устройство для разделения заготовок круглого сечения

Формула изобретения

Устройство для разделения заготовок круглого сечения, включающее закрепленный на основании корпус с неподвижным ножом, поворотный диск с приводным рычагом и подвижным ножом, причем поверхности ножей выполнены с замкнутым внутренним режущим контуром по форме заготовки в плоскости разделения, и наружными контурами, совмещенными с соответствующими гнездами в основании и диске, отличающееся тем, что ось замкнутого внутреннего режущего контура ножей пересекает ось поворота диска в плоскости разделения заготовок, а наружные контуры ножей выполнены в форме многоугольника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для разделения заготовок круглого сечения на отрезки для последующей обработки. Наиболее эффективно может быть использовано при разделении заготовок трубчатого сечения. Изобретение может быть использовано в авиационной, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известно устройство, обеспечивающее разделение заготовок круглого сечения скручиванием одной части заготовки относительно другой (патент РФ N 2010688, B 23 D 21/04, 1994). Устройство содержит режущие диски с приводами, обеспечивающими требуемые обороты и подачи, а также зажимы, предотвращающие проскальзывание частей заготовки при скручивании. Известное техническое решение обеспечивает высокое качество обработки, но имеет ограниченные технологические возможности.

Известны ручные ножницы для резки проволоки и прутков (патент РФ N 2064373, B 23 D 29/02, 1996). Устройство содержит два поворотных относительно друг друга ножа, типа втулок со сквозными пазами, через нижнюю точку скругления поверхности которых проходит ось поворота втулочных ножей. Это снижает усилие, прилагаемое к приводным рычагам при резке. Однако в связи с тем, что режущие части не совпадают с контуром сечения заготовки по всему периметру, усилие резания, требуемое для создания разрушающих напряжений сдвига одновременно по всей плоскости разделения заготовки, сосредотачивается в узкой зоне периметра сечения, что в условиях не стесненного деформирования приводит к смятию торцов разделяемых частей.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является устройство для резки пруткового материала (патент РФ N 2006350, B 23 D 29/02, 1994). Устройство включает основание с неподвижным ножом и поворотный диск, несущий несколько подвижных втулочных ножей. Режущие части ножей выполнены в виде внутреннего замкнутого контура по форме заготовки в плоскости разделения, а наружные контуры совпадают с соответствующими гнездами в основании и диске, причем оси ножей расположены эксцентрично оси поворота диска.

Недостатком прототипа является большое усилие, которое необходимо прикладывать для вращения поворотного диска, и ограниченные технологические возможности. Недостаток обусловлен тем, что режущие поверхности установлены эксцентрично относительно оси поворота диска, а форма ножей в виде втулок не позволяет разделять заготовки по косым сечениям с разными углами наклона сечения. Большое усилие определяется величиной эксцентриситета установки ножей, уменьшать который можно до определенных размеров (например, при величине эксцентриситета, равной 0, разделение вообще невозможно). Разделение заготовки происходит путем сдвига частей заготовки, что возможно при достижении разрушающих напряжений по всей площади сечения и соответствующем максимальном усилии, в отличие от разделения путем кручения. При разделении заготовок путем кручения напряжения растут от 0 в центре сечения до максимального напряжения в наружном его слое, в связи с чем и разрушение идет по слоям при меньшем усилии. По этой же причине сдвиг неблагоприятен для разделения трубчатых заготовок, так как сосредоточение максимального для разрушения усилия на небольшом участке периметра сечения ведет к смятию и искажению контура торцов разделяемых заготовок. Невозможность качественной резки труб в известном устройстве также снижает его технологические возможности.

Изобретение направлено на улучшение условий обслуживания и расширение технологических возможностей и повышения качества готовых заготовок.

Предлагаемое устройство для разделения заготовок включает закрепленный на основании корпус с неподвижным ножом, поворотный диск с подвижным ножом и приводным рычагом. Поверхности ножей имеют замкнутый внутренний режущий контур по форме заготовки в плоскости разделения и наружные контуры, совмещенные с соответствующими гнездами в основании и диске. В отличие от прототипа ось замкнутого внутреннего режущего контура ножей пересекается с осью поворота диска в плоскости разделения заготовок, а наружные контуры ножей выполнены в форме многоугольника.

При разделении заготовки предлагаемым устройством напряжения деформации по всему сечению разделения заготовки изменяются от 0 в центре сечения до _max на его периферии, в связи с чем разрушение происходит послойно при достижении напряжения в слое, равном разрушающему, а следовательно, требуется значительно меньшее усилие на приводном рычаге в сравнении с усилием, необходимым для разрушения одновременно по всей площади сечения, необходимой при сдвиге в ранее известных устройствах. Выполнение наружных контуров пластин в форме многоугольника мешает прокручиванию ножа в соответствующих гнездах основания и диска и влияет на эффект кручения при разделении заготовок. В предлагаемом изобретении эффекты резания и кручения при разделении заготовок совмещены. При этом качество поверхности разделения заготовок улучшается.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства, на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг 1, на фиг. 3 - сечение по В-В на фиг. 2.

Устройство для разделения заготовок круглого сечения содержит основание 1 с жестко закрепленным на нем корпусом 2. К корпусу 2 с помощью обечайки 3 быстросъемным креплением 4 прижимается диск 5, выполненный с возможностью поворота относительно корпуса при помощи приводного рычага 6. В корпусе 2 и поворотном диске 5 установлены ножи 7 и 8, выполненные в форме пластин с режущими поверхностями по форме косого сечения с осью O_и, пересекающейся с осью поворота диска O_д в плоскости N разделения заготовки. Наружные контуры ножей выполнены в форме многоугольника, например квадрата. Ножи установлены в углубления (гнезда), по форме совпадающие с наружными контурами ножей. Исходное и конечное положение поворотного диска ограничивается упорами.

Работает устройство следующим образом.

Заготовку вводят в режущие поверхности ножей через отверстие в корпусе и диске, устанавливая на требуемый размер по длине отделяемой части. При повороте диска 5 нож 8 поворачивается относительно ножа 7. Первоначально при повороте выбирается неизбежный зазор Z, необходимый для свободного ввода заготовки в замкнутый режущий контур ножей; при продолжении поворота происходит скручивание отделяемой части заготовки относительно основной в плоскости N, благодаря тому, что ножи жестко фиксируются относительно корпуса и диска соответственно при помощи гнезд соответствующей формы, совпадающей с формой ножей. Уменьшение усилия разделения обусловлено уменьшением плеча h (менее диаметра заготовки) между равнодействующими усилиями кручения F. При необходимости разделения заготовки другого диаметра или угла сечения снимают обечайку 3, вынимают ножи 7 и 8 из гнезд и устанавливают ножи с другими геометрическими параметрами.

С помощью предлагаемого устройства возможна и резка пруткового материала в прямом сечении, для чего достаточно установить ножи 7 и 8 с режущими поверхностями по форме прямого сечения, размещенными эксцентрично оси поворота диска.

Применение данного устройства обеспечивает возможность разделения круглых заготовок по косым сечениям с разными углами наклона и диаметрами, получение высокого качества поверхности срезов заготовок при меньших усилиях, по сравнению с прототипом.