СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИСКОВОГО НОЖА Российский патент 2003 года по МПК B23D45/00 

Способ относится к металлургии, конкретнее к изготовлению дисковых ножей преимущественно для разрезки металлопроката.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления ножей, включающий механическую и термическую обработку заготовок [1]. Однако по известному способу невозможно использовать в качестве заготовки вышедший из строя нож, поскольку неизвестна допустимая толщина слоя металла, который должен быть удален при механической обработке (переточке) для избежания отколов или выкрошки режущей кромки при эксплуатации вновь изготовленного ножа.

Технический результат изобретения - обеспечение возможности повторного использования вышедшего из строя дискового ножа и снижения затрат на изготовление ножа.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе изготовления дискового ножа для разрезки металлопроката, включающем механическую и термическую обработки заготовки в виде вышедшего из строя дискового ножа, особенность заключается в том, что механическую обработку заготовки ведут на глубину не менее глубины возможных изменений свойств или повреждений металла дискового ножа, наружный диаметр которого выбирают равным не менее 1,05 от наружного диаметра изготавливаемого дискового ножа.

При эксплуатации дискового ножа усилие резания прикладывается на очень узком участке металла - режущей кромке, а напряжения, возникающие в ней, являются контактными. Их расчетное определение весьма сложно. Однако анализ литературных данных, например [2], показывает, что эти напряжения являются местными, а их величина значительно снижается по мере удаления от поверхности контакта вглубь контактирующих деталей. При расстоянии от поверхности контакта, равном (3-6)•Z, где Z - ширина площадки контакта, данные напряжения близки к нулю. Во всех других сечениях ножа, расположенных дальше от поверхности контакта, напряжения уже могут быть определены по соответствующим методикам сопротивления материалов. Таким образом, ширина площадки контакта может быть использована в качестве показателя величины напряжений, возникающих в металле по поверхности контакта (чем больше Z, тем выше напряжения [3]), а также глубины поверхностного слоя возможных изменений свойств или повреждений металла ножа, который должен быть удален при механической обработке (переточке).

Наружный диаметр ножей, как правило, зависит от усилия резания, которое передается разрезаемому материалу. Поэтому наружный диаметр может быть рассмотрен как косвенный показатель нагрузки, воспринимаемой ножами при их эксплуатации: чем больше максимальное расчетное усилие резания, тем больше наружный диаметр ножа. Исследования показывают, что глубина поверхностных слоев металла ножей, претерпевающих те или иные изменения в процессе эксплуатации, пропорциональна наружному диаметру самих ножей. Удаление поверхностных слоев на величину не менее 1,05 от наружного диаметра вновь изготавливаемого ножа позволяет избежать образования отколов или отслоений металла режущей кромки при последующей эксплуатации вновь изготовленного ножа. Следует отметить, что несоблюдение данного условия может привести к разрушению режущих кромок вновь изготовленного ножа в процессе его эксплуатации.

В качестве примера представлен опыт изготовления дисковых ножей листопрокатного цеха 5 (ЛПЦ-5) ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") из дисковых ножей 2-й линии травильного отделения листопрокатного производства (ЛПП) данного ОАО.

Дисковые ножи травильного отделения ЛПП были изготовлены из стали 5ХВ2С и после выхода из строя имели наружный диаметр 400 мм. В ЛПЦ-5 при подрезке кромки металлопроката применяются дисковые ножи с наружным диаметром 306 мм. При этом 400:306≈1,3, что больше указанной выше величины 1,05.

Отобранные в качестве заготовки дисковые ножи ЛПП были подвергнуты термической обработке - отжигу. Отжиг проводился на режимах, рекомендованных для стали 5ХВ2С в различной справочной литературе, например [4]. Данная термообработка проводилась для снижения твердости металла.

После отжига заготовки были подвергнуты механической обработке до размеров дисковых ножей ЛПЦ-5 с учетом припусков под повторную термообработку - закалку и отпуск, производимые на обычных для стали 5ХВ2С режимах. После шлифовки изготовленные ножи были переданы в ЛПЦ-5 для эксплуатации.

Изготовление дисковых ножей ЛПЦ-5 из дисковых ножей ЛПП позволило снизить их себестоимость на 45% за счет исключения части операций (например, ковки), которые неизбежны при традиционном способе изготовления ножей.

Эксплуатационные испытания ножей показали, что их стойкость не уступает стойкости ножей, изготовленных из обычных заготовок (поковок). При этом образование отколов или отслоений режущих кромок не происходило.

Источники информации
1. Амчиславский Н. В. Резчик металла в прокатных цехах. М.: Металлургиздат, 1957. - С. 91-92, 101-104.

2. Прочность, Устойчивость. Колебания. Справочник в 3-х томах. Т. 2 / Под общ. ред. И.А. Биргер, Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. - 620 с.

3. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчеты на прочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. - 702 с.

4. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна. Справочник /Под ред. Н.Т. Гудцова, М.: Гос. научно-техническое изд-во литер. по черной и цветной металлургии, 1957. - 1204 с.

Изобретение относится к способам изготовления ножей преимущественно для разрезки металлопроката. Способ заключается в использовании дискового ножа после его выхода из строя в качестве заготовки для изготовления дискового ножа другого типоразмера. Механическую обработку заготовки ведут на глубину возможных изменений свойств или повреждений металла, а наружный диаметр заготовки выбирают равным не менее 1,05 наружного диаметра изготавливаемого дискового ножа. Изобретение позволяет повторно использовать вышедший из строя дисковый нож и снизить затраты на его изготовление.

Способ изготовления дискового ножа для разрезки металлопроката, включающий механическую и термическую обработки заготовки в виде вышедшего из строя дискового ножа, отличающийся тем, что механическую обработку заготовки ведут на глубину возможных изменений свойств или повреждений металла дискового ножа, наружный диаметр которого выбирают равным не менее 1,05 наружного диаметра изготавливаемого дискового ножа.