Станок для безотходной резки круглого проката
О П И С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски к Социалистическими . Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву Г 549278 (22) Заявлено 17. 02.81 {21) 3248385/25-27 (51 ) M. Кл. В 23 D 23/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет 3ЪаударственныЯ комнтет СССР ае делам нзебретеннй н еткрытнй Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34 (53) УДК621 967.3(088,8) Дата опубликования описания 17, 09 . 82 (72) Авторы изобретения. В.В. Ермилов, А.И. Эрлих, M.M. Брухис и В.Ф. Павленко (54) СТАНОК ДЛЯ БЕЗОТХОДНОЙ РЕЗКИ КРУГЛОГО ПРОКАТА Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для разделения проката. По основному авт.св. h 549278 из-.5 вестен станок для безотходной резки круглого проката, содержащий корпус, зажимной механизм,. два режущих инструмента, один из которых выполнен вращаемым вокруг оси отрезаемого про->0 ката, подпружинен и снабжен вибратором, взаимодействующим с нерабочим торцом режущего элемента, при этом вращаемый режущий инструмент выполнен в виде каретки, в радиальных пазах которой расположены два призматических режущих элемента, второй режущий инструмент и зажимной механизм зафиксированы в корпусе от проворота, на" пример, шпонкой (13. го Недостатком известного станка явля ется низкое качество получаемых заготовок, что является следствием того, что наибольшее сопротивление .течению 2 деформируемого материала вдоль контакта с инструментом имеет место на участке протяженностью 0,03"0,04 диаметра разделяемого проката, примыкающем к плоскости разделения. Далее, по мере удаления от режущей кромки значения контактных нормальных и касательных напряжений убывают, что создает благоприятные условия для течения металла от режущей кромки вдоль контактной поверхности и приводит к образованию наплыва металла на цилиндрической поверхности отрезаемой заготовки. Цель изобретения - повышение качества получаемых заготовок за счет исключения возможности образования наплыва металла на цилиндрическую поверхность отрезаемой заготовки. Поставленная цель достигается тем, что на внутренней поверхности призматических режущих элементов выполнены рифления в виде впадин неравнобокого треугольного профиля с возрастающими 3 95804 в направлении удаления от плоскости разделения глубиной и расстояния между ними. Вершина первой впадины расположена на расстоянии А = (0,03-0,04)d от плоскости разделения, глубине Ни каждой впадины определяется по соотноШению А ВюА. Г1 1пс Н % р2т Я 7 ртб (й p 3J м а расстояние t между впадинами опреи деляется по следующему соотношению cos {a(Ю ) (2) co s (о(Я где d " диаметр разделяемого проката; n — порядковый номер впадины, считая от режущей кромки; ф — угол между прямой, проведенго ной из вершины режущей кромки через вершины впадин, и образующей внутренней конической поверхности призматического элемента (d.= 2-4 ); у - заданный угол наклона образующей внутренней конической поверхности призматического элемента к оси станка; угол наклона поверхности впаN дины, обращенной к режущей кромке, к образующей внутренней конической поверхности призматического элемента (= 75-83 ). Рифления в виде впадин неравнобоко-З> го треугольного пройиля с возрастающими по мере удаления от плоскости разделения глубиной и расстоянием между ними обеспечивают увеличение контактных касательных напряжений и пре" 4О пятствуют течению деформируемого материала вдоль контактной поверхности в направлении от плоскости разделения к цилиндрической поверхности отрезаемой заготовки. 45 Исследования показали, что в процессе разделения наибольшее сопротивление течению деформируемого материала вдоль контакта с инструментом имеет место на участке протяженностью 0,03-0,04 диаметра разделяемого проката, примыкающем к плоскости разделения, В связи с этим рифления целесообразно выполнять ма расстоянии А = (0,03-0,04)4 (О - диаметр .разделя- ы емого проката) от режущей кромки (алое кости разделения), где они повышают касательные напряжения на контакте и тормозят течение металла в зону наплыва, при этом рифления не подверга" ются высоким контактным давлениям, ха" рактерным для участка инструмента, примыкающего к режущей кромке. Выполнение рифлений таким образом, что угол d между прямой, проведенной из вершины режущей кромки через вершины впадин, и образующей впадин конической поверхности призматического о режущего элемента составляет 2-4. обеспечивает плавное возрастание глубины впадин. Последнее влечет за собой увеличение сопротивления течению приконтактного слоя деформируемого материала в соответствии с падением величины нормальных и касательных напряжений при разделении сдвигом гладким инструментом. Причем наилучший эффект торможения течению металла вдоль контакта достигается при оптимальном значении угла наклона поверхности впадины, обращенной к режущей kpoMlM, к образующей внутренней конической поверхности призматического элемента =- 75-030, а выполнение угла при вершине каждого ришления близким к прямому позволяет полунить достаточную прочность и износо" стойкость рифлений. Исходя из геометрических соображений и учитывая диапазон оптимальных параметров рифлений на контактной поверхности режущего элемента получе" ны формулы (1) и (2) для расчета глубины впадин и расстояния между ними, что позволяет достаточно просто выполнить построение рифлений на режущих элементах для разделения заданного диаметра проката. Совокупность перечисленных признаков построения рифлений на рабочей поверхности режущего элемента к станку обеспечивает сочетание оптимальной стойкости рифлений с достаточной величиной сопротивления приконтактному течению деформирувмого материала. исключающей образование наплыва металла на цилиндрической поверхности отделяемой заготовки. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый станок, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б"Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел на фиг. 1, В корпусе 1 станка в подшипни« ках 2 установлен составной вращаемый режущий инструмент, содержащий два призматических элемента 3, по958046 движно установленных в радиальных пазах полой каретки 4, Режущие поверхности элементов 3, охватывающие разделяемый прокат, выполнены по отношению к плоскости .разделения под острым углом. На этих конических поверхностях выполнены рифления в ви. де впадин неравнобокого треугольного профиля с возрастающими по мере удаления от плоскости разделения глуби- 10 ной и расстоянием между ними. Вершина первой впадины расположена на рас" стоянии А = (0,03-0,04) диаметра разделяемого проката от режущей кромки. Угол между прямой, проведенной из 1 вершины режущей кромки через вершины впадин, и образующей внутренней конической поверхности призматического элемента принят равным 3О, а угол наклона поверхности впадины, обращенной20 к режущей кромке, к образующей внутренней конической поверхности выполнен равным 81>. При этом глубина каждой впадины Н и расстояние между впадинами определены по приведенным 2S формулам. Призматические элементы 3 отжимаются пружинами 5 в направлении от оси к периферии. с целью обеспечения 30 беспрепятственной подачи проката в станок, Каретка 4 связана с электроприводом 6, например, через клиноременную передачу 7. В корпусе установлена обойма 8, по направляющей дорожке которой катятся ролики 9 вибратора заключенные в сепаратор 10. Сепаратор 10 установлен в обойме 8 с возможностью свободного вращения, В корпусе E закреплены также неподвижный инструмент 11, представляющий собой втулочный нож, и зажимное устройство, предназначенное для фиксации разделяемого проката от осевого смещения и поворота. Зажимное устройство4 может быть выполнено в виде сегментов 12, установленных в коническом отверстии корпуса с возможностью перемещения вдоль оси разделяемого проката и приводимых в движение штоком 13 пневмоцилиндра 14. Подача про50 ката осуществляется, например, вал" ками 15 до упора 16, взаимодействующего с концевым выключателем 17. Пружина 18 отжимает упор 16 при отсутствии давления проката. Упор 16 может быть зафиксирован в различных местах на штанге 19 при настройке на нужную длину отрезаемой заготовки. Станок работает следующим образом, Валки 15 подают разделяемый прокат 20 до упора 16, причем призмати- ческие элементы 3 отжаты по направлению к периферии и не мешают подаче, Упор 16 поворачивается и фиксируется, сжимая пружину 18 и воздействуя на конечный выключатель 17. При этом. вырабатывается команда на подачу воздуха в правую полость пневмоцилинд" ра 14. Шток 13 с поршнем перемещается влево, воздействуя на сегменты 12, которые, скользя по коническому от, верстию в корпусе 1,зажимают прокат 20 После этого включается электропривод 6, сообщающий вращение каретке Призматические элементы 3, вращаясь с кареткой 4, под действием центробежной силы перемещаются от центра к периферии. В тот момент, когда один из призматических элементов 3 находится в промежутке между двумя роликами 9, второй призматический элемент набегает на ролик 9 и после упругого соударения с последним устремляется к центру, производя удар по разделяемому прокату 20. С диаметрально противоположной стороны проката 20 в плоскости разделения возникает реакция со стороны неподвижного инструмента 11. Сила удара и реактивная сила представляют собой пару сил, осуществляющую элементарный акт сдвига и деформирования поверхности вбли" зи плоскости разделения, При дальней1 вем вращении каретки 4 с роликом 9 сс ударяется первый призматический эле" мент 1 и, устремляясь к центру, наносит удар с противоположной стороны, причем угол между направлениями двух последовательных ударов близок к 180 о Таким образом, разрезаемый прокат подвергается воздействию пульсирующего сдвигающего и деформирующего усилия, причем вектор усилия поворачивается вокруг оси проката. За счет того, что на рабочей поверхности режущих элементов выполнены рифления описанной формы, прикоятактное течение деформируемого материала затруднено и наплыв металла на цилиндрической поверхности отделяемой заготовки не образуется. Iloсле onределейного числа ударов прокат разделяется. Отрезанная заготовка. падает на поверхность конической полости каретки 4, Упор I6 освобождается от давления проката и поворачивается под действием пружины 18, 958046 7 освобождая конечный выключатель,в результате чего отключается электропривод 6 и подача воздуха переключается в левую полость цилиндра 14. Валки 15 подают прокат 20 до упора Eбgs выталкивая отрезанную заготовку, после чего цикл отрезки повторяется, По сравнению с известным предлагаемый станок обеспечивает получение аа 1в готовок высокого качества, без наплывов металла на цилиндрической поверхности отрезаемой заготовки. Формула изобретения 1. Станок для безотходной резки круглого проката по авт.св. У 549278, отличающийся тем, что, с целью повышения качества получаемых заготовок за счет исключения возможности образования наплыва металла на цилиндрическую поверхность отрезаемой заготовки, на внутренней поверхности призматических режущих элементов выполнены рифления в виде впадин нерав" нобокого треугольного профиля с возрастающими в направлении удаления от плоскости разделения глубиной и расстоянием между ними. 2. Станок по и.: 1, о т л и ч а юшийся тем, что вершина первой впадины расположена на расстоянии А = (0,03-0,04)д от плоскости разделения, глубина Нп каждой впадины определяется по соотношению sin M Г sin ЖЬЮ" 7 7 Б7ЯГ в расстояние t> между впадинами опре", деляется по следующему соотношению: cos (б(+ф ТГ ЯГХфТ где d - диаметр разделяемого проката; и - порядковый номер впадины, считая от режущей кромки; aL - угол между прямой, проведенной. иэ вершины .режущей кромки через вершины впадин, и образующей внутренней конической поверхности призматического элемента (d. 2-4 ); ) " заданный угол наклона образующей внутренней конической поверхности призматического элемента к оси станка; 3 - угол наклона поверхности впа-. дины, обращенной к режущей кромке, к образующей внутренней конической поверхности ° призматического элемента (P= = 75-83 ). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 549278, кл. 8 23 D 23/00, 1975 (прототип). 958046 Составитель В. Морозов Редактор С. Тимохина Техреду М.Телер Корректор р. Бнпак Заказ 6683/14 Тираж 1353 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР f1o делам изобретений и ofKpblTHA 133035 Москва Ж-35 Раушская наб. 8, 4/h Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4
