Результат интеллектуальной деятельности: КОМПЛЕКТ НОЖЕЙ НОЖНИЦ

Изобретение относится к области механической обработки металлов, конкретнее к резке металла ножницами с параллельно движущимися ножами, и может быть использовано для порезки углового профильного проката.

Известна конструкция комплекта ножей ножниц для резки горячекатаных фасонных профилей желобчатого сечения, содержащая пару плоских ножей, один из которых имеет вогнутый, а другой - выпуклый режущий элемент. Форма режущих элементов ножей повторяет форму внутреннего и внешнего контуров разрезаемого фасонного профиля [1].

Недостаток известной конструкции комплекта ножей состоит в том, что при резке не исключается смещение разрезаемого профиля, искажение его геометрии в зоне реза. Это ведет к снижению выхода годного. Кроме того, комплект ножей имеет низкую стойкость.

Известен также комплект ножей ножниц для порезки фасонных профилей в виде многократно повторяющихся элементов трапециевидного сечения. Ножи комплекта имеют выпуклые и вогнутые режущие элементы, которые повторяют форму верхнего и нижнего контуров разрезаемого профиля [2].

При такой конструкции комплекта ножей также не исключены смещения и деформации разрезаемого фасонного профиля, что снижает выход годного, а сами ножи быстро изнашиваются.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является комплект плоских ножей ножниц для порезки профилей желобчатого сечения, в том числе стальных угловых профилей. Нижний нож содержит последовательный ряд выпуклых элементов в виде гребней с наклонными боковыми сторонами, а верхний нож - последовательный ряд вогнутых режущих элементов с ответными врезами [3] - прототип.

Недостатки известной конструкции комплект ножей ножниц состоят в том, что при резке происходит искажение геометрии разрезаемого профиля по месту реза. Кроме того, комплект ножей имеет низкую стойкость.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в улучшении качества реза и повышении стойкости комплекта ножей.

Для решения поставленной технической задачи в комплекте ножей ножниц для порезки углового профильного проката, содержащем пару плоских ножей с режущими элементами в виде симметричного гребня с наклонными боковыми сторонами на одном из них и ответным врезом на другом, согласно предложению боковые стороны и у гребня и у вреза перпендикулярны, при этом кромки гребня скошены относительно плоскости ножа на угол 9-11°, а кромки вреза - на угол 14-16°.

Сущность изобретения состоит в следующем. Выполнение режущих элементов в виде симметричного гребня с наклонными боковыми сторонами, образующими угол 90° на одном из ножей, и ответного вреза с наклонными боковыми сторонами, образующими угол 90° на другом ноже, обеспечивает в начальный период резания надежную фиксацию разрезаемого профиля на неподвижном ноже и предотвращает искажение формы концов разрезаемых частей за счет симметричного распределения погонного усилия резания по периметру углового профиля. Скошенные на угол 9-11° кромки гребня одного из плоских ножей при скошенных на угол 14-16° кромках вреза на другом способствуют снижению усилия резания за счет уменьшения площади контакта режущих кромок и облегчения их внедрения в металл при сохранении высокой стойкости режущих кромок против затупления и выкрошек. Благодаря этому повышается качество реза и стойкость комплекта ножей.

Экспериментально установлено, что наилучшее качество реза обеспечивается при сочетании углов скоса на кромках гребня 9-11° и кромках вреза 14-16° относительно плоскости каждого из ножей. Увеличение угла скоса более 11° на кромках гребня или более 16° на кромках вреза приводит к быстрому затуплению и образованию выкрошек на режущих кромках, что вызывает снижение стойкости ножей и ухудшение качества реза.

Уменьшение угла скоса менее 9° на кромках гребня или менее 14° на кромках вреза увеличивает искажение формы концов разрезаемых угловых профилей и снижает стойкость комплекта ножей ножниц.

На фиг.1 изображен комплект ножей ножниц, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку.

Комплект ножей состоит из нижнего (неподвижного) ножа 1 и верхнего (подвижного) ножа 2. Ножи 1 и 2 выполнены в виде плоских пластин из инструментальной закаленной стали. Нож 1 имеет режущий элемент в виде симметричного гребня 3 с наклонными боковыми сторонами 4. Нож 2 имеет ответный врез, образованный наклонными боковыми сторонами 5. Наклонные боковые стороны 4 гребня 3 выполнены под прямым углом. Также по прямым углом выполнены наклонные боковые стороны 5 вреза ножа 2.

Наклонные боковые стороны 4 гребня 3 скошены относительно плоскости ножа 1 на угол α=9-11°. Наклонные боковые стороны 5 вреза скошены относительно плоскости ножа 2 на угол β=14-16°.

Устройство работает следующим образом. Комплект ножей, состоящий из нижнего 1 и верхнего 2 ножей, закрепляют в ножницах с параллельно движущимися ножами. В зазор, образованный гребнем 3 и врезом ножа 2, задают разрезаемый угловой профиль 6. Ножи 1 и 2 сводят до взаимного перекрытия. При этом наклонные боковые стороны 4 гребня 3, скошенные на угол α=10° относительно плоскости ножа, и наклонные боковые стороны 5, скошенные относительно плоскости ножа 2 на угол β=15°, внедряются в разрезаемый металл. Угловой профиль 6 в процессе резания прочно зафиксирован между ножами 1 и 2. За счет чего того что наклонные боковые стороны 4 гребня 3 скошены на угол α=10° относительно плоскости ножа, а наклонные боковые стороны 5 скошены относительно плоскости ножа 2 на угол β=15°, общее усилие резания снижается, и само усилие распределено равномерно по всему периметру реза. В результате уменьшается деформация концов разрезанных угловых профилей, повышается качество реза. Помимо этого, указанные значения углов α и β обеспечивают высокую стойкость соответствующих режущих наклонных боковых сторон 4 и 5, т.к. медленно затупляются и не склонны к образованию выкрошек.

В таблице приведены варианты конструктивного выполнения комплекта ножей и показатели их эффективности.

Из таблицы следует, что при использовании комплекта ножей предложенной конструкции (варианты №2-4) достигается повышение качества реза угловых профилей и стойкости комплекта ножей. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты №1 и 5) качество реза и стойкость комплекта ножей снижаются. Также более низкие качество реза и стойкость ножей (имелось нарушение формы концов разрезаемых угловых профилей при стойкости комплекта ножей 2,5 тыс.резов) зафиксированы при использовании устройства-прототипа.

В качестве базового варианта при оценке эффективности предложенного комплекта ножей ножниц принято устройство-прототип. Использование предложенного устройства обеспечит повышение рентабельности производства угловых профилей мерной длины на 5-7%.

Литература

1. Леонов И.С. и др. Ножницы для резки листового и сортового проката. - М.: Металлургия, 1972, с.266-269.

2. Авт.св. №1007864 (СССР), МПК В 23 D 25/00, 1983 г.

3. Патент Российской Федерации №2102200, МПК В 23 D 25/04, 1998 г. - прототип.