Способ раскроя листового металла в виде рулона ленты или полосы Российский патент 2024 года по МПК B21D28/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к листовой штамповке и может быть использовано для эффективного расположения плоскостных заготовок или деталей, имеющих сложную асимметричную форму, в листовом металле в виде рулона ленты или полосы.

Из уровня техники известны способы раскроя, используемые при штамповке деталей произвольной формы [Справочник по холодной штамповке. В.П. Романовский. Л.: Машиностроение, 1979. С. 289].

Недостатком известных способов раскроя, в том числе технической проблемой является то, что контуры, ограничивающие детали имеют, по меньшей мере, одну ось симметрии или являются относительно простыми по форме.

Из уровня техники известен способ раскроя для деталей сложной формы [Зубцов М.Е. Листовая штамповка: Учебник для студентов вузов. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1980. С. 101], расположенных в полосе в один ряд.

Недостатком известного способа раскроя, в том числе технической проблемой является то, что между краями полосы и смежными деталями назначают перемычки, что ведет к повышению расхода металла.

Из уровня техники известны способы раскроя листовых материалов для деталей произвольной формы [Ковка и штамповка: Справочник в 4-х т. Т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева; Ред. Совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 2011. С. 296.].

Недостатком известных способов раскроя, в том числе технической проблемой является то, что при расположении деталей в листовом материале между его краями и смежными деталями назначаются перемычки, снижающие коэффициент использования металла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ раскроя при малоотходной однорядной вырубке заготовок из рулона ленты или полосы [Патент RU №2564652 С2, опубл. 10.10.2015 г.].

Недостатком известного из уровня техники способа, в том числе технической проблемой, является то, что во всех вариантах способа деталь располагается в исходном листовом металле таким образом, что до полного ее отделения от заготовки необходимо выполнить несколько последовательных разделительных переходов, что ведет к увеличению времени цикла штамповки и необходимости увеличения рабочего пространства штампа и его габаритов.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа раскроя листового металла в виде рулона ленты или полосы для одновременного получения нескольких заготовок со сложным контуром, не имеющим ни одной оси симметрии, на одной позиции штамповки за один ход прессового оборудования.

Техническим результатом изобретения является увеличение коэффициента использования листового металла.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в способе раскроя листового металла в виде рулона ленты или полосы на заготовки, каждая из которых имеет асимметричный контур, содержащий отросток, образованный отрезками прямых, расположенными под углом, верхнее и нижнее утолщения, соединенные средним прямолинейным участком, и нижний прямолинейный участок, при этом верхняя часть асимметричного контура на участке отростка ограничена верхним прямолинейным участком, левый и правый концы которого пересечены дугами, составляющими часть окружности, верхнее утолщение имеет выпуклый контур, верхняя граница которого расположена на касательной к одной из упомянутых дуг, находящейся слева, а правый конец упомянутой касательной сопряжен с дугой окружности с образованием выпуклой части верхней правой части верхнего утолщения, центр кривизны которой расположен на линии, отстоящей от нижнего прямолинейного участка контура заготовки, сопряженной с дугой окружности обратной кривизны, образующей вогнутую часть верхней правой части верхнего утолщения, центр которой расположен на прямой, отстоящей от верхнего прямолинейного участка и параллельной ему, по касательной к упомянутой дуге окружности обратной кривизны проходит отрезок прямой линии, образующий контур верхнего участка среднего прямолинейного участка, противоположный правый конец которого сопряжен с дугой окружности с центром, расположенным на прямой, отстоящей от нижнего прямолинейного участка контура заготовки и параллельной ему, образующей правый выпуклый контур нижнего утолщения контура заготовки, пересекающий нижний прямолинейный участок, а левый контур нижнего утолщения выполнен вогнутым и образован пересекающей нижний прямолинейный участок дугой окружности с центром, расположенным на прямой, отстоящей от нижнего прямолинейного участка и параллельной ему, по касательной к упомянутой дуге расположен сопряженный с ней нижний участок среднего прямолинейного участка, отстоящий от противоположного верхнего участка и сопряженный левым концом с дугой окружности с центром, расположенным на прямой, отстоящей от верхнего прямолинейного участка контура и параллельной ему, образующей выпуклый левый участок верхнего утолщения контура заготовки, сопряженной левым концом с дугой обратной кривизны того же радиуса, образующей вогнутый левый участок верхнего утолщения, а нижняя граница отростка образована прямолинейным участком, сопряженным с дугами окружностей, характеризующийся тем, что от включает ориентирование контуров заготовок в рулоне ленты или полосе с совмещением их верхнего и нижнего прямолинейных участков с краями рулона ленты или полосы, при этом центры дуг окружностей, образующих верхнее и нижнее утолщения контура заготовок, располагают на соответствующих прямых на равном межосевом расстоянии, а средние прямолинейные участки контура заготовок располагают под углом к краям рулона ленты или полосы с обеспечением касания боковых контуров смежных заготовок друг с другом по всем точкам.

Изобретение поясняется изображением:

Фиг. 1 - схема раскроя листового металла в виде рулона ленты или полосы;

Фиг. 2 - схема обработки.

A₁ - длина прямолинейного участка верхней части контура заготовки;

А₂ - длина прямолинейного участка, соединяющего дуги окружностей радиусами R₁ и R₂ (верхняя часть заготовки);

А₃ - длина прямолинейного участка нижней части контура заготовки;

А - длина прямолинейного участка средней части контура заготовки;

R₁ - радиус дуги окружности, пересекающей верхний прямолинейный участок контура заготовки;

R₂ - радиус дуг окружностей, образующих сопряжением верхний и нижний криволинейный участок контура левого утолщения заготовки;

R₃ - радиус дуг окружностей, образующих криволинейные участки контура нижней части заготовки, пересекающих нижний прямолинейный участок А₃ контура заготовки;

В_п - ширина рулона ленты или полосы;

C₁ - расстояние до линии расположения центров кривизны дуг окружностей радиусом R₂ верхней части фигурного контура левого утолщения заготовки;

С₂ - расстояние до линии расположения центров кривизны дуг окружностей радиусом R₂ нижней части фигурного контура левого утолщения заготовки;

С₃ - расстояние до линии расположения центров кривизны дуг окружностей радиусом R₃, образующих криволинейные участки контура нижней части заготовки;

S₁ - ширина среднего прямолинейного участка контура, соединяющего верхнее и нижнее утолщения заготовки;

α - угол между прямолинейными участками A₁ и А₂, профилирующих отросток специальной формы;

β - угол наклона контура среднего участка заготовки к краям рулона ленты или полосы;

O₂ - межосевое расстояние между центрами кривизны дуг окружностей, образующих утолщение (левое) заготовки;

O₃ - межосевое расстояние между центрами кривизны дуг окружностей, образующих утолщение (правое) заготовки;

t - шаг штамповки.

Пример осуществления способа раскроя листового металла.

В способе раскроя листового металла в виде рулона ленты или полосы на заготовки, каждая из которых имеет асимметричный контур (Фиг. 1), содержащий отросток, образованный отрезками прямых, расположенными под углом, верхнее и нижнее утолщения, соединенные средним прямолинейным участком, и нижний прямолинейный участок, при этом верхняя часть асимметричного контура на участке отростка ограничена верхним прямолинейным участком А₁, левый и правый концы которого пересечены дугами, составляющими часть окружности радиусом R₁, верхнее утолщение имеет выпуклый контур, верхняя граница которого расположена на касательной А₂ к одной из упомянутых дуг, находящейся слева, а правый конец упомянутой касательной сопряжен с дугой окружности радиусом R₂ с образованием выпуклой части верхней правой части верхнего утолщения, центр кривизны которой расположен на линии, отстоящей на расстояние C₁ от нижнего прямолинейного участка контура заготовки, сопряженной с дугой окружности радиусом R₂ обратной кривизны, образующей вогнутую часть верхней правой части верхнего утолщения, центр которой расположен на прямой, отстоящей на расстояние С₂ от верхнего прямолинейного участка и параллельной ему, по касательной к упомянутой дуге окружности обратной кривизны проходит отрезок прямой линии А, образующий контур верхнего участка среднего прямолинейного участка, противоположный правый конец которого сопряжен с дугой окружности радиусом R₃ с центром, расположенным на прямой, отстоящей на расстояние C₃ от нижнего прямолинейного участка контура заготовки и параллельной ему, образующей правый выпуклый контур нижнего утолщения контура заготовки, пересекающий нижний прямолинейный участок А₃, а левый контур нижнего утолщения выполнен вогнутым и образован пересекающей нижний прямолинейный участок дугой окружности радиусом R₃ с центром, расположенным на прямой, отстоящей на расстояние С₃ от нижнего прямолинейного участка и параллельной ему, по касательной к упомянутой дуге расположен сопряженный с ней нижний участок среднего прямолинейного участка, отстоящий от противоположного верхнего участка на расстояние S₁ и сопряженный левым концом с дугой окружности радиусом R₂ с центром, расположенным на прямой, отстоящей на расстояние С₂ от верхнего прямолинейного участка контура и параллельной ему, образующей выпуклый левый участок верхнего утолщения контура заготовки, сопряженной левым концом с дугой обратной кривизны того же радиуса R₂, образующей вогнутый левый участок верхнего утолщения, а нижняя граница отростка образована прямолинейным участком, сопряженным с дугами окружностей, характеризующийся тем, что от включает ориентирование контуров заготовок в рулоне ленты или полосе с совмещением их верхнего и нижнего прямолинейных участков с краями рулона ленты или полосы (Фиг. 2), при этом центры дуг окружностей, образующих верхнее и нижнее утолщения контура заготовок, располагают на соответствующих прямых на равном межосевом расстоянии О₂, а средние прямолинейные участки контура заготовок располагают под углом β к краям рулона ленты или полосы с обеспечением касания боковых контуров смежных заготовок друг с другом по всем точкам.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле изобретения обеспечивает решение поставленной задачи -по разработке способа раскроя листового металла в виде рулона ленты или полосы для одновременного получения нескольких заготовок со сложным контуром, не имеющим ни одной оси симметрии, на одной позиции штамповки за один ход прессового оборудования.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к машиностроению и предназначен для осуществления способа раскроя листового металла в виде рулона ленты или полосы;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна», «уровень техники» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано при раскрое листового металла в виде рулона ленты или полосы на заготовки, имеющие асимметричный контур. При раскрое осуществляют ориентирование контуров заготовок в рулоне ленты или полосе с совмещением их верхнего и нижнего прямолинейных участков с краями рулона ленты или полосы. Центры дуг окружностей, образующих верхнее и нижнее утолщения контура заготовок, располагают на соответствующих прямых на равном межосевом расстоянии. Средние прямолинейные участки контура заготовок располагают под углом к краям рулона или полосы с обеспечением касания боковых контуров смежных заготовок друг с другом по всем точкам. В результате обеспечивается увеличение коэффициента использования листового металла. 2 ил.

Способ раскроя листового металла в виде рулона ленты или полосы на заготовки, каждая из которых имеет асимметричный контур, содержащий отросток, образованный отрезками прямых, расположенными под углом, верхнее и нижнее утолщения, соединенные средним прямолинейным участком, и нижний прямолинейный участок, при этом верхняя часть асимметричного контура на участке отростка ограничена верхним прямолинейным участком, левый и правый концы которого пересечены дугами, составляющими часть окружности, верхнее утолщение имеет выпуклый контур, верхняя граница которого расположена на касательной к одной из упомянутых дуг, находящейся слева, а правый конец упомянутой касательной сопряжен с дугой окружности с образованием выпуклой части верхней правой части верхнего утолщения, центр кривизны которой расположен на линии, отстоящей от нижнего прямолинейного участка контура заготовки, сопряженной с дугой окружности обратной кривизны, образующей вогнутую часть верхней правой части верхнего утолщения, центр которой расположен на прямой, отстоящей от верхнего прямолинейного участка и параллельной ему, по касательной к упомянутой дуге окружности обратной кривизны проходит отрезок прямой линии, образующий контур верхнего участка среднего прямолинейного участка, противоположный правый конец которого сопряжен с дугой окружности с центром, расположенным на прямой, отстоящей от нижнего прямолинейного участка контура заготовки и параллельной ему, образующей правый выпуклый контур нижнего утолщения контура заготовки, пересекающий нижний прямолинейный участок, а левый контур нижнего утолщения выполнен вогнутым и образован пересекающей нижний прямолинейный участок дугой окружности с центром, расположенным на прямой, отстоящей от нижнего прямолинейного участка и параллельной ему, по касательной к упомянутой дуге расположен сопряженный с ней нижний участок среднего прямолинейного участка, отстоящий от противоположного верхнего участка и сопряженный левым концом с дугой окружности с центром, расположенным на прямой, отстоящей от верхнего прямолинейного участка контура и параллельной ему, образующей выпуклый левый участок верхнего утолщения контура заготовки, сопряженной левым концом с дугой обратной кривизны того же радиуса, образующей вогнутый левый участок верхнего утолщения, а нижняя граница отростка образована прямолинейным участком, сопряженным с дугами окружностей, характеризующийся тем, что он включает ориентирование контуров заготовок в рулоне ленты или полосе с совмещением их верхнего и нижнего прямолинейных участков с краями рулона ленты или полосы, при этом центры дуг окружностей, образующих верхнее и нижнее утолщения контура заготовок, располагают на соответствующих прямых на равном межосевом расстоянии, а средние прямолинейные участки контура заготовок располагают под углом к краям рулона ленты или полосы с обеспечением касания боковых контуров смежных заготовок друг с другом по всем точкам.