Листовые барабанные ножницы Советский патент 1980 года по МПК B23D25/12 B23D35/00 B26D1/56 

дачей с неизменным передаточным числом. Ножи вращаются в направлении стрелок. Тот нож, который при вращении движется впереди в зоне перекрытия ножей, называется передним ножом, движущийся сзади - задним ножом. В данном примере передним ножом является верхний нол, задним - нижний.

Форма режущих кромок ножей должна обесиечивать получение реза необходимой конфигурации.

Условием нормального осуществления процесса резки является условие контакта режущих кромок при перекрытии ножей в процессе реза. При этом под выражением контакт режущих кромок условно подразумевается не только физический контакт их, но и расположение режущих кромок с зазором, если этот зазор не превышает допустимой для данных условий резания величины.

Расположение и форма режущей кромки одного из ножей задается, а расположение и форма режущей кромки второго ножа определяется исходя из условия контакта режущих кромок нри резе. Это условие будет обеспечено, если вторая режущая кромка будет располагаться на поверхности, образованной перемещением первой кромки ( вращении барабанов) в пространственной системе координат, неподвижно связанной с второй режущей кромкой, точнее с тем барабаном или ножом, к которому относится вторая режущая кромка. Эта вторая режущая кромка может быть получена пересечением упомянутой выше поверхности другой поверхностью, например плоскостью.

На фиг. 1 заданной режущей кромкой является режущая кромка заднего (нижнего) ножа аЬ. Поверхность 3, изображенная тонкими линиями, есть поверхность, описываемая при вращении барабанов кривой аЬ в некотором пространственном объеме, неподвижном относительно второго барабана, т. е. вращающемся вместе с ним. Режущая кромка cd переднего (верхнего) ножа образована пересечением поверхности 3 плоскостью 4, которая в данном конкретном примере совпадает с передней 5 гранью верхнего ножа. При вращении ножей по мере перекрытия их точки режущих кромок будут последовательно вступать в контакт между собой, другими словами режущие кромки будут скользить одна по другой. Каждая точка режущей кромки нижнего ножа опишет при вращении барабанов в системе координат, связанной с верхним барабаном, эпициклондную кривую в плоскости, перпендикулярной осям барабанов, и на этой кривой будет располагаться точка релсущей кромки верхнего ножа, находящаяся в этой плоскости. Геометрическое место таких кривых и образуетповерхность.

На фиг. 2 показана схема ножниц, изображенных на фиг. 1, в проекциях на три взаимно перпендикулярные плоскости. Режущие кромки показаны в полол ении начала перекрытия ножей. В этом полол ении, крайние точки кромок, обозначенные на фиг. 1 буквами а и с, совмещаются и на фиг. 2 эти обе точки обозначены одной буквой а. Располол ение и

форма кромок на схеме определяются с помощью двух систем координат - каладая кромка в своей системе. Режущая кромка ножа задана в системе xyz (координаты точек этой кромки обозначаются строчными буквами); рел{ущая кромка верхнего ножа определяется в системе координат XYZ (координаты ее точек обозначаются прописными буквами). Оси X и X обоих систем направлены

перпендикулярно плоскости осей барабанов OiOz в сторону, противоположную движению разрезаемого материала, оси у и Y направлены вдоль плоскости осей OiOa навстречу одна другой, оси г и Z направлены вдоль осей вращения барабанов. Плоскости XOiY и совмещены собой и с крайними точками режущих кромок. На фронтальной проекции обе режущие кромки в данном примере представляют собой прямые линии, наклонные одна к другой. Это означает, что все точки кромки нижнего ножа расположены в одной плоскости так же, как и верхнего, в своей плоскости. Причем в изображенном на фиг. 2 полол енни эти плоскости перпендикулярны вертикальной плоскости. Наклонное полол ение режущих кромок в вертикальной плоскости в начале реза обеспечивает неодновременное разрезанне полосы по всему сечению и следовательно снижает усилие и момент резания, т. е. обеспечивает гильотинный рез на барабанных ножницах. При построении режущих кромок одна

из них, например кромка нил него ножа, полностью задается, т. е. задается не только форма режущей кромки в плане, которая должна соответствовать конфигурации реза, но и расположение ее,

например плоскость (или поверхность), в которой она расположена. Для построения режущей кромки верхнего ножа необходимо задаться плоскостью или поверхностью, которая в пересечении с поверхностью энициклоидальных кривых образует релсущую кромку. Эта плоскость или поверхность задается в положении начала перекрытия ножей, т. е. в том положении, в котором кромки изображены на фиг. 2. В

описываемом примере это - плоскость, которая на фронтальной проекции представлена в виде прямой ad. Задавшись плоскостью ad, можно определить координату У любой точки режущей кромки верхнего в зависимости от координаты Z. Определение координат X точек режущей кромки верхнего ножа показано на фиг. 2 на примере точки /. Координаты точки / режущей кромки нижнего ножа, лежащей в одной перпендикулярной осям барабанов плоскости с точкой известны, поскольку известна форма кривой аЬ в плане и известна плоскость, в которой располагается эта кривая, т. е. известно расположение прямой аЬ на фронтальной проекции. Кроме того, известны координаты Z() и У точки /. Так как после поворота на некоторый угол Ф (см. фиг. 3, профильная проекция фиг. 2) точка I должна совместиться с точкой /, то для координат точек f и / можно написать следующие зависимости:

(X - х) cos - (А - у) sin (р О (X + л:) sin р + (Г + у) cos ср Л,

где А - расстояние между осями вращения ножей.

Эти зависимости получаются при проектировании многоугольника, составленного из отрезков, представляющих координаты отрезка OiOz на ось X (или X) и ось у (У). Они представляют собой два уравнения с двумя неизвестными ф w J, из совместного решения которых находится искомая координата X.

Таким образом, решается задача определения формы и расположения режущей кромки одного ножа при заданной форме и расположении режущей кромки другого ножа. Для полного построения схемы барабанных ножниц необходимо, кроме определения формы и расположения режущих кромок, определить расположение ножей относительно своих режущих кромок, так как при неизменном положении режущих кромок, их можно располагать под разными углами аир, например, к вертикали (см. фиг. 3). Расположение ножей относительно режущих кромок необходимо определить потому, что от пего зависит будут ли свободно, без врезания одного ножа в другой, поворачиваться ножи в зоне перекрытия их. Решение этой задачи известно при условии, что в любой перпендикулярной осям барабанов плоскости соблюдается соотношение , где R - радиус точки режущей кромки переднего ножа, г - радиус точки режущей кромки заднего ножа 2. Применение данного изобретения на непрерывных широкополосных станах позволит избежать значительного количества. простоев стана из-за застреваний, а также уменьшить количество случаев выхода из строя валков, подшипников, шпинделей и

других деталей рабочих клетей из-за динамических нагрузок при захвате подката валками. Вследствие этого повысится производительность прокатных станов и народное хозяйство получит существенную экономию.,j

Экономический эффект может быть получен также от применения изобретения в других отраслях вследствие увеличения производительности при замене стационарных ножниц и прессов непрерывными агрегатами с барабанными ножницами для вырезки фигурных заготовок с криволинейными очертаниями.

25

Формула изобретения

Листовые барабанные ножницы, содержащие два барабана с параллельными осями вращения, соединенные между собой

безлюфтовой передачей, и ножи с наклонными режущими кромками, закрепленные на барабанах, отличающиеся тем, что, с целью получения фигурного реза в плане, в том числе с криволинейными очертаниями, режущая кромка одного ножа выполнена по кривой, соответствующей форме реза, а режущая кромка второго ножа по линии пересечения плоскости, совпадающей с его передней гранью, с поверхностью, описываемой режущей кромкой первого ножа относительно неподвижного второго ножа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР А 264121, кл. В 23 D 25/12, 1967 (прототип).

2.Труды ВНИИМЕТМАШ «Конструкции, исследования и внедрение новых машин

листовых прокатных станов, сб. 33, М., 1972, стр. 180.