КОМПЛЕКС ДЛЯ РАСКРОЯ ПРУТКОВОГО И ТРУБЧАТОГО МАТЕРИАЛА НА МЕРНЫЕ ЗАГОТОВКИ МЕТОДОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B23D31/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, касается холодной ломки пруткового и трубчатого материала и может быть использовано в машиностроении для раскроя материала на мерные заготовки.

Способ холодной ломки материала относится к безотходному способу раскроя материалов.

Известен способ (С.В. Бондаренко и др. Резка сортового проката на мерные заготовки. - М.: НИИМАШ, 1968, с.4), включающий нанесение надреза для концентрации напряжений, установку материала на две опоры с надрезом вниз и посредине между опорами и изгиб в надрезанном сечении.

Недостатком известного способа ломки является низкое качество получаемых заготовок (неперпендикулярность торца к оси материала, неплоскостность торцов).

Известен способ (авт.св. СССР 1098618, опубл. 1984) точного раскроя пруткового и трубчатого материала на мерные заготовки методом управляемого технологического разрушения, включающий нанесение надрезов для концентрации напряжений на поверхность пруткового или трубчатого материала, установку материала на опору и его изгиб в надрезанном сечении.

Недостатком известного способа ломки является низкое качество получаемых заготовок из-за отсутствия устройств (средств) контроля положения надреза относительно опоры при установке материала на опору. В связи с этим в надрезанном сечении в месте контакта материала с опорой не получается необходимого (оптимального) напряженного состояния при изгибе материала. При способе холодной ломки с изгибом надрезанного сечения разрушение материала происходит за счет отрыва и неправильное размещение местных напряжений в зоне опоры приводит к некачественной поверхности технологического разрушения (Н.Б. Беляев. Сопротивление материалов. - М.-Л.: Техиздат,1951, с.787).

Известны устройства для ломки прутковых и трубчатых материалов на мерные заготовки, например, устройство по а.с. 841812 , кл. В 23 D 31/00. Бюллетень 24, опубл. 30.06.1981).

Недостатками известного устройства являются:
1. Несовершенство механизма совмещения нанесенного на материал надреза для концентрации напряжений с плоскостью опоры, которое, в частности, заключается в следующем:
- во-первых, фиксатор известного устройства будет испытывать поперечные нагрузки при скольжении по поверхности прутка, имеющего, как правило, неровности, что приведет к его износу и вследствие этого - к снижению точности совмещения надреза с плоскостью опоры. Кроме того, при попадании в надрез материала фиксатор будет испытывать поперечные ударные нагрузки о противоположную стенку надреза, что также будет способствовать его износу, деформации и может даже привести к его поломке;
- во-вторых, конструкция механизма совмещения не обеспечит точной установки надреза ввиду инерции движения прутка и инерционности механизма подачи, в силу чего пруток неизбежно продвинется еще на некоторое расстояние после того, как фиксатор опустится в надрез и даст механизму подачи прутка команду остановить движение прутка. По этой причине скорость движения прутка должна быть весьма низкой, что повлечет за собой низкую производительность устройства в целом.

2. Несовершенство механизма прижима прутка, которое, в частности, заключается в следующем:
- во-первых, использование механизма прижима предложенной конструкции приведет к неоправданным отходам обрабатываемого материала. Это связано с тем, что минимально допустимая длина концевого остатка прутка, который без ухудшения качества заготовки сможет ломать устройство, будет определяться не только возможностью предложенного механизма прижима надежно зажать пруток, но и расстоянием от клина в положении, при котором он зажимает пруток, до плоскости опоры. Это расстояние не может быть сведено к нулю из-за того, что на корпусе механизма прижима закреплено устройство для совмещения нанесенного на материал концентратора и плоскости опоры, а также из-за самой конструкции механизма прижима, которая предусматривает установку клина в прижимающем положении тем дальше от плоскости опоры, чем больше диаметр обрабатываемого материала;
- во-вторых, в момент зажатия материала клином из-за возникающих между материалом и клином сил трения произойдет сдвиг материала, совмещение надреза для концентрации напряжений с плоскостью опоры будет нарушено, что приведет к снижению качества заготовок;
- в-третьих, для обеспечения высокого качества заготовок необходимо, чтобы материал был зажат в механизме прижима по всей своей поверхности, что предложенной конструкцией механизма прижима не предусмотрено;
- в-четвертых, предложенная конструкция механизма прижима предполагает использование пневмоцилиндра значительного диаметра и длины, что при его горизонтальном расположении делает устройство в целом излишне громоздким и усложняет его обслуживание.

3. Устройство не имеет возможности регулирования расстояния между опорой и ломателем, что снижает его технологические возможности и не позволяет снизить удельную энергоемкость комплекса. Так как изменение расстояния между опорой и ломателем является методом управляемого технологического разрушения, это, в свою очередь, позволяет установить наиболее оптимальные энергетические параметры комплекса для конкретных поперечных сечений пруткового или трубчатого материала и его физико-механических свойств.

Была поставлена задача повышения качества получаемых заготовок, расширения технологических возможностей и снижения энергоемкости комплекса.

Данная задача была решена настоящим изобретением.

Комплекс для раскроя пруткового и трубчатого материала на мерные заготовки методом технологического разрушения, содержащий установку нанесения надрезов для концентрации напряжений, силовую установку в виде основания, ломателя с силовым приводом его перемещения, корпуса с опорой, механизма подачи раскраиваемого материала и механизма зажима материала, согласно изобретению снабжен автоматизированным стеллажем, упором и системой программного управления комплексом, а упор и механизм зажима материала смонтированы на корпусе с опорой, который установлен с возможностью регулировочного перемещения относительно ломателя вдоль оси подаваемого материала.

На фиг.1 показан общий вид комплекса; на фиг.2 - вид А на фиг.1; фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Комплекс содержит автоматизированный стеллаж 1, установку нанесения надрезов для концентрации напряжений 2 с рольгангом 17, силовую установку 3, состоящую из основания 4, ломателя 5 с силовым приводом 6, корпуса 7 с приводом 13 и опорой 8, механизма подачи 9 с прижимным роликом 15, упора 10 с приводом 11, механизма зажима 12 с приводом 16 и регулировочным винтом 18 ползушки 19 и лотка 14, и систему программированного управления комплексом (на фиг. не показана). Упор 10 и механизм зажима 12 смонтированы на корпусе 7.

Комплекс работает следующим образом.

В исходном положении механизмов комплекса в его систему программного управления вводятся исходные данные о раскраиваемом прутковом или трубчатом материале (размеры поперечного сечения и физико-механические характеристики) и требуемая длина заготовок. После чего комплекс включается в работу.

Со стеллажа 1 исходный материал подается на приемный рольганг 17 установки нанесения надрезов 2, где определяется положение торца исходного материала относительно надрезающий головки и далее, по ранее введенной программе, производятся надрезы по всей длине пруткового или трубчатого материала, одновременно измеряются фактические расстояния между надрезами для каждой заготовки, которые запоминаются системой программного управления.

Далее надрезанный материал поступает в механизм подачи 9 силовой установки 3 до прижимного ролика 15, который прижимает материал к приводному ролику механизма подачи 9. Одновременно для первой заготовки (и далее для каждой последующей) устанавливается расстояние от рабочей плоскости опоры 8 до упора 10 приводом 11, равное ранее замеренному для данной заготовки фактическому расстоянию, и устанавливается оптимальный размер от опоры 8 до ломателя 5 регулировкой положения корпуса 7 приводом 13. Далее материал подается до упора 10. При этом обеспечивается максимально допустимая скорость подачи примерно на 90% длины заготовки, после чего привод механизма подачи 9 снижает скорость до минимальной и подводит материал к упору 10 плавно, без удара. После достижения устойчивого контакта материала с упором 10 включается привод 16 механизма зажима 12 и материал прижимается к опоре 8. После этого отключается привод механизма подачи 9 и отводится упор 10. Затем включается силовой привод 6 ломателя 5, который, двигаясь вниз, производит отделение (отрыв) заготовки от исходного материала. Заготовка падает на лоток 14 и отводится в тару. Далее механизмы силовой установки 3 возвращаются в исходные положения и цикл повторяется. При переходе на другие поперечные размеры материала вращением регулировочного винта 18 механизма зажима 12 подстраивается положение ползушки 19 относительно опоры 8.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, касается холодной ломки пруткового и трубчатого материала и может быть использовано в машиностроении для раскроя материала на мерные заготовки. Комплекс для раскроя пруткового и трубчатого материала на мерные заготовки методом технологического разрушения содержит установку нанесения надрезов для концентрации напряжений, силовую установку, ломатель с силовым приводом его перемещения, корпус с опорой, механизм подачи раскраиваемого материала и механизм зажима материала. Комплекс снабжен автоматизированным стеллажом, упором и системой программного управления комплексом. Упор и механизм зажима материала смонтированы на корпусе с опорой. Корпус установлен с возможностью регулировочного перемещения относительно ломателя вдоль оси подаваемого материала. В результате обеспечивается повышение качества получаемых заготовок, расширение технологических возможностей и снижение энергоемкости комплекса. 3 ил.

Комплекс для раскроя пруткового и трубчатого материала на мерные заготовки методом технологического разрушения, содержащий установку нанесения надрезов для концентрации напряжений, силовую установку в виде основания, ломателя с силовым приводом его перемещения, корпуса с опорой, механизма подачи раскраиваемого материала и механизма зажима материала, отличающийся тем, что он снабжен автоматизированным стеллажем, упором и системой программного управления комплексом, а упор и механизм зажима материала смонтированы на корпусе с опорой, который установлен с возможностью регулировочного перемещения относительно ломателя вдоль оси подаваемого материала.