна паза и нижней части выступа равно 1,045-1,055, а отношение ширины верхней части выступа к расстоянию между ступенчатыми выступами паза равно 1,035-1,045.

РИСУНКИ

Рисунок 1