Барабанные летучие ножницы Советский патент 1981 года по МПК B23D25/12 B26D1/56 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к об рудованию для резки, и может быть ис пользовано в промышленности для- резки непрерывно движущегося материала. Известны барабанные летучие ножни цы, содержащие барабаны с закрепленными на них ножами, причем режущая кромка одного из ножей расположена в радиальной плоскости наклонно к оси вращения барабана, а режущая кромка другого ножа расположена в плоскости параллельной оси вращения, непараллельно этой оси Недостатком этих ножниц является то, что такое расположение режущих кромок требует выполнения на одном из барабанов пазов непараллельных его оси. В сочетании с высокими требова-. ниями к точности это значительно усложняет технологию выполнения пазов для установки ножей. Известны барабанные летучие ножницы, содержащие связанные между собою посредством зубчатых колес два барабана с закрепленными на них с возможностью взаимодействия ножами, причем режущая кромка переднего по ходу движения материала ножа расположена на радиусах f и Rp, положительным вылетом и наклонно в двух плоскостях относительно оси .барабана, а режущая кромка заднего ножа, параллельна оси барабана. Так как режущая кромка заднего ножа движется относительно режущей кромки переднего ножа по кривой, то, добившись в крайних точках беззазорного контакта, в промежуточных точках будут иметь, зазоры, величины KOTOpijix определяются траекторией относительного движения режущей кромки заднего ножа. Режущая кромка заднего ножа в своем движении относительно режущей кромки переднего ножа описывает нормальную эпициклоиду и конфигурацию переднего ножа, а также величины зазоров между кромками будет определяться именно .этой кривой. Нормальное протекание процесса резания возможно лишь при ограниченных величинах этих зазоров. Для получения допустимых величин зазоров ограничивают наклоны режущих кромок, и наклонную кромку располагают достаточно далеко от начальной точки эпициклоиды (увеличивают перекрытие. Это приводит к усложнению конфигурации переднего ножа .и использованию на нем лишь одной кромки в качестве .режущей Г2;}.

Однако ограниченные величины угла « аклона режущей кромки переднего ножа данных ножниц не позволяют полностью использовать преимущества наклонного реза, что приводит к росту усилийрезания, утяжелению конструкции и снижению производительности; при этом сложная конфигурация переднего ножа, имеющего одну режущую кромку, усложняет перешлифовку и приводит к увеличенному расходу ножей.

. Цель изобретения - повышение производительности и упрощение KOHCTOVKции ножей.

Для этой цели режущая кромка заднего ножа расположена с отрицательным вылетом, а режущая кромка переднего ножа размещена от оси барабана на расстояний

f1г„о-г

. р..гпр11.й ± 1 ±1|1:

R . Uli4i)) где р - расстояние от оси барабана до одной из точек режущей кромки переднего ножа, мм; R -радиус делительной окружности зубчатого колеса барабана, несущего передний нож, мм; г - радиус делительной окружности зубчатого колеса барабана,несущего задний нож, мм; - расстояние от оси барабана д режущей кромки заднего ножа, мм; - вылет режущей кромки заднего

ножа, мм;

i - передаточное отношение R. - расстояние от оси барабана д наиболее удаленной точки режущей кромки переднего ножа, мм;

b - проекция наклонной режущей Кромки на плоскость, перпендикулярную осям барабанов, мм.

На фиг. 1 изображены ножницы, обий вид; на фиг. 2 - схема взаимодейтвия режущих кромок ножей.

Барабанные летучие ножницы содерат станину 1, барабаны 2 и 3, свяанные между собою посредством зубатых колёс 4, 5 и несущие закрепленые на них ножи 6, 7. Зубчатые колеса 4, 5 жестко связаны с барабанами,

а зубча.тое колесо 5. связано с привоом посредством хвостовика 8. Нож 6 ередний по ходу движения материала, а нож 7 - задний. Режущая кромка АВ наклонена под углом Л в вертикальной

плоскости, проходящей через продольные оси барабанов,.параллельные между собою, и под углом (ь в радиальной плоскости. Режущая кромка АВ проектируется на плоскость, перпендикулярную

осям барабанов в виде отрезка длиной в. Режзпцая кромка CD заднего ножа параллельна оси барабана и на плоскость, перпендикулярную осям барабанов, проектируется в виде точки 0(С).

Режущая кромка CD заднего ножа 7 в своем движении относительно режущей (Кромки АВ переднего ножа 6 описывает эпициклоиду EABF. Для того, чтобы зазоры между точками режущих кромок

АВ и CD при их взаимодействии бьши минимальны, необходимо, чтобы на участке АВ траектория режущей кромки СО при ее движении относительно кромки АБ минимально отличалась от

прямолинейной. Для этого необходимо, чтобы на участке АВ кривизна траектории режущей кромки CD бьта минимальной по своему абсолютному значению, или равнялась 0.

Режущие кромки ножей в своем движении друг относительно друга описывают поверхности, торцовые профили которых относятся к семейству циклоидальных кривых. Режущая кромка ожа, параллельная образующей барабана, описывает в своем движении относительно другой режущей кромки эпициклоиду. Радиус кривизны эпициклоиды R составляет

Г 1 О. „ / R ,

1 - -F-tf)

R(R4v)b

,И)

I ()-r.(i-f2R)cos(t)|

где R - радиус делительной окружности зубчатого колеса барабана, несущего передний нож, мм; г - радиус делительной окружности зубчатого колеса барабана, несущего задний нож, мм; г - расстояние от оси барабана до режущей кромки заднего н жа, мм; Ч - текущее значение параметри ческого :угла эпициклоиды. Кривизна плоской кривой - это ве личина, обратная радиусу кривизны и следовательно, для того, чтобы она равнялась нулю, необходимо, чтобы знаменатель выражения (1) бьт равен Ar(R4-r)()cos(|4) 0 откуда ArnpCR -) C0s(lпр r() Анализ :этого выражения показывает что оно имеет смысл (т.е. cosC- r Ч) 1 только при г г, т.е. для укороченной эпициклоиды. При величина косинуса, определенная из выражения (2), равна или больше 1. Из этого сл дует, что только укороченная эпицикл ида имеет при cos (S-if), отличном от 1, точку, в которой ее кривизна равн ется О, а знаки кривизны по обе ее ; стороны различны. Определим расстояние Я от центра барабана 2, несущего передний нож 6, до точки режущей кромки АВ, взаимодействующей с режущей кромкой СО в той точке ее траектории, где кривизн ее (траектории) равна О. Координаты любой точки эпициклоиды в системе ко ординат, проходящей через цеНтр бара бана с передним ножом и начальную .точку эпициклоиды, равны ) СЪ Х (R-er)cos4-r pCos(ys-(R-vr)sin4-trnp6in(). (4) Расстояние от начала координат до любой точки может быть выражено чере координаты точки Подставив (3) и (4) в (5), после преобразований получим ,((-F-)- . Найдя из вьфажения (6) cos (-рЧ), при равняем его выражение (2), и после преобразований получаем ,,. р чи-) где I - передаточное отношение i . Подстановка конкретных величин R,r,Ср, i, применяемых в летучих ножницах, в выражение (7) показывает, что отношение f R к величине вылета кромки заднего ножа изменяется в пре-, делах 1,5-1,7: P-R 5 1 д 1 7прРасчеты листовых летучих ножниц . при различном расположении режущей кромки переднего ножа относительно окружности радиуса Я позволяют установить, что минимальные величины зазоров могут быть получешл в том случае, если расстояние до наиболее удаленной точки переднего ножа равно ,55-0,85)b, При выполнении условия (8) отношение вылета наиболее удаленной точки переднего ножа к вылету режущей кромки заднего ножа изменяется в пределах 1,9-2,2: «.9,7,2,2, Г№ Следовательно, расположение наклонной режущей кромки в соответствии с выражениями (7) и (8), располагаем ее в зоне точки перегиба траектории параллельной кромки, П р и м е р. i 1, в этом случае радиусы делительных окружностей колес равны между собой (R г). Расстояние от оси барабана 3 до режущей кромки С3) ножа 7 г (фиг.2) меньше радиуса г делительной окружности зубчатого колеса этого барабана г,,р 0,975г.При этом f 1,042R. Тогда Rwakx Я +0,65b 1,053R. Ножншц 1 работают следующим образом. Вращение от двигателя (не показан) через передаточные устройства сообщается барабану 3 посредством хвостовика 8, а от барабана 3 через зубчатые крлеса 5,4- верхнему барабану 2. При вращении барабанов 2, 3 вместе с ними вращаются относительно тех же центров и закрепленные на них ножи 6,7 По мере вращения барабанов 2, 3 с закрепленшлми на них ножами 6, 7 просходит сближение точек режущих кроок АВ и CD. Когда расстояние между очками А и С становится равным толине помещенного между барабанами маериала, начинается его разрезание и заимодействие режущих кромок. Угол ачала взаимодействия - TQ (фиг. 2). ри дальнейшем вращении барабанов точка начала реза перемещается в осевом направлении, приближаясь к точкам В и О режущих кромок. Процесс заканчивается полным разделением материала, Так как режущ ая кромка СО заднего ножа 7 расположена на меньшем расстоянии от оси барабана 3, чем радиус делительной окружности колеса, то ее точки в своем движении втносительно режущей кромки АВ описывают укороченную эпициклоиду, (участ-ок которой EAKBF изображен на фиг. 2). В точке К ее кривизна меняет знак, проходя через 0. В связи с тем, что наклонная режущая кромка АВ расположена так, что расстояние до одной из ее точек равно величине, определенной из выражения (7), а расстояние до наиболее удаленной точки A-R з выражения (8) взаимодействие режущих кромок npoHcxt дит на участке АВ траектории режущей кромки заднего ножа. Величина зазораД между режущими кромками в этой зо не минимальна и, кроме того, режущая кромка заднего ножа на участке BF удаляется от переднего ножа. Таким образом, при взаимодействии режущих кромок возникают наименьшие зазоры, что позволяет увеличить перекрытие и наклон переднего ножа, не превысив допускаемой величины зазора для полос минимальной толщины заданно го диапазона, и благодаря этому повысить производительность и расширить диапазон толщин разрезаемых полос. За счет того, что в точках А и В кри визна траектории режущей кромки переднего ножа имеет равные знаки, ока зывается возможным упростить форму наклонного ножа, выполнив его с прям угольным поперечным сечением и увели ченным числом режущих кромок.:. Ножницы наиболее эффективны при резке полос толщиной 0,1-10 мм. Например, в вьтускаемых в настоящее время барабанных летучих ножница с наклонными ножами для резки полосы толщиной 1,2-4 мм высота наклонной режущей кромки в составляет 6 мм. Пр этом боковой зазор составляет 0,04 м Наклонный нож имеет сложную геометрическую форму и лишь одну режущую кромку. При переходе на предлохсенные ножницы высота наклонной режущей кромки может быть доведена до 8,5 мм при од новременном уменьшении величины бокового зазора до 0,015 мм, что позво яет уменьшить величину действующих на ножницы моментов и усилий и благодаря этому ПОВЫСИТ СКОрОСТЬ НОЖНИЦ при одновременном расширении диапазона толщин разрезаемых полос за счет уменьшения минимальной толщины разрезаемых полос до 0,75 мм, и улучшении качества реза за счет сохранения максимальной величины зазора в рекомендуемых пределах. Поперечное сечение наклонного ножа имеет форму прямоугольника, используются А режущих кромки. Формула изобретения Барабанные летучие.ножницы, содержащие связанные между собой посредством зубчатых колес два барабана с крепленными на них с возможностью взаимодействия ножами, причем режущая кромка переднего но ходу движения материала ножа расположена на радиусах Я и PLrt-C положительным вылетом и наклонно в двух плоскостях относительно оси барабана, а режущая кромка заднего ножа параллельна оси барабана о тлич ающи е с я тем, что. с целью увеличения производительности и упрощения конструкции ножей, режущая кромка заднего ножа расположена с отрицательным вылетом, а режущая кромка переднего ножа размещена от оси бара:бана на расстоянии | . (a+3iXat . R i() (,B5)b, где Я расстояние от оси барабана до одной из точек режущей кромкц переднего ножа, мм; радиус делительной окружности зубчатого колеса барабана, несущего передний нож, мм; радиус делительной окружности зубчатого колеса барабана, несущего задний нож,- мм; расстояние от оси барабана до режущей кромки заднего ножа, мм; вьшет режущей кромки заднего ПР ножа, мм; передаточное отношение R - расстояние от оси барабана до наиболее удаленной точки режущей кромки переднего ножа, мм;

b - проекция наклонной режущей

Кромки на плоскость, перпенди-№ Gi5, кл. S 6 25/12, 1958.

кулярную осям барабанов, мм.2. АЬтЬ$ сК : е свидетельство СССР

Источники информации,№ 183018, кЛ. В 230 6 25/12, 1965

принятые во внимание при экспертизе. (прототип).

829356JQ

1. AsTojicitoie ceif e ejHicfdo СССР

-..-...-г-: -ч .Х .

///// /л

Г

1

y/Mf////

у///////.