способ и штамп для изготовления зубьев пилы (варианты)

Формула изобретения

1. Способ изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале с одной или двух сторон на прессе с автоматической подачей материала с вырубным штампом, содержащим по меньшей мере одну неподвижную матрицу, базовое направляющее устройство для материала и один пуансон, совершающий вместе с ползуном пресса возвратно-поступательное движение относительно матрицы, включающий повторяющийся цикл последовательных действий: продвижение материала в штамп, ориентацию материала относительно матрицы, вырубку впадин для формирования зубьев на одном или обоих краях вырубаемого материала, отличающийся тем, что ориентацию материала относительно матрицы выполняют после остановки его подачи в штамп и до начала или в начале вырубки впадины путем создания силы бокового прижима материала к базовому направляющему устройству.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что действие силы бокового прижима материала прекращают в интервале времени от окончания вырубки впадины до выхода пуансона из материала при ходе ползуна вверх.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что впадины вырубают пуансоном, торцевая плоскость с режущей кромкой которого расположена по отношению к торцевой плоскости матрицы под острым углом , вершина которого находится за пределом или на уровне кромки вырубаемого материала.

4. Способ изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале с одной стороны на прессе с автоматической подачей с вырубным штампом, содержащим неподвижную матрицу, базовое направляющее устройство для материала и пуансон, совершающий вместе с ползуном пресса возвратно-поступательное движение относительно матрицы, включающий повторяющийся цикл последовательных действий: продвижение и ориентацию ленточного или полосового материала относительно матрицы, вырубку впадины для формирования зубьев, отличающийся тем, что ориентацию материала относительно матрицы выполняют после остановки подачи материала в штамп и до начала вырубки впадины путем создания прижимным устройством силы бокового прижима материала, действующей перпендикулярно базовому направляющему устройству.

5. Способ изготовления зубьев пилы с односторонней режущей кромкой в ленточном или полосовом материале с одной стороны на прессе с автоматической подачей с вырубным штампом, содержащим неподвижную матрицу, базовое направляющее устройство для материала и пуансон, совершающий вместе с ползуном пресса возвратно-поступательное движение относительно матрицы, включающий повторяющийся цикл последовательных действий: продвижение и ориентацию ленточного или полосового материала относительно матрицы, вырубку впадины для формирования зубьев на одном краю ленты, отличающийся тем, что ориентацию материала относительно матрицы выполняют после остановки его подачи в штамп путем создания силы бокового прижима в начале вырубки впадины как составляющей силы вырубки, действующей на материал параллельно торцевой плоскости матрицы со стороны пуансона, торцевая плоскость которого с режущей кромкой расположена по отношению к торцевой плоскости матрицы под острым углом , вершина которого находится за пределом или на уровне кромки вырубаемого материала.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что торцевая плоскость матрицы перпендикулярна направлению движения пуансона.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что торцевая плоскость с режущей кромкой пуансона перпендикулярна его оси и направлению движения ползуна, а торцевая плоскость матрицы расположена под острым углом к торцевой плоскости пуансона с режущей кромкой.

8. Способ изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале с двух сторон на прессе с автоматической подачей материала с вырубным штампом, содержащим неподвижные матрицы, базовое направляющее устройство для материала и пуансоны, совершающие вместе с ползуном пресса возвратно-поступательное движение относительно матрицы, включающий повторяющийся цикл последовательных действий: продвижение и ориентацию материала относительно матриц, вырубку впадин, отличающийся тем, что ориентацию материала относительно матриц выполняют после остановки его подачи в штамп и до начала вырубки впадин созданием силы бокового прижима материала прижимным устройством, действующей перпендикулярно базовому направляющему устройству.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что создают дополнительную силу бокового прижима материала в начале вырубки, которая является разностью составляющих сил вырубки впадин, действующих на материал со стороны пуансонов, торцевая плоскость по меньшей мере одного из которых расположена по отношению к торцевой плоскости матриц под острым углом так, что вершина острого угла находится за пределом кромки вырубаемого материала.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что впадины вырубают пуансонами, торцевые плоскости которых расположены по отношению к единой торцевой плоскости матриц под острыми углами, вершины каждого из которых находятся за пределами соответствующих кромок вырубаемого материала.

11. Способ изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале с двух сторон одновременно на прессе с автоматической подачей материала с вырубным штампом, содержащим неподвижные матрицы, базовое направляющее устройство для материала и пуансоны, совершающие вместе с ползуном пресса возвратно-поступательное движение относительно матрицы, включающий повторяющийся цикл последовательных действий: продвижение и ориентацию материала относительно матриц и вырубку впадин, отличающийся тем, что ориентацию материала относительно матриц выполняют после остановки его подачи в штамп и в начале вырубки впадин путем создания силы бокового прижима материала за счет разности составляющих сил вырубки впадин, действующих на материал параллельно торцевой плоскости матриц со стороны пуансонов, торцевая плоскость по меньшей мере одного из которых, противолежащего базовому направляющему устройству, расположена по отношению к торцевой плоскости матриц под острым углом так, что вершина острого угла находится за пределом или на уровне соответствующей кромки вырубаемого материала.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что торцевые плоскости пуансонов и матриц, расположенных со стороны базового направляющего устройства, выполнены под острым углом, а торцевые плоскости пуансонов и матриц, противолежащих базовому направляющему устройству, выполнены под другим острым углом, при этом острый угол между торцевыми плоскостями пуансона и матриц, противолежащих базовому направляющему устройству, больше острого угла между торцевыми плоскостями пуансона и матрицы, расположенных со стороны базового направляющего устройства.

13. Штамп для изготовления зубьев пилы с односторонней режущей кромкой в ленточном или полосовом материале вырубкой впадин на прессе, содержащий нижнюю плиту с закрепленной на ней матрицей с торцевой плоскостью и режущей кромкой, с базовым направляющим устройством для материала и пуансон, присоединенный к ползуну с помощью пуансонодержателя, содержащий переднюю и заднюю поверхности, соответствующие по форме передней и задней кромкам зуба, и торцевую плоскость с режущей кромкой, отличающийся тем, что торцевая плоскость пуансона с режущей кромкой расположена по отношению к торцевой плоскости с режущей кромкой матрицы под острым углом, вершина которого находится в начале процесса вырубки за пределом или на уровне кромки вырубаемой впадины.

14. Штамп по п.13, отличающийся тем, что нижняя плита снабжена прижимным устройством, создающим импульс силы бокового прижима материала до начала вырубки впадины и прекращающим действие после выхода пуансона из материала при ходе ползуна вверх или по окончании вырубки впадины.

15. Штамп по п.13, отличающийся тем, что пуансон выполнен со второй передней поверхностью, сопрягаемой с задней поверхностью, со второй задней поверхностью, сопрягаемой с передней поверхностью и со второй скошенной под острым углом торцевой плоскостью с режущей кромкой, которые выполнены взамозаменяемыми, соответственно, с задней и передней поверхностями пуансона и скошенной под острым углом торцевой плоскостью с режущей кромкой при повороте пуансона на угол 180° вокруг продольной оси.

16. Штамп по п.15, отличающийся тем, что пуансон снабжен третьей и четвертой торцевыми плоскостями, скошенными под острым углом каждая, выполненными на противоположном конце пуансона, при этом пуансонодержатель снабжен опорной деталью с двумя скошенными плоскостями, острые углы скоса которых соответствуют острым углам скоса торцевых плоскостей с режущей кромкой пуансона.

17. Штамп для изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале с двух сторон вырубкой впадин на прессе, содержащий прикрепляемую к столу пресса нижнюю плиту с закрепленными на ней матрицами с режущими кромками, расположенными в единой торцевой плоскости с базовым направляющим устройством для материала, прикрепляемую к ползуну верхнюю плиту с закрепленными на ней с помощью пуансонодержателей пуансонами, каждый из которых выполнен с передней и задней поверхностями, соответствующими по форме передней и задней кромкам зуба, и торцевой плоскостью с режущей кромкой, отличающийся тем, что торцевая плоскость с режущей кромкой по меньшей мере одного пуансона, противолежащего базовому направляющему устройству, расположена под острым углом к единой торцевой плоскости матриц, вершина которого находится в начале процесса вырубки за пределом или на уровне кромки вырубаемой впадины.

18. Штамп по п.17, отличающийся тем, что торцевые плоскости с режущей кромкой пуансонов, расположенных со стороны базового направляющего устройства и противолежащих ему, выполнены по отношению к единой торцевой плоскости матриц под двумя разными острыми углами, при этом острый угол между торцевыми плоскостями с режущей кромкой пуансона и матрицы, противолежащих базовому направляющему устройству, больше острого угла между торцевыми плоскостями с режущей кромкой пуансона и матрицы, расположенных со стороны базового направляющего устройства.

19. Штамп по п.17, отличающийся тем, что ползун снабжен боковым прижимным устройством, действующим на вырубаемый материал до начала вырубки впадин.

20. Штамп по п.17, отличающийся тем, что матрица снабжена боковым прижимным устройством, создающим импульс силы, который действует на материал до начала вырубки впадин и прекращает действие к моменту выхода пуансона из вырубаемого материала при ходе ползуна вверх или по окончании вырубки впадин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к производству пил.

Известен способ изготовления зубьев пилы, включающий следующие действия: подачу заготовки в зону резания, ее ориентацию относительно режущего инструмента, выполнение прохода режущим инструментом для образования впадины, формирующей заднюю и переднюю поверхности соседних зубьев; продвижение заготовки на шаг относительно режущего инструмента, повторение действий для образование новой впадины, формирующей заднюю поверхность предыдущего и переднюю поверхность следующего из зубьев [1].

Ни в описании способа, ни в формуле не раскрывается, с помощью каких средств обеспечивается ориентация заготовки относительно инструмента и каким образом достигается необходимая при изготовлении зубьев высокая точность, ориентация заготовки относительно режущего инструмента.

Известен способ изготовления пилы, заключающийся в формировании зубьев в полосе с помощью штампа с пуансоном, закрепленным на ползуне, совершающем возвратно-поступательное движение и вырубающем часть металла из полосы [2]. Устройство для изготовления пил по этому способу имеет составную матрицу, между половинами которой размещена и продвигается полоса; пуансон, закрепленный с помощью пуансонодержателя на ползуне, совершающий возвратно-поступательное движение и взаимодействующий с матрицей для изготовления зубьев; средство прерывистой подачи полосы через матрицу, средство привода ползуна; при этом пуансон имеет выполненные под острым углом к плоскости полосы скосы, в плоскости скосов находится режущая кромка, выполняющая вырубку впадины между зубьями, начиная с основания зуба (с вершины впадины), чем достигается понижение силы вырубки. Вследствие того, что вершина острого угла скоса пуансона находится в начале процесса вырубки у основания зубьев пилы, составляющая сила вырубки направлена от базовой направляющей плоскости и стремится сдвинуть от нее полосу, что снижает точность изготовления зубьев по высоте и является недостатком этого способа и конструкции штампа. Особенно проявляется эффект снижения изготовления точности зубьев при таком направлении силы вырубки при высокой частоте ходов пуансона, то есть при вырубке в условиях вибрации, снижающей силы трения между плоскостями полосы и матрицы.

Известно устройство для вырубки пил из ленточного или полосового материала, подаваемого валковой подачей с наклонными валками в штамп, вырубающий впадины между зубьями в заданном ритме при паузах в подачах материала [3]. В данном устройстве реализован способ ориентации материала в процессе его продвижения вдоль направляющих роликов, расположенных с тыльной стороны материала валковой подачи, у которой оси валков наклонены под углом к направлению движения материала, меньшим /2, так, что сила, создаваемая валками, имеет составляющую, направленную перпендикулярно к направлению движения, которая прижимает материал к направляющим роликам в процессе его движения. Этот способ является наиболее близким к предложенным вариантам способа. Первый недостаток известного способа ориентации в том, что прижим полосы к направляющим осуществляется только при движении материала. При остановке валковой подачи сила, прижимавшая материал к роликам, исчезает вследствие упругого отжима материала, то есть изменяется ориентация материала относительно матрицы и пуансона, что снижает точность вырубки по высоте. Второй недостаток известного способа и устройства в том, что движение материала при поджатии его к направляющему устройству происходит при увеличенном трении, что повышает энергозатраты на подачу материала в штамп.

Известна конструкция штампа для разделительных операций, в котором материал движется вдоль направляющих планок и прижимается боковыми прижимами [4, с.118-125]. Данная конструкция штампа является наиболее близкой к конструкции штампа для изготовления зубьев пилы с односторонней режущей кромкой. Недостаток конструкции штампа в том, что прижим действует в процессе движения материала, создавая силу трения и увеличивая энергозатраты на движение материала в штампе.

Известна конструкция штампа, в которой предусмотрен скос торцевой плоскости пуансона, обеспечивающий снижение силы вырубки [5, с.19-23]. Величина угла скоса относительно плоскости вырубаемого материала выбирается исходя из необходимого уменьшения силы вырубки. В справочнике отсутствуют рекомендации по использованию возникающей при этом составляющей силы вырубки, действующей на материал параллельно торцевой плоскости матрицы.

Известен штамп для изготовления из ленточного или полосового материала зубьев ножовочных полотен с двухсторонней режущей кромкой, в котором материал, движущийся в направляющих, после его остановки фиксируется расположенными с двух сторон ползушками [6]. Данная конструкция штампа является наиболее близкой к штампу для изготовления зубьев пилы в материале с двух сторон одновременно. Недостаток штампа - сложность конструкции двухстороннего прижима материала, а недостаток такого способа фиксации - низкая точность изготовления зубьев по высоте при отсутствии закрепленного на матрице или на нижней плите штампа базового направляющего устройства, обеспечивающего стабильную ориентацию материала относительно матрицы.

Техническая задача изобретения состоит в создании вариантов способов и штампов для изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале из высокоуглеродистой или инструментальной стали с одной или двух сторон.

Технический эффект изобретения - повышение точности изготовления зубьев по высоте и снижение энергозатрат на перемещение ленточного или полосового материала автоматической подачей.

Сущность способа состоит в том, что зубья пилы изготавливают вырубкой впадин между зубьями в ленточном или полосовом материале с одной или двух сторон на прессе (механическом, пневматическом, гидравлическом и др.) с автоматической подачей материала с вырубным штампом, имеющим, по меньшей мере, одну неподвижную матрицу с базовым направляющим устройством для материала и один пуансон, совершающий вместе с ползуном пресса возвратно-поступательное движение относительно матрицы. Способ включает повторяющийся цикл последовательных действий: продвижение материала в штамп, ориентацию материала относительно матриц, вырубку впадин для формирования зубьев на одном или обоих краях материала, при этом ориентацию материала относительно матриц выполняют после остановки его подачи в штамп и до начала или в начале вырубки впадин созданием силы бокового прижима материала к базовому направляющему устройству.

Новые признаки способа, обеспечивающие достижение технического эффекта: ориентация материала в штампе относительно матрицы после его остановки созданием силы бокового прижима к базовому направляющему устройству до начала вырубки специальным прижимным устройством или в начале вырубки за счет конструктивных особенностей торцевых плоскостей с режущими кромками пуансона и матрицы. Эти признаки позволяют повысить точность изготовления зубьев по высоте, а также снизить энергозатраты на продвижение материала при отсутствии силы бокового прижима материала вследствие уменьшения силы трения между материалом и направляющими к базовому направляющему устройству.

Для экономии энергии, расходуемой на прижим материала, действие силы бокового прижима прекращают в интервале времени от окончания вырубки впадины до выхода пуансона из материала при ходе ползуна вверх.

В первом варианте способа изготовления зубьев пилы с односторонней режущей кромкой в ленточном или полосовом материале на прессе с автоматической подачей и с вырубным штампом, имеющим на нижней плите неподвижную матрицу, базовое направляющее устройство для материала, а на верхней плите или ползуне - пуансон, совершающий вместе с ползуном пресса возвратно-поступательное движение относительно матрицы. Вариант способа включает повторяющийся цикл последовательных действий: продвижение и ориентацию ленточного или полосового материала относительно матрицы, вырубку впадин для формирования зубьев на одном краю ленты, при этом ориентацию материала относительно матрицы выполняют после остановки подачи материала до начала вырубки впадины созданием прижимным устройством силы бокового прижима материала к задаваемому базовому направляющему устройству.

Во втором варианте изготовления зубьев пилы с односторонней режущей кромкой ориентацию материала выполняют с повышенной точностью после остановки его подачи в штамп созданием силы бокового прижима в начале вырубки впадины как составляющей силы вырубки, действующей на материал параллельно торцевой плоскости матрицы со стороны пуансона, торцевая плоскость которого с режущей кромкой расположена по отношению к торцевой плоскости матрицы под острым углом , вершина которого находится за пределом кромки вырубаемого материала.

При одном из исполнений первого варианта способа до начала вырубки впадины прижимным устройством создают силу прижима материала к базовому направляющему устройству, а затем, в начале вырубки впадины, создают дополнительную силу прижима как горизонтальную составляющую силу вырубки пуансоном, торцевая плоскость с режущей кромкой которого расположена по отношению к торцевой плоскости матрицы под острым углом, вершина которого находится за пределом кромки вырубаемого материала.

В одном из исполнений второго варианта способа торцевую плоскость матрицы устанавливают перпендикулярно направлению движения ползуна и, соответственно, пуансона.

В другом исполнении второго варианта способа торцевую плоскость пуансона располагают при изготовлении перпендикулярно его оси, а при креплении пуансонодержателем к верхней плите или ползуну - перпендикулярно направлению движения ползуна, а торцевую плоскость матрицы располагают под острым углом к торцевой плоскости пуансона.

В первом варианте способа изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале с двух сторон на прессе с автоматической подачей материала в вырубном штампе с двумя матрицами и двумя пуансонами, включающем описанный выше повторяющийся цикл последовательных действий, ориентацию материала относительно матриц выполняют после остановки его подачи и до начала вырубки созданием силы бокового прижима прижимным устройством, действующей перпендикулярно положению материала, задаваемому базовым направляющим устройством.

Во втором варианте способа изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале с двух сторон одновременно на прессе с автоматической подачей материала с вырубным штампом с двумя матрицами и двумя пуансонами совершается повторяющийся цикл последовательных действий: продвижение и ориентация материала относительно матриц, вырубка впадин для формирования зубьев на обоих краях материала, при этом ориентацию материала относительно матриц выполняют после остановки его подачи и в начале вырубки впадин созданием силы бокового прижима материала, перпендикулярной положению кромки материала, задаваемому базовым направляющим устройством. Сила бокового прижима возникает за счет разности горизонтальных составляющих сил вырубки впадин, действующих на материал со стороны пуансонов, торцевая плоскость по меньшей мере одного из которых расположена по отношению к торцевой плоскости матриц под острым углом так, что вершина острого угла находится за пределом соответствующей кромки вырубаемого материала.

К действию силы бокового прижима от прижимного устройства до начала вырубки впадин в материале с двух сторон включают в действие дополнительную силу, создаваемую в начале вырубки за счет разности горизонтальных составляющих сил вырубки впадин, действующих на материал со стороны пуансонов, торцевая плоскость одного из которых расположена по отношению к единой торцевой плоскости матриц под острым углом ₁ так, что вершина острого угла находится за пределом кромки вырубаемого материала, а сила бокового прижима направлена в сторону базовой направляющей плоскости перпендикулярно ей или впадины вырубают с двух сторон материала одновременно двумя пуансонами, торцевые плоскости которых расположены по отношению к единой торцевой плоскости матриц под острыми углами, вершины каждого из которых находятся за пределами кромок вырубаемого материала.

При вариантах способа изготовления зубьев в ленточном или полосовом материале с двух сторон технический эффект (повышение точности зубьев по высоте) достигается за счет кратковременного действия силы бокового прижима после остановки продвижения материала в штампе и за счет существенного уменьшения сил трения материала о базовое направляющее устройство (снижение энергозатрат на продвижение материала в штампе).

В одном из исполнений способа изготовления зубьев пилы в материале с двух сторон одновременно торцевая плоскость каждого пуансона расположена по отношению к единой торцевой плоскости каждой соответствующей матрицы под острыми углами ₁ и ₂, при этом острый угол между торцевыми плоскостями пуансона и матрицы, противолежащих базовой направляющей плоскости, больше острого угла между торцевыми плоскостями пуансона и матрицы, расположенных со стороны базовой направляющей плоскости.

Новизна вариантов способа изготовления зубьев пилы в том, что материал прижимают к базовому направляющему устройству вырубного штампа кратковременной силой, действующей после остановки продвижения материала, создаваемой прижимным устройством или за счет расположения торцевых плоскостей пуансонов и матриц под острыми углами, вершины которых находятся за пределами соответствующих кромок материала.

Изобретательский уровень предложенных вариантов способов обусловлен тем, что не найдено технических решений, относящихся к изготовлению зубьев пилы, при которых ориентацию ленточного или полосового материала относительно матрицы вырубного штампа, имеющего базовое направляющее устройство (направляющие планки, ролики и др.), выполняли бы после остановки материала, создавая силу бокового прижима, действующую кратковременно, до начала вырубки впадин или силой, возникающей в начале вырубки впадин как составляющей силы вырубки, действующей на материал параллельно торцевой плоскости матриц со стороны одного или двух пуансонов, торцевые плоскости которых с режущей кромкой расположены по отношению к единой торцевой плоскости матриц под острыми углами, вершины которых находятся за пределами кромок или на уровне вырубаемого материала. Кроме того, предложенная совокупность признаков действий и средств их реализации не следует явно из уровня технологии и техники изготовления зубьев пил различной конструкции.

Варианты способов реализуются с помощью вариантов штампов для изготовления зубьев пилы.

В первом варианте конструкции штамп для изготовления зубьев пилы с односторонней режущей кромкой в ленточном или полосовом материале имеет нижнюю плиту с закрепленными на ней матрицей с торцевой плоскостью и базовым направляющим устройством для материала и пуансон, присоединенный к ползуну или к верхней плите с помощью пуансонодержателя, имеющий переднюю и заднюю поверхности, соответствующие по форме передней и задней кромкам зуба, и торцевую плоскость с режущей кромкой, при этом торцевые плоскости матрицы и пуансона, имеющие режущие кромки, расположены под острым углом, вершина которого находится в начале процесса вырубки за пределом или на уровне кромки вырубаемой впадины. В конструкции штампа на нижней плите может быть установлено прижимное устройство, создающее силу или импульс силы для бокового прижима материала и прекращающее действие силы после выхода пуансона из материала при ходе ползуна вверх или при окончании вырубки впадины.

Для повышения ресурса работы пуансон выполнен сдвоенным и имеет вторую переднюю поверхность, являющуюся продолжением задней поверхности, и вторую заднюю поверхность, являющуюся продолжением передней поверхности, а также вторую скошенную под острым углом торцевую плоскость с режущей кромкой, расположенные так, что при повороте пуансона на угол 180° вокруг продольной оси совокупность вторых поверхностей пуансона становится взаимозаменяемой с совокупностью передней и задней поверхностей пуансона и его торцевой плоскости. Для дополнительного повышения ресурса работы пуансон имеет третью и четвертую торцевые плоскости, скошенные под острым углом каждая, выполненные на противоположном конце пуансона, при этом пуансонодержатель имеет опорную деталь, предпочтительно с двумя скошенными плоскостями, острые углы скоса которых точно соответствуют острым углам скоса торцевых плоскостей пуансона.

Штамп для изготовления зубьев пилы в ленточном или полосовом материале с двух сторон одновременно вырубкой впадин на прессе имеет прикрепляемую к столу пресса нижнюю плиту с закрепленными на ней матрицами, расположенными в единой торцевой плоскости и базовое направляющее устройство для материала; прикрепляемую к ползуну верхнюю плиту с закрепленными на ней с помощью пуансонодержателей двумя пуансонами, каждый из которых имеет переднюю и заднюю поверхности, соответствующие по форме передней и задней кромкам зуба, и торцевую плоскость с режущей кромкой, при этом торцевая плоскость пуансона, противолежащего базовому направляющему устройству, расположена под острым углом к единой торцевой плоскости матриц, вершина которого находится в начале процесса вырубки за пределом кромки вырубаемой впадины. Если торцевая плоскость каждого пуансона расположена по отношению к единой торцевой плоскости матриц под острыми углами ₁ и ₂, то острый угол между торцевыми плоскостями пуансона и матрицы, противолежащих базовому направляющему устройству, больше острого угла между торцевыми плоскостями пуансона и матрицы, расположенных со стороны базового направляющего устройства.

Боковое прижимное устройство, создающее силу, действующую на материал до начала вырубки впадин, может быть присоединено к ползуну пресса или к верхней плите штампа, а на нижней плите штампа помещают прижимное устройство, создающее импульс силы, прижимающей материал к базовому направляющему устройству до начала вырубки впадин и прекращающей прижим материала к моменту выхода пуансона из материала при ходе ползуна вверх или к моменту окончания вырубки впадин.

Новизна вариантов конструкции штампов для вырубки зубьев пилы в материале с двух сторон одновременно в том, что они характеризуются совокупностью новых признаков, а именно торцевая плоскость с режущей кромкой по меньшей мере одного из пуансонов (противолежащего базовому направляющему устройству) расположена под острым углом к единой торцевой плоскости матриц, вершина которого находится в начале процесса вырубки за пределами кромки вырубаемой впадины. Если торцевая плоскость каждого пуансона расположена по отношению к единой торцевой плоскости матриц под соответствующим острым углом, то острый угол между торцевыми плоскостями пуансона и матрицы, противолежащих базовому направляющему устройству, больше чем острый угол между торцевыми плоскостями пуансона и матрицы, расположенных со стороны базового направляющего устройства. Каждый из вариантов конструкции штампов имеет боковое прижимное устройство, создающее силу или импульс силы до начала вырубки впадин и действующее на материал до момента выхода пуансона из материала при ходе ползуна вверх или до момента окончания вырубки впадин.

Изобретательский уровень предложенных вариантов штампов обусловлен тем, что не найдены конструкции штампов, в которых торцевые плоскости пуансонов и матриц расположены под острым углом, вершина которого находится в начале процесса вырубки за пределами или на уровне кромок вырубаемых впадин.

Не найдены также конструкции штампов, в которых имелось бы сочетание указанных признаков конструкции пуансонов и матриц с боковым прижимающим устройством, создающим силу бокового прижима до начала вырубки впадин и прекращающим действие к моменту выхода пуансона из материала при ходе ползуна вверх или к моменту окончания вырубки впадин.

На фиг.1 представлена схема процесса изготовления зубьев пилы на прессе с валковой автоматической подачей материала; фиг.2 - схема процесса вырубки зубьев в материале с одной стороны в штампе со скошенными торцевыми плоскостями пуансона и матрицы; фиг.3 - циклограмма процесса изготовления зубьев пил вырубкой впадин на прессе; фиг.4 - штамп для изготовления зубьев пилы в материале с одной стороны; фиг.5 - схема процесса изготовления зубьев пилы в материале с одной стороны в штампе с наклоненной под острым углом матрицей; фиг.6 - схема расположения торцевой плоскости пуансона; фиг.7 - схема процесса изготовления зубьев пилы в материале с двух сторон в штампе с пуансоном и матрицей, торцевые плоскости которых взаимно расположены под острыми углами; фиг.8 - схема процесса изготовления зубьев пилы в материале с двух сторон в штампе с пуансоном, торцевая плоскость которого расположена под острым углом к торцевой плоскости матрицы; фиг.9 - штамп с двумя пуансонами, торцевые плоскости которых расположены под острыми углами к торцевой плоскости матриц; фиг.10 - сдвоенный пуансон для вырубки зубьев с пуансонодержателем; фиг.11 - сдвоенный пуансон; фиг.12 - сечения сдвоенного пуансона для изготовления полотна пилы: а) ленточной, b) рамной, с) ручной ножовки.

После подачи материала 1 (ленты или полосы) в штампе 2 на шаг зубьев 3 происходит остановка валковой подачи 4 (фиг.1), в прижимное устройство 5 подается энергоноситель (воздух, жидкость, электроэнергия) до начала вырубки впадин 6; материал 1 прижимается к закрепленному на нижней плите 7 базовому направляющему устройству 8 силой 9, обеспечивая стабильность деформации в системе «нижняя плита - базовое направляющее устройство - материал - прижим» и повышенную точность ориентации материала 1 относительно торцевой плоскости 10 матрицы 11 (фиг.2) и, соответственно, точность зубьев 3 по высоте. Затем происходит вырубка впадин 6 движущимся вместе с ползуном 12 пуансоном 13 с торцевой плоскостью 14, расположенной под острым углом по отношению к торцевой плоскости 10 матрицы 11. К моменту окончания вырубки впадины 6 или выхода торцевой плоскости 14 за пределы материала 1 при ходе ползуна вверх прекращается подача энергоносителя в прижимное устройство 5 и, соответственно, силы 9 бокового прижима; включается подача 4 материала 1. При движении материала 1 без прижима к направляющему устройству 8 существенно снижаются энергозатраты на подачу материала. Далее цикл повторяется в соответствии с циклограммой (фиг.3).

В связи с кратковременностью процесса вырубки впадины (менее 0,1 с) достаточно импульсного действия силы 9 на материал 1, чтобы повысить точность изготовления зубьев и снизить энергозатраты.

При вырубке впадины 6 пуансонами 13 с торцевой плоскостью 14, расположенной под острым углом к торцевой плоскости 10 (фиг.2, 4, 5), сила бокового прижима действует в начале вырубки впадины как составляющая силы вырубки, действующая параллельно торцевой плоскости 10, прижимая материал к направляющему устройству.

При вырубке зубьев при расположении торцевых плоскостей 10 и 14 под острым углом возможны варианты расположения торцевой плоскости 10 как перпендикулярно направлению движения ползуна 12 (фиг.4), так и под острым углом к плоскости, перпендикулярной направлению движения ползуна 12 (фиг.2, 5).

При изготовлении зубьев пилы в материале 1 с двух сторон одновременно (фиг.7, 8, 9) действует сила прижима материала, параллельная торцевой плоскости 10 матриц со стороны пуансона, противолежащих направляющему устройству 8; торцевая плоскость 13 этого пуансона 14 расположена под острым углом ₁, большим чем угол ₂ между торцевыми плоскостями пуансона и матрицы, расположенных со стороны направляющего устройства 8.

При равенстве углов ₁ и ₂ (фиг.9) действует сила бокового прижима, создаваемая прижимным устройством 5 до начала вырубки впадин.

При использовании вариантов способа изготовления зубьев в материале с двух сторон одновременно возможно расположение торцевой плоскости 10 матрицы 11 (фиг.8 и 9) как перпендикулярно направлению движения ползуна 12, что предпочтительно, так и под острым углом к плоскости, перпендикулярной направлению движения ползуна (фиг.7).

Штамп для изготовления зубьев в материале с одной стороны (фиг.4) состоит из нижней плиты 7, закрепленной на столе пресса, матрицы 11 с торцевой плоскостью 10, базового направляющего устройства 8, закрепленного на нижней плите, пуансона 13 с торцевой плоскостью 14, расположенной под острым углом к торцевой плоскости 10; пуансон закреплен на ползуне 12 с помощью пуансонодержателя 15, к нижней плите присоединяют боковое прижимное устройство 5 в том случае, если возникает необходимость прижатия материала к направляющему устройству 8 до начала вырубки впадины 6, например при изготовлении рамных пил, когда в процессе вырубки появляется сила, действующая параллельно направлению движения материала 1.

Штамп работает в соответствии с циклом, описанным при раскрытии сущности способа.

Штамп для изготовления зубьев в материале с двух сторон (фиг.9) состоит из нижней плиты 7, двух матриц 11 и базового устройства 5, закрепленных на ней; верхней плиты 16 с двумя пуансонами 13, присоединенными к ней пуансонодержателями 15; направляющего узла 17. Пуансон имеет торцевые плоскости 14, расположенные по отношению к торцевой плоскости матриц под острыми углами ₁ и ₂ так, что вершины углов находятся в начале вырубки за пределами или на уровне кромки вырубаемого материала. Для обеспечения действия силы, прижимающей материал 1 к направляющему устройству 8, торцевая плоскость 14 пуансона 13, противолежащего направляющему устройству, расположена под углом ₁, большим чем угол ₂. Если же углы ₁ и ₂ равны, то штамп оснащается устройством 5 бокового прижима материала 1.

Штамп работает в соответствии с циклом, описанным при раскрытии способа. Для увеличения сопротивления изгибу и отжиму пуансона при вырубке впадины и повышения точности изготовления зубьев по высоте пуансоны 13 выполняют сдвоенными (фиг.10, 11, 12) так, что они имеют две передние 18 и две задние 19 поверхности и две торцевые плоскости 14, расположенные так, что при повороте на угол 180° пуансон занимает второе рабочее положение.

У противоположного торца пуансона торцевые плоскости выполняют рабочими (фиг.10, 11), а пуансонодержатель имеет вставку 20, торец которой имеет скошенные плоскости с углами, точно соответствующими острым углам торцевых плоскостей пуансона.

Пример 1

На вертикальном кривошипном прессе при частоте ходов 60 мин ^-1 с клещевой автоматической подачей, разматывателем ленты и наматывающим устройством из ленты толщиной 1 мм изготавливают ленточные пилы вырубкой впадин между зубьями в штампе, имеющем нижнюю плиту с матрицей и базовым направляющим устройством, направляющая плоскость которого взаимодействует с тыльной стороной ленточной пилы, а также пуансон, установленный в пуансонодержателе верхней плиты штампа, закрепленной на ползуне.

В известном варианте технологии торцевая плоскость пуансона перпендикулярна торцевой плоскости матрицы. В предлагаемом варианте технологии по изобретению торцевая плоскость пуансона расположена к торцевой плоскости матрицы под острым углом 6°, вершина которого находится за пределами кромки ленты.

Цикл работы пресса с автоматической подачей следующий: подача ленты в штамп при ходе ползуна вверх, останов подачи и зажим ленты в клещах подачи при ходе ползуна вниз, поджим ленты к направляющему устройству перед началом вырубки, вырубка впадин между зубьями в конце хода ползуна вниз; ход ползуна вверх, повторение цикла после выхода пуансона из матрицы и освобождения ленты для продвижения при работе подачи. Получена точность изготовления зубьев по высоте по предложенной технологии, на 15% большая в сравнении с вырубкой впадин по известной технологии. Отсутствие постоянно действующего бокового прижима ленты при подаче позволило уменьшить расход энергии на подачу ленты в штампе на 10%.

Пример 2

На вертикальном кривошипном прессе с автоматической валковой подачей полосы толщиной до 2,2 мм в штамп изготавливают рамные пилы вырубкой впадин между зубьями с одной стороны полосы в вырубном штампе, имеющем закрепленную на столе пресса нижнюю плиту с матрицей и направляющей планкой, взаимодействующей с тыльной стороной пилы, и пуансон, закрепленный в пуансонодержателе на ползуне. По известной технологии торцевая плоскость пуансона перпендикулярна торцевой плоскости матрицы. В предлагаемом варианте технологии по изобретению торцевая плоскость пуансона расположена к торцевой плоскости матрицы под острым углом 6°, вершина которого находится за пределами кромки ленты.

Цикл работы пресса с автоматической валковой подачей полосы следующий: загрузка очередной полосы в приемное устройство валковой подачи, подача полосы на шаг зубьев пилы в штамп при ходе ползуна вверх, останов валковой подачи, вырубка впадин между зубьями в конце хода ползуна вниз, ход ползуна вверх, повторение цикла после выхода пуансона из матрицы. Точность изготовления зубьев по высоте при вырубке впадин скошенным пуансоном на 15% выше, чем точность изготовления зубьев по известной технологии.

Пример 3

На вертикальном кривошипном прессе, встроенном в автоматическую линию, изготавливают ручные ножовки по технологии, включающей формирование зубьев с обоих краев ленты толщиной 0,8 мм вырубкой впадин в штампе, имеющем закрепленную на столе пресса плиту с двумя матрицами, режущие кромки которых расположены в одной плоскости и с двумя сдвоенными пуансонами, закрепленными в верхней плите штампа с помощью пуансонодержателей. Каждый пуансон имеет торцевые плоскости, расположенные к торцевой плоскости матриц под острым углом 4°, вершина которого находится за пределами кромки ленты.

Цикл работы пресса с автоматической подачей ленты следующий: подача ленты в штамп, останов подачи, вырубка впадин между зубьями с обеих сторон ленты в конце хода ползуна вниз, ход ползуна вверх, повторение цикла после выхода пуансонов из матрицы с подачей ленты на шаг зубьев пилы. При использовании технологии по изобретению полученная точность изготовления зубьев по высоте на 10% выше точности, полученной при вырубке впадин по известной технологии.

Источники информации

1. Патент US №5946985, 07.09.1999.

2. Патент US №2510462, 12.05.1948.

3. Патент ЕР 0800885 B1 12.04.1996.

4. Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка. Под общ. ред. Л.И.Рудмана, М.: Машиностроение, 1988, с.118-125.

5. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. 6-е изд. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. - 520 с., с.19-23.

6. А.с. SU №1511024, 14.09.1987.