Способ термической резки металлических заготовок Советский патент 1980 года по МПК B23K7/02 

1

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и преднаЗ начено для изготовления деталей металлических конструкций различными способами термической резки.

известны способы термической резки по разметке(ручная резка),по копиру г по программе(автоматическая резка) 1 .

При ручной резке финишный контур детали предварительно размечается на заготовке (листовом или профильном прокате).Резак направляется по линии разметки рукой рабочего. Полу.чающаяся деталь не имеет отклонений от намеченного контура, вызываемых временными втепловыми деформациями, т.е. траектория реза перет 1ещается под их воздействием вместе с заготов кбй. Точность детали в этом случае определяется точностью разметки и квалификацией резчика.

Процесс ручной резки малопроизводителен, трудоемок, так как требует предварительной разметки. Кроме того, получаемые детали имеют на кромках гребешки, которые удаляют дополнительной зашлифовкой наждачным кругом. Все это значительно снижает производительность процесса резки.

. При автоматической резке контур детали задается в программу машины, которая осуществляет перемещение резака по поверхности заготовки. В 5 процессе резки повышается чистота поверхности реза, частично возрастает точность мелких деталей.Однако точность крупных деталей со значительной величиной отношения длины детали

0 к ее ширине повысить не удается.Причиной понижения точности резки крупных деталей являются Перемещения заготовки в процессе резки, вызываемые временными тепловыми деформациями в совокупности с силами трения, возникающими между различными частями заготовки и стеллажом.

Известны способы повышения точности деталей при машинной термической

20 резке путем оптимального чередования разрезаемых участков исходного листа, например, метод третьего реза, при котором вырезку детали типа полосы производят в последовательности,.25 предполагающей использование жесткости массивной заготовки, от которой отрезают деталь, с одновременным .использованием остаточных напряжений, возникаю: их при первом и втором резах, частично компенсирующих остаточную деформацию от третьего,последнего реза р . Указанный способ предполагает свободное расположение заготовки на стеллаже под резаком, перемещающимся над заготовкой по заранее определенной траектории резки. Этот способ обладает невысокой точностью, так как предполагает одновременное, равномерное деформирование обеих частей разрезаемой заготовки, не связанных со стеллажом. Так как силы трения о стеллажах у каждой детали различны, то всегда имеет место уползание заготовки из-под траектории резака, величину которого невозможно предопределить из-за разного веса частей заготовки, их положения в начале резки, неопределенности опирания заготовки о стеллаж. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ термической резки, где предусмотрено повышение точности деталей, вырезаемых термической резкой за сче фиксации заготовки относительностел лажа и резака, путем установки ее на 2 штифта, один из которых неподвижен а второй имеет возможность перемещения в пазу заготовки При этом разрезаемые заготовки размещают на стел лаже, закрепляют их и производят рез ку по заданной траектории 33 . Этот способ эффективен при вырезке деталей малых размеров или вырезке на периферии заготовки, вдали от опорной части, т.е. места установки штифтов. При резке же вблизи одного из штифтов происходит уменьшение час ти заготовки, воспринимающей усилия возникающие при временной тепловой деформации от трения разрезанных частей заготовки о стеллаж, и переда ющей их на опорные штифты.. Жесткости оставшейся непрорезанной части заготовки становится недостаточно для уп ругого восприятия этих усилий, проис ходит принудительная деформация опор ной части заготовки, что нарушает точность резки и приводит к браку. , Увеличение опорной части заготовки целью повышения ее жесткости приводит к перерасходу металла. Цель изобретения - повышение точ ности вырезаемых деталей. Указанная цель достигается за сч того, что закрепляют калодую заготов жестко, по ее короткой кромке, а ре ку начинают и заканчивают непосредс венно у участка крепления, при этом хлесткость участка крепления выбирают по формуле ЕУ 7/ . О , 5 Q и f , где Е - модуль упругости разрезаемо материала, У - момент инерции рабоч го сечения участка крепления,Q - ве разрезаемой заготовки,2 - расстояни от оси участка крепления до наиболе - уйаленной части разрезаемой заготов и, f - коэффициент трения заготовки стеллаж. Величину жесткости закрепления выирают из условия обеспечения свободого перемещения разрезанных частей аготовки по стеллажу, т.е. преодоения ими сил трения о- стеллаж. Укаанное закрепление обеспечивает неодвижность проекции траектории реака (намеченной в программе машины ли копиром) на заготовке,относиельно перемещения резака,т.е.повышает точность детали.Процесс -резки начинают от закрепления и ведут епрерывно по всему контуру детали, аканчивая его либо вблизи закреплеия, либо отрезая заготовку от закепления. Конкретное осуществление предлагамого способа иллюстрируется на приере вырезки прямоугольной детали из листа толщиной сГ -60 мм, в соотношением сторон 9:1.Длина заготовки составляет ,5 м. Заготовку весом 1,56 т устанавливают на стеллаже и прикрепляют к нему по меньшей стороне посредством приварки пластины из стали 3 сечением 600 х 25 мм, которая обеспечивает жесткое закрепление заготовки к стеллажу. Рез начинают через край заготовки на расстоянии 180 мм от края закрепления, а затем продолжают его по контуру детали, вдоль ее длинной стороны, по всему периметру детали и заканчивают обрезкой закрепления с выходом на точку начала реза. Полученная деталь имеет отступление .от .чертежных размеров,заложенных в программу машины соответственно: -по длинной стороне в пределах 0-1,5 мм; -по короткой стороне 0-1,5 мм. Наличие жесткого закрепления позволяет ввести в программу коррекцию на тепловые деформации детали в процессе резки,поэтому удается избежать остаточного прогиба детали по ее длине. Величина скомпенсированного смещения достигает 1-12 мм на незакрепленном конце разрезаемого листа. Скорость резки, расход кислорода выбираются по известным нормативам (Vpej 230 мм/мин.). Использованием предлагаемого способа термической резки удается повысить точность вырезаемых деталей за счет жесткого закрепления, позволяющего внести в программу резки коррективы, учитывающие временные тепловые деформации. Получение точных заготовок исключает работы по доводке кромок деталей, дефекты которых образу- ются из-за непредвиденных и неопределенных перемещений заготовки и детали в процессе резки от временных тепловых деформаций. Создание жесткого закрепления делает перемещения определенными по направлению и величине, т.е. появляется воэЖ)жность их учета при составлении программ или. изготовлении копиров для машинной резки. Возможность уче.та деформаций позволяет повысить плотность и точность раскроя заготовки, что приводит к более полному использованию металла,и к его экономии

Экономический эффект от использования предлагаемого способа составляет порядка 40 тыс.руб.

При толщине деталей 20 мм и длине CBfcDne 1500 мм отсутствие жесткого закрепления приводит к смещению линии реза, что требует дополнительных трудозатрат на исправление контура детали.

Таким образом, на 1 м периметра вырезаемой детали дополнительная трудоемкость составляет 5 чел/мин или 0,08 руб. м,что при годовом.объеме резки 500000 п/м дает экономию около 4 О тыс.руб.

Формула изобретения

Способ термической резки металлических заготовок, при котором разрезаемые заготовки размещают на стеллс1же.

закрепляют их и производят резку по заданной траектории,о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью noBbiiieния точности резки длинномерных заготовок закрепляют каждую заготовку жестко, по ее короткой кромке, а резку начинают и заканчивают непосредственно у участка крепления, при этом жесткость участка крапления выбирают по формуле ЕУ 0,5 Q f , где Е - модуль упругости разрезаемо-,

0 го материала, У - момент инерции рабочего сечения участка крепления, Q вес разрезаемой заготовки, С - расстояние от оси участка крепления до наиболее удаленной части .разрезаемой заготовки, f - коэффициент трения заготовки о стеллаж.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 0 1.Глизманенко Д.Л.и Евсеев Г.Б. Газовая сварка и резка метгшлов. Машгиз, 1954, с. 472-480.

2.Байкова И. П. Деформации при кислородной резке и меры их предотвращения. Л., ЛДНТП, 1951.

3.Патент ГДР 93960, КЛ.49 h 7/00, 1972.