CZ2004557A3

CZ2004557A3 - Způsob dělení obrobků a zařízení pro provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ2004557A3
Application number: CZ2004557A
Authority: CZ
Inventors: Gerd Jürgen Weidner
Original assignee: Weidner Gerd-Jürgen
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2005-02-16
Also published as: JP2005506209A; DE10151169A1; US20050022643A1; EP1436112B1; KR20040047927A; DE50201644D1; ATE283135T1; WO2003035315A1; EP1436112A1; ES2229170T3; DE20122565U1; RU2304493C2; RU2004110720A

Description

Způsob dělení obrobků a zařízení pro provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu dělení obrobků, zejména kovaných pouzder, při použití nejméně jednoho hnacího zařízení a upínacího zařízení, ve kterém je obrobek uložen, přičemž obrobek se dělí nejméně jedním řezacím zařízením a při dělení obrobku se tímto obrobkem otáčí vůči řezacímu zařízení. Vynález se dále týká zařízení pro provádění tohoto způsobu, které sestává z nejméně jednoho hnacího zařízení, upínacího zařízení pro uložení obrobku a nejméně jednoho řezacího’ zařízení pro dělení' obrobku, přičemž obrobek je otočně pohánitelný vůči řezacímu zařízení.

Dosavadní stav techniky

Takové způsoby a zařízení jsou již na trhu známy v rozmanitých podobách a provedeních. Jsou známy kotoučové pily a pásové pily, kterými lze dělit obrobky. Obrobek se přitom upne na strojním rámu tak, aby zůstal v průběhu obrábění nepohyblivý. V případě kotoučové pily se obrobek dělí otáčejícím se řezacím kotoučem. V případě pásové pily se obrobek dělí pomocí pohybujícího se nekonečného řezacího pásu. V obou případech se pohybuje nástroj, nikoliv však obrobek.

Nevýhodou je, že může dojít ke změně průběhu řezání, jestliže je obrobek z tvrdého materiálu a nelze ho snadno

- 2 • » · • · · · · · • ··· · · · · • ······· ····· proříznout. Bez dalšího obrábění se také u rozříznutého obrobku nedosáhne rovnoběžnosti řezných ploch.

Aby se mohl obrobek rozdělit pomocí otočně poháněného řezacího kotouče, musel by být průměr řezacího kotouče roven průměru děleného obrobku, nebo být mnohonásobně větší než průměr obrobku, pokud by se mělo dosáhnout dobrého řezacího výkonu.

Protože pily pracují většinou vysokými rychlostmi, může při takových metodách na takových zařízeních dojít k zahřívání obrobku, protože jak řezací kotouč, tak i nekonečný řezací pás se při dělení obrobku pohybuje jen v malé oblasti obvodu obrobku.

V případě popsaných metod a zařízení není optimální ani drsnost povrchu řezu, protože řezací kotouč či pás neprochází obrobkem rovnoměrně. K dosažení dostatečné jakosti řezu je pak nezbytné dodatečné obrábění obrobku, což je nežádoucí.

Čím větší je obrobek, tím déle trvá jeho dělení, v důsledku čehož se na druhé straně zvyšují náklady na energii, opotřebení nástrojů a podobně. Toto je náročné na čas, náklady a energii, což je opět nežádoucí.

Úkolem vynálezu je tedy odstranění zmíněných nedostatků a nalezení způsobu a konstrukce zařízení, které umožní dělení obrobků, aniž by k dosažení jakosti povrchu a rovnoběžnosti bylo zapotřebí přídavné obrábění obrobku. Současně je žádoucí průchod řezacího kotouče obrobkem s malým opotřebením tohoto • 9

9 9 ··· · · 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 • · 9 9 9 9999999 9 999 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 99 « · · ·

- 3 řezacího kotouče. Kromě toho se má minimalizovat zahřívání obrobku a nástroje. Konečně se má také minimalizovat doba potřebná pro dělení obrobku.

Dokument DE 29 49 921 popisuje zařízení pro mechanické obrábění obvodu obrobků ve tvaru prstenců nebo pouzder, ve kterém se obráběným obrobkem pohybuje vůči nástroji, popřípadě řeznému nástroji.

Dokument US 4,412,401 popisuje zařízení pro dělení trubek většího průměru, ve kterém je trubka uložena na příslušných válečkových prvcích a při dělení kapovací pilou se otáčí.

Podobný stroj pro dělení trubek je popsán v dokumentu US 4,901,611, kde obráběný obrobek spočívá na dvou válečkových prvcích a dělí se pomocí pily, která se pohybuje napříč k jeho ose.

Dokument DE 1 502 693 popisuje zařízení pro upnutí a současné otáčení obrobků na válečkových prvcích, přičemž obrobek je obepnut řemenem, kterým je uváděn v otočný pohyb. Obrobek je dělen otočně výkyvnou kapovací pilou.

Podstata vynálezu .

Uvedený úkol řeší a nedostatky zmíněných známých způsobů tohoto druhu do značné míry odstraňuje způsob dělení obrobků, zejména kovaných pouzder, při použití nejméně jednoho hnacího zařízení a upínacího zařízení, ve kterém je obrobek uložen,, přičemž obrobek se dělí nejméně jedním řezacím zařízením a při

- 4 • · · · · · ··· • · 9 · · · · * · · · • · · » · »······ · · · · · • · 9 · 9 9 9 9 9 9

99 9 9 9 99 9 dělení obrobku se tímto obrobkem otáčí vůči řezacímu zařízení, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obrobek se při dělení otočně upíná a/nebo přidržuje v nejméně jednom úložném zařízení, které je vůči podkladu uloženo odpružené nebo tlumeně, zatímco řezací zařízení s nejméně jedním podávačům zařízením se pohybuje vůči obrobku a úložnému zařízení.

Je výhodné, jestliže při dělení obrobku je nejméně jeden řezací kotouč poháněn protisměrně k otočnému pohybu obrobku nebo k otočnému pohybu řezacího zařízení.

Dále je výhodné, jestliže nejméně jedním úložným zařízením se k podepření a uložení obrobku najíždí na tento obrobek ve směru X a/nebo ve směru Z.

Předmětem vynálezu je rovněž zařízení pro dělení obrobků, zejména kovaných pouzder, sestávající z nejméně jednoho hnacího zařízení, upínacího zařízení pro uložení obrobku a nejméně jednoho řezacího zařízení pro dělení obrobku, přičemž obrobek je otočně pohánitelný vůči řezacímu zařízení, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obrobek je při dělení otočně uložen a/nebo upnut na nejméně jednom úložném zařízení, které je vůči podkladu uloženo odpružené a/nebo tlumeně, přičemž řezací zařízení je pomocí nejméně jednoho podávacího zařízení pohyblivé vůči obrobku a úložnému zařízení.

Při dělení obrobku je nejméně jeden řezací kotouč pohánitelný protisměrně k otočnému pohybu obrobku.

•1 • · · · · · ··« • · · · · · · · · · · • · ··· ······· ····· • · · · · · · · · • · · · ·· · · · ·

Nejméně jedno úložné zařízení je k uložení, podepření a upnutí obrobku s výhodou pojízdné ve směru X a/nebo ve směru

Y.

K úložnému zařízení je přiřazeno upínací zařízení, ve kterém je obrobek uchycen v podstatě rovnoběžně s podkladem.

Úložné zařízení navazuje čelně na hnací zařízení, přičemž . ke každému úložnému zařízení jsou přiřazeny saňové prvky, které jsou podél vodicích kolejnic pohyblivé ve směru Z.

Saňové prvky jsou navzájem s výhodou spojeny příčnými vzpěrami.

Při obou koncích příčných vzpěr je s výhodou uspořádán ₅. nejméně jeden prvek, opatřený případně pružinami, mezi kterými jsou uloženy aktivně poháněné nebo volně otočné válečky.

Zmíněné válečky jsou vůči příčným vzpěrám s výhodou pohyblivé ve směru Y.

Příčné vzpěry, popřípadě příslušné válečky jsou ve směru Z pohyblivé a fixovatelné podél vodicích kolejnic.

Řezací kotouč se tedy pohybuje protiběžně k obrobku, čímž se redukuje vývin tepla.

Není již třeba dodatečné obrábění obrobku, protože jak, , řezací kotouč, tak i obrobek se pohybují po předepsané dráze. Zásluhou toho nedochází k žádným změnám průběhu řezu, to jest

- 6 φφφφ ΦΦ ΦΦ · φφφ φφφ φ φφφ φφφφ φ

ΦΦ φφφ φφφφφφφ • ΦΦΦ ΦΦ φ φ φ φ φ φ · φ φ rovnoběžnosti. Hrubost povrchu řezu je jen minimální a řezací kotouč prochází skrze obrobek rovnoměrně.

Výhodou je také to, že lze podstatně zmenšit průměr řezacího kotouče vůči průměru děleného obrobku, zásluhou čehož se uspoří náklady a energie. Kromě toho lze takto podstatně zkrátit dobu potřebnou k proříznutí obrobku.

Protože prořezávání obrobku probíhá podle vynálezu bez použití chladicích prostředků nebo přísad, je výhodné že vznikající třísky lze shromažďovat a opět tavit, aniž by se musely v samostatné operaci čistit.

Při použití způsobu podle vynálezu se ve srovnání s dosud známými způsoby dosáhne také podstatně nižšího opotřebení řezacích kotoučů, protože řezací kotouč zasahuje pouze do vnějšího, otáčejícího se pláště obrobku.

V zařízení podle vynálezu je upínací zařízení, ve kterém je obrobek uložen, spojeno s hnacím zařízením. Obrobek přídavně spočívá na válečcích úložného zařízení. Obrobek je ' v průběhu obrábění podepřen válečky, na kterých je uložen odpružené a/nebo tlumeně.

Válečky úložného zařízení spočívají na prvcích, které umožňují zmíněné odpružené a/nebo tlumené uložení. Válečky. samotné mohou být volně pohyblivé nebo mohou být aktivně poháněny a opatřeny vlastním pohonem, například servomotorem nebo elektromotorem.

······ ··· ··· • ♦ · · · · · · « <· · · · · 9 Λ * · · « · 9 9 9 · ···· · · · *·«· • * · » · » · « · «

99 9 9 9 9 9 ·

- 7 Jako vodicí zařízení pro pohyb úložného zařízení ve směru Z se může použít lineární vedení, je však možno použít také jiné ze stavu techniky známé vodicí zařízení.

Totéž platí také pro podávači zařízení tvořené vřetenem, které zajišťuje posuv řezacího kotouče směrem k obrobku. Místo vřetene se může použít hydraulické zařízení, kolejnice nebo lineární pohon. Také v tomto směru není vynález nijak omezen.

Zařízení podle vynálezu lze kromě toho opatřit záchytným zařízením, které přebere proříznutý obrobek, čímž se předejde tomu, aby se řezací kotouč zaklínil a poškodil.

Do rámce vynálezu spadá také případ, že na jednotlivých válečcích, popřípadě válečkových prvcích jsou uložena velmi dlouhá kovaná, zejména vícenásobně kovaná pouzdra, ze kterých se odřezávají jednotlivé prstence. Kromě toho spadá do rámce vynálezu také případ, že za sebou nebo vedle sebe navzájem může být uspořádáno více řezacích kotoučů, aby se takto mohlo z pouzdra výše popsaným způsobem současně odřezávat více prstenců.

Kromě toho se u řešení podle vynálezu také ukázalo být výhodným, jestliže se takovými zařízeními popsaným způsobem neodřezávají pouze prstence z válců nebo kovaných pouzder, nýbrž také ze soustružených nebo tažených kulatých materiálů, jako jsou trubky, hřídele a podobně, neboť i takto lze odřezávat příslušné prstence nebo kotouče.

• ·» · • · · · ··· « ··· • · · · · · ···· · v · ·«·· · · · · · · · · · • · · * ·· · ·· ·

- 8 Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladu jeho provedení, který je popsán na základě připojených výkresů, které znázorňují:

na obr. 1 čelní pohled na zařízení pro dělení obrobků podle vynálezu;

na obr. 2 boční pohled na zařízení z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení Ri pro ' zařízení pro oddělování obrobků podle vynálezu z obr. 1 sestává z rámu 1, na kterém je pohyblivě uspořádáno řezací zařízení 2 a upínací zařízení 3 s hnacím zařízením 4 a úložné zařízení 5 pro obrobek 6. Obrobkem 6 je zde jednou nebo vícekrát kované měděné pouzdro.

Rám 1 sestává ze dvou bočních sloupků 7, 8, které jsou svými konci zapuštěny do stropu 9 a do podkladu 10. Mezi bočními sloupky 7, 8 jsou uspořádány nejméně dva vodorovné nosníky 11, 12.

Na těchto vodorovných nosnících 11, 12 jsou uspořádány křížové saně 13 řezacího zařízení 2, které sestávají ze základní desky 14 a na ní výkyvné připevněné desky 15. Křížové saně 13 jsou vůči vodorovným nosníkům 11, 12 pojízdné ve směru Y a jsou uloženy tak, že mohou být fixovány v požadované poloze.

- 9 ······ · · · ·· · • · · 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 •9 999 9 9999 9 9 9 9 999

9 9 9 9 9 9 9 9 9 »9 99 9 9 9 9

Deska 15 je na své horní straně opatřena vedením 16, do kterého zapadá jeden konec podávacího zařízení 17, tvořeného s výhodou vřetenem. Protilehlý konec podávacího zařízení 17 je spojen s hnacím prvkem 18. Podávači zařízení 17 je vedeno v dalším vedení 19, které je uspořádáno na horní straně základní desky 14.

Na desce 15 jsou se vzájemným odstupem uspořádány dvě příčné vzpěry 20, 21, přičemž v příčné vzpěře 20 je svým jedním koncem uložen hřídel 22, který je veden druhou příčnou vzpěrou 21 a je svým protilehlým koncem spojen s hnacím prvkem 23. Tento hnací prvek 23 je uspořádán na desce 24, která odstává od příčné vzpěry 21.

Na hřídeli 22 je dále pomocí spojovacího prvku 26 posuvně uspořádán nejméně jeden řezací kotouč 25.

Upínací zařízení 3 je opatřeno pomocným rámem 27, na kterém jsou na jedné straně připevněny upínací čelisti 28,. mezi kterými je upnut obrobek 6. Na protilehlé straně je pomocný rám 27 spojen s hnacím hřídelem 29, který tento pomocný rám 27 a tím i upínací zařízení 3 spojuje s hnacím zařízením 4.

Upínací zařízení 5, na kterém během obrábění spočívá obrobek 6, je pomocí saňových prvků 30, 31 vedeno ve vodicích kolejnicích 32, 33. Saňové prvky 30, 31 s vodícími kolejnicemi 32, 33 spolu tvoří vodicí zařízení 34. Saňové prvky 30, 31 lze vůči vodicím kolejnicím 32, 33 uvolnitelně fixovat v požadované poloze.

- 10 ·····♦ · · · 99 9

9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 • · 9 9 9 9 9999 9 9 9 9999

9 9 9 9 9 9 9 9 9 ·9 99 9 99 9

Na saňových prvcích 30, 31 jsou uspořádány dvě příčné vzpěry 35, 36, na kterých jsou svými konci teleskopicky uloženy prvky 37. Kolem prvků 37 jsou uspořádány pružiny 38, které zajišťují přídavné odpružení. Na každém prvku 37 je uspořádána deska 39, na které je připevněn prvek 40 pro uložení válečků 41, 42.

Prvky 37 s pružinami 38 dovolují pohyb válečků 41, 42 v naznačeném směru X. Válečky 41, 42 jsou kromě toho pomocí saňových prvků 30, 31 pojízdné podél vodicích kolejnic 32, 33 ve směru Z. K úložnému zařízení 5 je přiřazeno úchytné zařízení 55, které slouží k uložení proříznutého obrobku 6. Úchytpé zařízení 55 se pomocí fixačních prvků 56 připevní uvnitř obrobku 6.

Na obr. 2 je znázorněna úložná deska 43 pro hnací prvek podávacího zařízení 17, která navazuje na základní desku 14 křížových saní 13 řezacího zařízení 2. Na křížových saních 13 je dále uspořádán kloub 44, který se základní deskou 14 výkyvné spojuje desku 15. .,

Upínací zařízení 3 je opatřeno příčnými vzpěrami 45, 467 které jsou uspořádány na pomocném rámu 27.

Činnost zařízení podle vynálezu je následující:

Obrobek 6 se uloží na válečky 41, 42 úložného zařízení 5 upínacími čelistmi 28 upne v upínacím zařízení 3. Válečky 41, _ ···· 99 • · 9 · · · · * 9

9 · · 9 9 9 * 9 9 9 •9 999 · »999 C 9 9 «999 • 9 9 9 9 9 9 99 9 • 9 99 99 9 ·· ·

- 11 42 úložného zařízení 5 se v závislosti na obvodu obrobku 6 mohou pomocí vodícího zařízení 34 navzájem přiblížit nebo oddálit ve znázorněném směru Z, takže tyto válečky 41, 42 na obrobek dosedají bočně mimo střed. Válečky 41, 42 nesou obrobek 6, jehož povrch je nerovnoměrný, v průběhu obrábění.

Následně se upínací zařízení 3 spolu s upnutým obrobkem 6 pomocí hnacího hřídele 29 a hnacího zařízení 4 uvede v otočný pohyb kolem osy Ai.

Je-li poháněn obrobek 6, otáčejí se také válečky 41, 42 pod obrobkem 6 kolem os A₂. Zásluhou spojení válečků 41, 42 s prvkem 37 s pružinami 38 mohou být odpruženy nárazy, které se mohou vyskytnout v 'důsledku nepravidelnosti povrchu obrobku 6, což se týká zejména kovaných pouzder. ·

Pro proříznutí obrobku 6 v požadovaném místě se do požadované polohy ručně a/nebo automaticky uvede řezací zařízení 2 na rámu 1.

Nachází-li se řezací zařízení 2 v požadované poloze, vykloní se deska 15 pomocí podávacího zařízení 17, které je poháněno hnacím prvkem 18, v kloubu 44 tak daleko ve směru šipky Z', dokud řezací kotouč 25 nedosedne na obrobek 6. Řezací kotouč 25 je v průběhu přistavování desky 15 poháněn hnacím prvkem 23 a může proříznout obrobek 6, přičemž obrobek 6 je v průběhu řezání otáčen. Posuv řezacího zařízení 2, popřípadě řezacího kotouče 25 probíhá průběžně a. regulovatelně, zatímco obrobek 6 je poháněn rotačně.

···· ·· ·· ·

Je přitom třeba zdůraznit zejména to, že řezací kotouč 25 a obrobek 6 jsou poháněny v navzájem opačném směru, takže lze provést rychlejší proříznutí obrobku 6.

Do rámce vynálezu spadá také řešení spočívající například v tom, že obrobek spočívá na třech válečcích 41, 42, popřípadě je třetím, upínacím válečkem přitlačován shora, přičemž lze případně možno vypustit hnací zařízení 4. Toto pak místo toho pohání například jeden ze tří válečků 41, 42. Také toto spadá případně do rámce vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob dělení obrobků (6), zejména kovaných pouzder, při použití nejméně jednoho hnacího zařízení (4) a upínacího zařízení (3) , ve kterém je obrobek (6) uložen, přičemž obrobek (6) se dělí nejméně jedním řezacím zařízením (2) a při dělení obrobku (6) se tímto obrobkem (6) otáčí vůči řezacímu zařízení (2), vyznačující se tím, že obrobek (6) se při dělení otočně upíná a/nebo přidržuje v nejméně jednom úložném zařízení (5), které je vůči podkladu (10) uloženo odpružené nebo tlumeně, zatímco řezací zařízení (2) s nejméně jedním podávacím zařízením (17) se pohybuje vůči obrobku (6) a úložnému zařízení (5).
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že při dělení obrobku (6) je nejméně jeden řezací kotouč (25) poháněn protisměrně k otočnému pohybu obrobku (6) nebo k otočnému pohybu řezacího zařízení (2).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vy z n a č u j ící se tím, že nejméně jedním úložným zařízením (5) se k podepření a uložení obrobku (6) najíždí na tento obrobek (6) ve směru X a/nebo směru Z.
4. Zařízení pro dělení obrobků (6), zejména kovaných pouzder, sestávající z nejméně jednoho hnacího zařízení (4), upínacího zařízení (3) pro uložení obrobku (6) £ nejméně jednoho řezacího zařízení (2) pro dělení obrobku ··♦·

9 9 9

9 9999

99 9

9 9 9

9 9 9 9

99 9 9999

- 14 (6), přičemž obrobek (6) je otočně pohánitelný vůči řezacímu zařízení (2), vyznačující se tím, že obrobek (6) je při dělení otočně uložen a/nebo upnut na nejméně jednom úložném zařízení (5), které je vůči podkladu (10) uloženo odpružené a/nebo tlumeně, přičemž řezací zařízení (2) je pomocí nejméně jednoho podávacího zařízení (17) pohyblivé vůči obrobku (6) a úložnému zařízení (5) .
5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že při dělení obrobku (6) je nejméně jeden řezací kotouč (25) pohánitelný protisměrně k otočnému pohybu obrobku (6).
6. Zařízení podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že nejméně jedno úložné zařízení (5) je k uložení, podepření a upnutí obrobku (6) pojízdné ve směru X a/nebo ve směru Y.

Zařízení podle nejméně některého z nároků 4 až <ó, vyznačující se tím, žek úložnému zařízení (5) je přiřazeno upínací zařízení (3), ve kterém je obrobek (6) uchycen v podstatě rovnoběžně s podkladem (10) .
8. Zařízení podle nejméně některého z nároků 4 až 7, vyznačující se tím, že úložné zařízení (5) navazuje čelně na hnací zařízení (4), přičemž ke každému úložnému zařízení (5) jsou přiřazeny saňové prvky • · · ·«·· ♦ ·

1111 1 9 99
9 19 9 1

111 11

11 111 1

1111111 19 1

11 11 11 1 91 1 • · 1111 (30 nebo 31), které jsou podél vodicích kolejnic (32, 33) pohyblivé ve směru Z.

9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že saňové prvky (30, 31) jsou navzájem spojeny příčnými vzpěrami (35, 36).
10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že při obou koncích příčných vzpěr (35, 36) je uspořádán nejméně jeden prvek (37), opatřený případně, pružinami (38), mezi kterými jsou uloženy aktivně poháněné nebo volně otočné válečky (41, 42).
11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že válečky (41, 42) jsou vůči příčným vzpěrám (35, 36) pohyblivé ve směru Y.
12. Zařízení podle nároku 10 nebo 11, vyznačujíc..!

se tím, že příčné vzpěry (35, 36), popřípadě příslušné válečky (41, 42) jsou ve směru Z pohyblivé a fixovatelné podél vodicích kolejnic.