СПОСОБ РЕЗКИ ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА Российский патент 1998 года по МПК B23D23/00 B26D3/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к резке проката сдвигом, и может быть использовано в обжимных прокатных комплексах металлургических заводов и заготовительных цехах машиностроительных предприятий.

Известен способ резки проката на ножницах с параллельными ножами, при котором к зажатому прокату прикладывают сдвигающую нагрузку подвижным ножом, а боковой зазор между ножами сохраняют постоянным в течение всего процесса резки [1].

Недостатками данного способа являются существенное искажение профиля на торцах получаемых заготовок с образованием больших заусенцев и даже соединительных перемычек, затягиваемых в боковой зазор между ножами.

Все это в конечном счете осложняет технологический процесс и увеличивает потери металла на обрезь.

В качестве прототипа принят способ резки преимущественно сортового проката на заготовки /2/, при котором боковой зазор между ножами уменьшают пропорционально изменению толщины разрезаемого проката в течение всего процесса резки.

Недостатком известного способа является низкое качество получаемых заготовок из-за большой утяжки металла и большие потери металла на обрезь, обусловленные невыполнением профиля на концевых участках из-за дефицита металла.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в уменьшении утяжки металла на концах заготовок. Эта задача решается за счет уменьшения изгибающего пластического момента в процессе резки, а также активизации действия максимальных касательных напряжений, которые интенсифицируют процесс сдвиговой деформации (резки), и достигается тем, что в известном способе резки горячего проката на ножницах, включающем зажим проката, отделение заготовки путем перемещения одного из ножей из положения предварительного бокового смещения, согласно изобретению предварительное боковое смещение ножей выполняют в сторону их перекрытия на величину e, определяемую из неравенства:
0<e≤Δ,
где
e - предварительное боковое смещение ножей, мм;
Δ- предельная допустимая косина реза, мм.

Способ поясняется чертежом, где показано положение полосы, ножей и прижима перед началом процесса резания.

Способ реализуется следующим образом. Исходную полосу 1 подают на нижний подвижный нож 2, который предварительно устанавливают с перекрытием по отношению к верхнему неподвижному ножу 3.

Величина перекрытия e выбирается из неравенства:
0<e≤Δ.
Несоблюдение этого условия приведет к большой утяжке металла на торцах полученных заготовок, если боковой зазор между ножами будет положительный, либо увеличатся потери металла на обрезь в случае превышения предельно допустимой косины реза Δ, значения которой определены ГОСТами и нормативными документами. Прижимом 4 прижимают полосу 1 к подвижному ножу 2 с усилием P_пр, а затем прикладывают поперечную сдвигаемую нагрузку так, что подвижный нож 2, отделяемая заготовка и прижим 4 начинают двигаться вверх как единое целое. Процесс резки сопровождается, с одной стороны, утяжкой, с другой - смятием металла на концах получаемых заготовок. Ввиду того, что ножи устанавливают с перекрытием, пластический изгибающий момент, создаваемый давлением обоих ножей, получается значительно меньшим (поскольку уменьшается плечо силы) в сравнении с ситуацией, когда ножи предварительно устанавливают с боковым зазором. Поскольку процесс пластической деформации сдвига локализуется в более узкой зоне, при этом траектория движения нижнего ножа проходит в окрестностях максимальных касательных напряжений, то энергетические затраты также снижаются. Перемещение нижнего подвижного ножа 2 осуществляют одновременно с продольным его смещением в направлении встречи с режущей кромкой верхнего неподвижного ножа 3 до окончательного отделения заготовки от полосы 1.

Пример конкретного выполнения. Экспериментальные исследования процесса резки полосы на мерные заготовки выполняли в лабораторных условиях ОАО "Уралмаш". Для проведения опытов была изготовлена модель ножниц с нижним резом, позволяющая осуществлять резку из положения как отрицательного, так и положительного бокового зазора между ножами. В качестве исходной полосы использовали свинцовые (с добавлением 0,5% сурьмы) заготовки сечением 20 х 30 мм и длиной 700... 800 мм. Качество резки характеризовали средними значениями высоты и протяженности утяжки, а также относительной величиной высотной утяжки. Результаты исследований приведены в таблице.

Из рассмотрения таблицы следует, что использование предложенного способа резки снижает (в данных условиях проведения опытов) утяжку металла на концах получаемых заготовок в 1,85 раз в продольном и в 2,98 раз в высотном направлениях.

Требуется разделить полосу сечения 150 х 150 мм (марки стали - Ст.40) на мерные длины (заготовки). В соответствии с ГОСТом 4693-77 продольная допустимая косина реза Δ для такого сечения составляет 8 мм. В соответствии с предложенным способом ножи ножниц с нижним резом устанавливают таким образом, чтобы к началу процесса резки межу ними был отрицательный боковой зазор e = 5 мм, который удовлетворяет неравенству: 0 < 5 < 8. Разделение полосы, предварительно нагретой до 1200^oC, на заготовки осуществляют путем перемещения нижнего ножа вверх одновременно с продольным смещением.

В сравнении с прототипом предложенный способ позволяет снизить утяжку металла и повысить качество металла, что, в конечном счете, снизит потери металла на обрезь за счет уменьшения длины участков с невыполненным профилем на готовом прокате.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к резке проката сдвигом, и может быть использовано в обжимных прокатных комплексах металлургических заводов и заготовительных цехах машиностроительных предприятий. Прокат зажимают. Отделение заготовки осуществляют путем перемещения одного из ножей из положения предварительного бокового смещения, которое выполняют в сторону перекрытия ножей на величину e , определяемую из неравенства 0 < e ≤ Δ. В результате за счет уменьшения изгибающего пластического момента в процессе резки, а также активизации действия максимальных касательных напряжений уменьшается утяжка металла на концах заготовок, повышается качество металла, что в конечном счете позволяет снизить потери металла на обрезку за счет уменьшения длины участков с невыполненным профилем на готовом прокате. 1 ил., 1 табл.

Способ резки горячего проката на ножницах, включающий зажим проката, отделение заготовки путем перемещения одного из ножей из положения предварительного бокового смещения, отличающийся тем, что предварительное боковое смещение выполняют в сторону их перекрытия на величину e, определяемую из неравенства
0<e≤Δ,
где e - предварительное боковое смещение ножей, мм;
Δ- предельно допустимая косина реза, мм.