инструмент параллельных ножниц

Формула изобретения

ИНСТРУМЕНТ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ НОЖНИЦ для резки фасонных профилей корытообразного сечения, содержащий верхний подвижный и нижний ножи, при этом режущая кромка нижнего ножа идентична контуру поперечного сечения разрезаемого профиля, отличающийся тем, что, с целью повышения качества, нижний нож выполнен с отношением заднего угла к углу резания, равным 0,06 0,20, и установлен неподвижно, верхний подвижный нож выполнен с углом резания 90^o, при этом оба ножа выполнены с передними углами, равными нулю.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству фасонных профилей корытообразного сечения, а именно к конструкциям ножей ножниц холодной резки с верхним резом, предназначенных для порезки профилей преимущественно швеллерного типа, и может быть использовано в ножницах холодной резки сортового проката на участках отделки сортовых прокатных станов.

Известен инструмент параллельных ножниц, выполненный в виде двух ножей с передними углами равными нулю, и углом резания верхнего подвижного ножа, равным 90^о [1]

Недостатком известного инструмента является снижение качества реза из-за смятия фланцев профиля при порезке.

В качестве прототипа принят инструмент параллельных ножниц для резки фасонных профилей корытообразного сечения, выполненный в виде двух ножей с режущей кромкой нижнего неподвижного ножа, идентичной соответствующему контуру поперечного сечения разрезаемого профиля [2]

Недостатком известного инструмента является снижение качества реза из-за образования наплывов на фланцах профиля. Указанные наплывы образуются во время третьей стадии процесса резания скалывания (отрыва) оставшейся неразрезной части сечения, происходящей после первых двух стадий: вмятия ножей в металл и собственно резания (сдвига металла по плоскости резания).

Цель изобретения повышение качества реза.

Задача изобретения состоит в предотвращении образования наплывов на фланцах профиля на стадии скалывания неразрезанной части сечения профиля путем компенсации факторов, вызывающих эти наплывы.

Поставленная цель достигается тем, что в инструменте параллельных ножниц для резки фасонных профилей корытообразного сечения, выполненном в виде двух ножей с передними углами равными нулю, режущей кромкой нижнего неподвижного ножа, идентичной соответствующему контуру поперечного сечения разрезаемого профиля, и углом резания верхнего подвижного ножа, равным 90^о, нижний неподвижный нож выполнен с отношением заднего угла к углу резания равным / 0,06 0,20.

На фиг.1 представлена форма наплыва, образующегося при разрезании швеллерного профиля известным инструментом ножниц; на фиг.2 профиль нижнего неподвижного ножа (вид спереди) для порезки швеллерного проката; на фиг.3 взаимное расположение верхнего и нижнего ножей (вид сбоку), где _в 0 и _н 5 15^о задние углы; _в 90^о и _н75-85^о углы резания; _в=_н 0 передние углы, соответственно, верхние и нижние.

Инструмент параллельных ножниц с верхним резом для резки фасонных профилей корытообразного сечения выполнен в виде верхнего подвижного 1 и нижнего неподвижного 2 ножей, режущие кромки которых параллельны плоскости М-М, перпендикулярной плоскости реза N-N, т.е. с передними углами, равными нулю _в= _н 0. Режущая кромка нижнего неподвижного ножа 2 идентична контуру поперечного сечения разрезаемого профиля 3. Угол реза _в верхнего подвижного ножа 1 выполнен равным 90^о, в этом случае задний угол _в верхнего ножа равен нулю, а его боковая кромка совпадает с плоскостью реза N-N.

Угол резания _н нижнего неподвижного ножа 2 выполнен равным 75.85^о, при этом его задний угол _н между его боковой кромкой и плоскостью реза N-N составляет 5.15^о. Принимая во внимание то, что _н= 0, а _н+_н+ _н 90^о, отношение заднего угла _н к углу резания _н в этом случае составляет _н/_н 0,06. 0,20.

Процесс резания металла на параллельных ножницах условно можно разделить на три этапа: вмятие ножей в металл; собственно резание, скалывание оставшейся неразрезанной части сечения.

На стадии резания металл профиля упрочняется по мере проникновения ножей в его сечение. Упрочнение металла при разрезке стенки фасонного профиля не сказывается сколь-нибудь значительно на качестве резки. При резке же фланцев профиля по мере его упрочнения металла создаются условия для отклонения боковой грани верхнего ножа 1 от плоскости реза N-N.

Указанное отклонение в случае выполнения задних углов равными нулю _в=_н 0 приведет к образованию на торцовой поверхности фланцев профиля наплывов, снижающих качество реза, в частности, и готового проката в целом.

Выполнение нижнего ножа с отношением _н/_н 0,06.0,20, т.е. при _н+_н 90^о с задним углом _н равным 5.15^о и углом резания _н равным 75.85^о, компенсирует факторы, снижающие качество реза: упрочнение металла в зоне плоскости реза и вызванное этим отклонение боковой кромки верхнего ножа от этой плоскости, а также некоторое отклонение разрезаемого профиля от плоскости М-М, перпендикулярной плоскости реза, на стадии вмятия ножей в металл.

Выполнение нижнего ножа с отношением _н/_н < 0,06, т.е. при _н< 5^о, а _н > 85^о не позволит полностью компенсировать указанные факторы, и качество реза будет неудовлетворительным из-за образования упомянутых наплывов. Выполнение же нижнего ножа с отношением _н/_н > 0,20, т.е. при _н > 15^о, а _н < 75^о, с одной стороны, снизит стойкость нижнего ножа из-за опасности скола его режущей кромки в зоне, близкой к плоскости реза N-N, с другой стороны, также ухудшает качество реза из-за непредсказуемости направления скола оставшейся неразрезанной части сечения фланцев у их вершин.

Заявленный инструмент опробован на участке отделки проката, оборудованного параллельными ножницами с верхним резом, непрерывного мелкосортно-проволочного стана 320-150, в процессе проведения экспериментальных исследований, направленных на повышение качества реза. Исследования выполнялись с соблюдением критериев подобия при порезке швеллера N 6, 5 горячекатаного и термически упрочненного из углеродистой стали, позволяющим охватить заявляемыми диапазонами углов нижнего ножа "легкую" часть сортамента фасонных профилей корытообразного сечения, в частности, швеллеров N 5-10 с различными характеристиками механических свойств (горячекатаных и термоупрочненных).

Анализ результатов исследований показал, что при порезке мелких горячекатаных профилей нижний нож следует выполнять с отношением _н/_н ближе к нижней границе заявляемого диапазона, т.е. с _н/_н ближе к 0,06; при порезке более крупных профилей, в том числе, термически упрочненных отношение _н/_н стремится к верхней границе заявляемого диапазона, т.е. _н/_н ->> 0,20.

Так, выполнение нижнего ножа с _н < 5^о, а _н > 85^о или с отношением _н/_н < 0,06 при порезке горячекатаного швеллера N 5 не позволит компенсировать упрочнение металла в зоне плоскости реза и приведет к образованию наплывов на торцовой поверхности фланцев профиля, ухудшающих товарный вид готового проката.

Выполнение нижнего ножа с отношением _н/_н > 0,20, т.е. с _н > 15^о, а _н < 75^о при порезке термически упрочненного швеллера N 10 приведет к быстрому выходу из строя нижнего ножа по причине скола его режущей кромки в зоне плоскости реза N-N, а при порезке горячекатаных швеллеров может ухудшить качество реза из-за отклонения направления скола на третьей стадии процесса резания от плоскости реза в ту или другую сторону.

Выполнение нижнего ножа с отношением _н/_н 0,06 (углы _н 5^о, а _н 85^о) целесообразно при порезке мелких горячекатанных профилей, а с отношением _н/_н 0,20, т.е. с углами _н= 15^о, а _н=75^о при порезке крупных термически упрочненных фасонных профилей корытообразного сечения мелкосортной части сортамента этих профилей.

Эксперименты показали, что оптимум отношения углов _н/_н при порезке горячекатаного швеллера N 6,5 составляет 0,097, т.е. _н= 8^o; _н 82^о.

Таким образом, реализация предлагаемого технического решения за счет выполнения нижнего ножа с отношением углов _н/_н 0,06 0,20 позволяет повысить качество реза, обеспечивая плоскую поверхность торца проката фасонного профиля корытообразного сечения за счет компенсации ряда факторов, вызывающих образование наплывов на торцах фланцев при разрезке.

Реализация предложения в условиях стана 320/150 БМЗ позволит уменьшить количество вторых сортов и брака при производстве швеллеров на 5-8%