КОМПЛЕКТ НОЖЕЙ НОЖНИЦ ХОЛОДНОЙ РЕЗКИ ПРОКАТА Российский патент 2008 года по МПК B23D35/00 B23D15/00 

Изобретение относится к области механической обработки металлов, конкретнее к холодной резке металла ножницами с параллельно движущимися ножами, и может быть использовано для порезки листового и круглого профильного проката, в частности арматурного.

Известна конструкция ножниц с верхним резом и параллельно движущимися ножами для резки проката, содержащая пару ножей в виде параллелепипедов, нижний из которых закреплен неподвижно, а верхний - с возможностью вертикального перемещения посредством суппорта, связанного с эксцентриковым валом. Боковые поверхности ножей, обращенные друг к другу, образуют зазор, за счет которого обеспечивается взаимное перекрытие ножей [1].

Недостатки данной конструкции ножей состоят в низком качестве реза холодного проката и низкой стойкости ножей.

Известна также конструкция ножниц с параллельными ножами и верхним резом для холодной резки проката, содержащая пару ножей в форме симметричного прямоугольника (прямого параллелепипеда) с углом заострения ножей, равным 90 градусов [2].

Комплект ножей ножниц такой конструкции при холодной резке проката имеет низкую стойкость, что отрицательно сказывается на качестве реза.

Наиболее близким по своей конструкции к предлагаемому изобретению является комплект ножей ножниц с верхним резом и параллельными ножами для резки проката. Комплект содержит пару ножей в форме прямых параллелепипедов с рабочими поверхностями прямоугольной формы, закрепленных в верхнем и нижнем суппортах. При этом суппорт с нижним ножом установлен неподвижно. Суппорт с верхним ножом снабжен приводом для вертикального перемещения относительно нижнего ножа, благодаря чему осуществляется порезка проката. Между установленными параллельно вертикальными гранями ножей имеется зазор, обеспечивающий частичное перекрытие верхнего и нижнего ножей при резании [3].

Недостаток известной конструкции комплекта ножей ножниц состоит в том, что при его использовании для холодной резки проката на режущих кромках ножей образуются сколы и смятия. Это снижает качество резки проката и стойкость ножей.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества резки проката и стойкости ножей.

Для решения поставленной технической задачи в известной конструкции комплекта ножей ножниц холодной резки проката, содержащего пару ножей в форме прямых параллелепипедов с рабочими поверхностями прямоугольной формы, закрепленных с зазором между их вертикальными гранями с возможностью встречного перемещения, согласно изобретению рабочая поверхность одного из ножей выполнена со скосом на стороне, обращенной к смежному ножу, образующим угол 4-10 градусов с плоскостью рабочей поверхности, при этом ширина скоса не превышает 70% от ширины рабочей поверхности ножа. Кроме того, зазор между вертикальными гранями ножей составляет 0,1-0,6 мм.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен комплект ножей ножниц, вид спереди. На фиг.2 - вид по стрелке А (на фиг.1) верхнего подвижного ножа; на фиг.3 - нижний нож, вид сверху.

Комплект ножей ножниц холодной резки проката состоит из верхнего подвижного ножа 1 (фиг.1) в форме прямоугольного параллелепипеда. Верхний нож 1 закреплен в суппорте, связанном с механизмом его вертикального перемещения (на фиг.1 не показан). Нижний нож 2 (фиг.1) также выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, но закреплен неподвижно. Верхний нож 1 и нижний нож 2 выполнены из закаленной инструментальной стали марки 6ХНМ. Верхний нож 1 и нижний нож 2 имеют ширину, равную В.

Рабочая поверхность 3 (фиг.2) верхнего ножа имеет прямоугольную поверхности форму. На стороне рабочей поверхности (фиг.3) нижнего ножа 2, обращенной к верхнему ножу 1, выполнен скос 5 (фиг.3). Скос 5 на рабочей поверхности 4 нижнего ножа 2 выполнен под углом α=4-10 градусов (фиг.1). Ширина S скоса 5 не превышает 70% от ширины В рабочей поверхности ножа 2. Верхний нож 1 и нижний нож 2 закреплены так, что между их вертикальными гранями имеется зазор ε=0,1-0,6 мм.

Экспериментально установлено, что при угле α менее 4 градусов не достигается исключения сколов и смятия режущих кромок ножей 1 и 2, что ухудшает качество реза и сокращает срок службы комплекта ножей ножниц. Увеличение угла α более 10 градусов приводит к возрастанию усилия изгиба проката и резания, что снижает стойкость ножей и качество резания.

При величине зазора е менее 0,1 мм, вследствие разогрева ножей и их термического расширения, не исключается взаимное прижатие ножей, что приведет к аварийной ситуации. Увеличение зазора 8 более 0,6 мм будет сопровождаться повышением распирающего усилия, действующего между ножами 1 и 2, что ухудшает условия работы привода верхнего ножа 1 и качество реза из-за образования заусенца.

При ширине скоса S более 70% от ширины В рабочей поверхности ножа 2 имеет место повышенный износ ножа и травмирование поверхности разрезаемого проката, что ухудшает его качество.

Устройство работает следующим образом. Нижний нож 2 имеет скос 5 на стороне, обращенной к верхнему подвижному ножу 1. При ширине В=60 мм нижнего ножа 2 длина скоса S=24 мм, т.е составляет 40% от ширины В. Между вертикальными гранями верхнего 1 и нижнего 2 ножей устанавливают зазор ε=0,35 мм.

Разрезаемый стальной профиль круглого сечения в охлажденном состоянии пропускают между верхним 1 и нижним 2 ножами. Затем включают привод перемещения верхнего ножа 1, закрепленного в суппорте, в результате чего разрезаемый профиль прижимается рабочей поверхностью 3 верхнего ножа 1 к рабочей поверхности 4 неподвижного нижнего ножа 2. Дальнейшее перемещение верхнего ножа 1 приводит к тому, что разрезаемый стальной профиль изгибается на угол α и ложится на скос 5. На его верхней стороне, вследствие изгиба книзу, возникают растягивающие напряжения, что облегчает условия внедрения режущей кромки верхнего ножа 1 в охлажденный стальной профиль и разделение металла. Дальнейшее перемещение верхнего ножа 1 увеличивает глубину надреза, после чего происходит излом разрезаемого профиля круглого сечения и упругое распрямление изогнутых участков. Благодаря наличию зазора 6 между вертикальными гранями ножей 1 и 2 упругое восстановление формы разрезаемого профиля происходит без контакта с верхним ножом 1, что предохраняет его от повреждений. Помимо этого, при указанной величине зазора е исключено образование заусенцев по месту реза проката.

Снижение усилия резания за счет внедрения ножа в растянутые волокна упруго изогнутого холоднокатаного профиля исключает смятие режущей кромки и образование сколов на ножах 1 и 2, что повышает качество резки проката и стойкость ножей.

Варианты исполнения предложенного комплекта ножей ножниц холодной резки проката и показатели их эффективности приведены в таблице.

Таблица.
Варианты исполнения комплекта ножей ножниц№ вариантаα, град.S (в % от В)ε, ммКачество резкиСтойкость (число резов)1.350,05удовлетв.8702.4100,10удовлетв.58003.7400,35удовлетв.61004.10700,60удовлетв.57005.11800,70заусенец9206.0-не регл.заусенец650

Как следует из данных, приведенных в таблице, при использовании предложенного комплекта ножей ножниц холодной резки проката (варианты №2-4) достигается повышение качества резки проката и стойкости ножей.

В случае запредельных геометрических параметров комплекта ножей (варианты №1 и №5), а также при использовании устройства-прототипа (вариант 6) имеет место снижение качества резки проката и стойкости ножей.

Технико-экономические преимущества предложенного комплекта ножей ножниц холодной резки проката состоят в том, что за счет оптимизации формы и размеров элементов нижнего ножа, а также зазора между вертикальными гранями ножей обеспечивается резание проката в состоянии упругого изгиба, что снижает усилие резания, исключает смятие и сколы на режущих поверхностях ножей, повышает качество резания.

В качестве базового объекта при определении экономической эффективности использования предложенного комплекта ножей ножниц холодной резки проката принято устройство-прототип. Применение предложенного устройства обеспечит повышение рентабельности производства стального проката на 1-2%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения

1. Авт. свид. СССР №1682054, МПК В23D 15/00, 1991 г.

2. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. М., Металлургия, 1985, с.212-227.

3. Целиков А.И. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т.3. М., Металлургия, 1988, с.386.

Изобретение относится к области механической обработки металлов, в частности к холодной резке металла ножницами с параллельно движущимися ножами, и может быть использовано для порезки листового и круглого профильного проката, в частности арматурного. Комплект содержит пару ножей в форме прямых параллелепипедов с рабочими поверхностями прямоугольной формы. Ножи закреплены с возможностью встречного перемещения с зазором между их вертикальными гранями. Рабочая поверхность одного из ножей выполнена со скосом на стороне, обращенной к другому ножу. Скос образует угол 4-10° с плоскостью рабочей поверхности. При этом ширина скоса не превышает 70% от ширины рабочей поверхности ножа. Зазор между вертикальными гранями ножей составляет 0,1-0,6 мм. В результате повышается качество резки проката и стойкость ножей. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Комплект ножей ножниц холодной резки проката, содержащий пару ножей в виде прямых параллелепипедов с рабочими поверхностями прямоугольной формы, закрепленных с зазором между их вертикальными гранями с возможностью встречного перемещения, отличающийся тем, что рабочая поверхность одного из ножей выполнена со скосом на стороне, обращенной к другому ножу, с образованием угла 4-10° с плоскостью рабочей поверхности, при этом ширина скоса не превышает 70% от ширины рабочей поверхности ножа.2. Комплект ножей по п.1, отличающийся тем, что зазор между вертикальными гранями ножей составляет 0,1-0,6 мм.