RU205687U1

RU205687U1 - STAMP FOR CUTTING BILLETS

Info

Publication number: RU205687U1
Application number: RU2021102510U
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Закарлюкин; Григорий Иванович Коваль
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МЕТЧИВ" (ООО НПП "МЕТЧИВ")
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2021-07-28

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для поперечной резки проката и поковок, а именно к штампам для резки заготовок. Штамп для резки заготовок содержит нижнюю неподвижную плиту с ножом, установленные в ней четыре направляющие колонны, верхнюю плиту с ножом, установленную с возможностью перемещения вдоль направляющих колонн, прижим, размещенный между нижней неподвижной и верхней подвижной плитами с ножами. Прижим посажен на две направляющие колонны с возможностью перемещения. Амортизатор выполнен в виде пневмоцилиндров, корпуса которых установлены на верхней плите, а их штоки соединены с прижимом. В результате обеспечивается повышение качества отрезаемых заготовок. 2 ил.The utility model relates to devices for cross-cutting of rolled products and forgings, namely, dies for cutting blanks. The stamp for cutting blanks contains a lower fixed plate with a knife, four guide columns installed in it, an upper plate with a knife, mounted with the ability to move along the guide columns, a clamp placed between the lower fixed and upper movable plates with knives. The clamp is mounted on two guide columns with the ability to move. The shock absorber is made in the form of pneumatic cylinders, the bodies of which are installed on the upper plate, and their rods are connected to the clamp. As a result, the quality of the cut blanks is improved. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для поперечной резки проката и поковок, а именно к штампам для выполнения этой технологической операции.The utility model relates to devices for cross-cutting of rolled products and forgings, namely to dies for performing this technological operation.

Известны ножницы для поперечной резки проката [Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов/ Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Металлургия, 1988. с. 391-395], которые за исключением привода являются фактически штампом для поперечной резки проката. Ножницы имеют нижний и верхний подвижные суппорты (плиты) с ножами, перемещающиеся по вертикальным плоским направляющим, прижим с приводом от гидроцилиндра через двуплечий рычаг и серьгу. Привод перемещения суппортов (плит) от эксцентрикового механизма с применением гидроцилиндров управления, кривошипа и шатуна.Known scissors for cross-cutting rolled products [Machines and units of metallurgical plants. In 3 volumes. T. 3. Machines and units for the production and finishing of rolled products. Textbook for universities / Tselikov A.I., Polukhin P.I., Grebennik V.M. et al. 2nd ed., rev. and additional - M .: Metallurgy, 1988. 391-395], which, with the exception of the drive, are actually a die for cross-cutting of rolled products. The scissors have lower and upper movable supports (plates) with knives, moving along vertical flat guides, a clamp driven by a hydraulic cylinder through a double-armed lever and a shackle. The drive for moving the calipers (plates) from the eccentric mechanism using hydraulic control cylinders, crank and connecting rod.

Недостатком данных ножниц является следующее.The disadvantage of these scissors is the following.

1. Сложность конструкции из-за необходимости применения гидроцилиндров управления, обеспечивающих осуществление последовательного перемещение сначала верхнего, а затем нижнего суппортов (плит).1. The complexity of the design due to the need to use control hydraulic cylinders, ensuring the implementation of sequential movement of first the upper and then the lower calipers (plates).

2. Сложность конструкции из-за применения для перемещения прижима громоздкой шарнирно-рычажной системы с пятью шарнирами, соединяющими прижим с серьгой, двуплечим рычагом и с качающимся гидроцилиндром.2. The complexity of the design due to the use of a bulky hinge-lever system for moving the clamp with five hinges connecting the clamp with the shackle, a two-arm lever and with a swinging hydraulic cylinder.

3. Сложность конструкции в связи с применением в качестве направляющих для перемещения суппортов (плит) четырех вертикальных поверхностей, охватывающих суппорты.3. The complexity of the design due to the use of four vertical surfaces covering the calipers as guides for moving the calipers (plates).

4. Сложность конструкции в связи с необходимостью применения шарнирной связи между собой верхнего и нижнего суппортов (плит) посредством коленчатого вала и шатуна.4. The complexity of the design due to the need to use an articulated connection between the upper and lower calipers (plates) by means of a crankshaft and a connecting rod.

Такое сложное исполнение ножниц делает невозможным использование таких конструктивных решений при разработке устройств поперечной резки в виде штампов для установки их на стандартные кривошипные или гидравлические прессы.Such a complex design of the shears makes it impossible to use such constructive solutions in the development of cut-to-length devices in the form of dies for their installation on standard crank or hydraulic presses.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является штамп для поперечной резки проката [Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. Скворцов Г.Д. М., «Машиностроение», 1972, с. 155-156].The closest in technical essence and the achieved effect is a stamp for cross-cutting of rolled products [Fundamentals of designing stamps for cold sheet stamping. Skvortsov G.D. M., "Mechanical Engineering", 1972, p. 155-156].

Принятый в качестве прототипа штамп имеет нижнюю неподвижную плиту с ножом и верхнюю подвижную плиту с ножом. Верхняя подвижная плита с ножом соединена с приводным элементом пресса и может перемещаться по колоннам, закрепленным в нижней неподвижной плите. Между верхней подвижной и нижней неподвижной плитой размещен прижим, связанный с верхней подвижной плитой амортизатором.The stamp adopted as a prototype has a lower fixed plate with a knife and an upper movable plate with a knife. The upper movable plate with a knife is connected to the drive element of the press and can move along the columns fixed in the lower fixed plate. Between the upper movable and lower fixed plate there is a clamp connected to the upper movable plate by a shock absorber.

В данной конструкции штампа привод прижима, осуществляемый от верхней плиты через амортизатор в виде пружины сжатия, строго зависит от привода перемещения верхней плиты с ножом. Только при перемещении верхней плиты с ножом перемещается прижим. Причем усилие прижима, создаваемое амортизатором в виде пружины сжатия, изменяется от нуля в начальный момент ее сжатия до максимального значения при максимальном сжатии по линейному закону.In this design of the stamp, the pressure drive, carried out from the upper plate through a shock absorber in the form of a compression spring, strictly depends on the drive for moving the upper plate with a knife. Only when the upper plate is moved with the knife, the clamp moves. Moreover, the clamping force created by the shock absorber in the form of a compression spring changes from zero at the initial moment of its compression to the maximum value at maximum compression according to a linear law.

Усилие прижима, как известно, должно быть пропорционально усилию реза [Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов / Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Металлургия, 1988. с. 391].The clamping force, as you know, should be proportional to the cutting force [Machines and units of metallurgical plants. In 3 volumes. T. 3. Machines and units for the production and finishing of rolled products. Textbook for universities / Tselikov A.I., Polukhin P.I., Grebennik V.M. et al. 2nd ed., rev. and additional - M .: Metallurgy, 1988. p. 391].

Усилие реза должно быть максимально практически в начальный момент реза [Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов / Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1988. с. 389].The cutting force should be maximally practically at the initial moment of cutting [Machines and units of metallurgical plants. In 3 volumes. T. 3. Machines and units for the production and finishing of rolled products. Textbook for universities / Tselikov A.I., Polukhin P.I., Grebennik V.M. et al. 2nd ed., rev. and add. - M .: Metallurgy, 1988. p. 389].

Закономерности изменения усилия реза и усилия прижима в принятой в качестве прототипа конструкции штампа имеют разный характер. Это является существенным недостатков данной конструкции штампа, приводящим к снижению качества реза, а, следовательно, к снижению качества заготовок.The patterns of change in the cutting force and the clamping force in the stamp design adopted as a prototype have a different character. This is a significant disadvantage of this die design, leading to a decrease in the quality of the cut, and, consequently, to a decrease in the quality of the workpieces.

Другим недостатком данной конструкции штампа является отсутствие жестких направляющих для перемещающего прижима, не позволяющее строгого центрировать заготовки относительно ножей перед началом реза. Это приводит к искажению торцов разрезаемого проката (поковок), что является критерием их низкого качества.Another disadvantage of this design of the stamp is the absence of rigid guides for the moving clamp, which does not allow strict centering of the blanks relative to the knives before the start of the cut. This leads to distortion of the ends of the cut rolled products (forgings), which is a criterion for their low quality.

Таким образом, основным недостатком технического решения согласно прототипу является низкое качество отрезаемых заготовок из-за низкого качества реза.Thus, the main disadvantage of the technical solution according to the prototype is the low quality of the cut blanks due to the low quality of the cut.

Задачей предполагаемой полезной модели является повышение качества отрезаемых заготовок.The task of the proposed utility model is to improve the quality of cut blanks.

Поставленная задача достигается тем, что в штампе для резки заготовок, включающем нижнюю неподвижную плиту с ножом, установленные в ней неподвижно направляющие колонны, верхнюю плиту с ножом, установленную с возможностью перемещения вдоль направляющих колонн, прижим, размещенный между нижней неподвижной и верхней подвижной плитами с ножами и связанный с верхней подвижной плитой амортизатором, согласно полезной модели прижим посажен на направляющие колонны с возможностью перемещения, амортизатор выполнен в виде пневмоцилиндров, корпуса которых установлены на верхней плите, а их штоки соединены с прижимом.The task is achieved by the fact that in a die for cutting blanks, including a lower fixed plate with a knife, fixed guide columns installed in it, an upper plate with a knife, installed with the ability to move along the guide columns, a clamp placed between the lower fixed and upper movable plates with knives and a shock absorber connected to the upper movable plate, according to the utility model, the clamp is mounted on the guide columns with the ability to move, the shock absorber is made in the form of pneumatic cylinders, the bodies of which are mounted on the upper plate, and their rods are connected to the clamp.

Посадка прижима на направляющие колонны с возможностью его перемещения вдоль колонн обеспечивает одновременно перемещение прижима строго перпендикулярно оси разрезаемой заготовки и центрирование заготовки относительно ножей перед началом и во время реза. Это позволяет за счет устранения искажения торцов разрезаемых заготовок существенно повысить их качество.Landing of the clamp on the guides of the columns with the possibility of its movement along the columns provides simultaneously the movement of the clamp strictly perpendicular to the axis of the workpiece being cut and centering the workpiece relative to the knives before and during the cut. This allows, by eliminating the distortion of the ends of the cut workpieces, to significantly improve their quality.

Применение в качестве амортизатор пневмоцилиндров обеспечивает требуемое усилие прижима разрезаемой заготовки на протяжении всего процесса реза.The use of pneumatic cylinders as a shock absorber provides the required clamping force of the workpiece being cut throughout the entire cutting process.

Приведенные выше отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому техническое решение соответствует критерию «новизна».The above distinctive features of the proposed technical solution are new in comparison with the prototype, therefore, the technical solution meets the criterion of "novelty".

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».This technical solution can be reproduced industrially, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность технического решения поясняется чертежами.The essence of the technical solution is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан вид сбоку на штамп для резки заготовок, установленный на гидравлическом прессе.FIG. 1 is a side view of a blank cutting die mounted on a hydraulic press.

На фиг. 2 показан вид на штамп для резки заготовок со стороны подачи разрезаемой заготовки, установленный на гидравлическом прессе.FIG. 2 shows a view of the die for cutting blanks from the feed side of the cut blank, installed on a hydraulic press.

Штамп для резки заготовок (фиг. 1, 2) содержит нижнюю неподвижную плиту 1 с закрепленным на ней винтами 2 ножом 3, верхнюю подвижную плиту 4 с закрепленным на ней винтами 5 ножом 6, четыре направляющие цилиндрические колонны 7, прижим 8, размещенный между нижней неподвижной 1 и верхней подвижной 4 плитами с ножами 3, 6. Четыре направляющие цилиндрические колонны 7 неподвижно посажены в цилиндрические расточки нижней неподвижной плиты 1. На четыре направляющие цилиндрические колонны 7 через втулки 9, 10 с возможностью перемещения посажена верхняя подвижная плита 4 с ножом 6.A stamp for cutting blanks (Fig. 1, 2) contains a lower fixed plate 1 with a knife 3 fixed to it with screws 2, an upper movable plate 4 with a knife 6 fixed on it with screws 5, four guide cylindrical columns 7, a clamp 8 located between the lower fixed 1 and upper movable 4 plates with knives 3, 6. Four guide cylindrical columns 7 are fixedly set in the cylindrical bores of the lower fixed plate 1. On four guide cylindrical columns 7 through bushings 9, 10, the upper movable plate 4 with a knife 6 is fitted with the ability to move ...

На две направляющие колонны 7 с возможностью перемещения вдоль указанных колонн 7 через втулки 11 посажен прижим 8. На верхнюю подвижную плиту 4 установлены и закреплены корпусами 12 с помощью винтов 13 два пневмоцилиндра, штоки 14 которых соединены с прижимом 8.A clamp 8 is mounted on two guide columns 7 with the ability to move along these columns 7 through bushings 11. On the upper movable plate 4, two pneumatic cylinders are installed and secured by bodies 12 with screws 13, the rods 14 of which are connected to the clamp 8.

Для осуществления реза заготовок нижняя неподвижная плита 1 с ножом 3 закреплена на неподвижной станине 15 гидравлического пресса с помощью болтов 16. Верхняя подвижная плита 4 с ножом 6 закреплена на верхней подвижной траверсе 17 указанного гидравлического пресса с помощью болтов 18.To cut the workpieces, the lower stationary plate 1 with the knife 3 is fixed on the fixed bed 15 of the hydraulic press using bolts 16. The upper movable plate 4 with the knife 6 is fixed on the upper movable cross-beam 17 of the specified hydraulic press using bolts 18.

Рассмотрим работу штампа для резки заготовок при установке его на гидравлическом прессе.Consider the work of a die for cutting blanks when installed on a hydraulic press.

Перед осуществлением реза заготовки 19 верхняя подвижная плита 4 с ножом 6 и прижим 8 установлены в положение, обеспечивающее свободное перемещение заготовки 19 в зону реза между ножами 3 и 6. Заготовка 19 останавливается. С помощью штоков 14 пневмоцилиндров прижим 8 перемещается по направляющим цилиндрическим колоннам 7 вниз и прижимает заготовку 19 к нижней неподвижной плите 1 с ножом 3 с требуемым усилием. После этого верхняя подвижная плита 4 с ножом 6 за счет перемещения верхней подвижной траверсы 17 опускается вниз до соприкосновения с заготовкой 19. Корпуса 12 пневмоцилиндров также перемещаются вниз, а штоки 14 этих пневмоцилиндров остаются в прежнем положении. За счет этого объем поршневой полости указанных пневмоцилиндров (расстояние между верхней крышкой корпуса пневмоцилиндров и его поршнем) уменьшается. Благодаря этому давление воздуха в указанной полости пневмоцилиндров повышается, увеличивается усилие прижима заготовки 19. Затем осуществляется дальнейшее перемещение верхней подвижной плиты 4 с ножом 6 за счет перемещения верхней подвижной траверсы 17 и производится рез заготовки 19. При этом увеличивается усилие реза заготовки 19. Одновременно происходит дальнейшее уменьшение объема поршневой полости пневмоцилиндров с повышением давления воздуха в ней, приводящее к увеличению усилия прижима заготовки 19.Before cutting the workpiece 19, the upper movable plate 4 with the knife 6 and the clamp 8 are set to a position that allows the workpiece 19 to move freely into the cutting zone between the knives 3 and 6. The workpiece 19 stops. With the help of the rods 14 of the pneumatic cylinders, the clamp 8 moves down the guide cylindrical columns 7 and presses the workpiece 19 against the lower fixed plate 1 with the knife 3 with the required force. After that, the upper movable plate 4 with the knife 6 due to the movement of the upper movable traverse 17 is lowered until it touches the workpiece 19. The bodies 12 of the pneumatic cylinders also move down, and the rods 14 of these pneumatic cylinders remain in the same position. Due to this, the volume of the piston cavity of the said pneumatic cylinders (the distance between the upper cover of the pneumatic cylinder housing and its piston) decreases. Due to this, the air pressure in the specified cavity of the pneumatic cylinders increases, the pressing force of the workpiece 19 increases. Then, further movement of the upper movable plate 4 with the knife 6 is carried out due to the movement of the upper movable traverse 17 and the workpiece is cut 19. This increases the cutting force of the workpiece 19. At the same time occurs a further decrease in the volume of the piston cavity of the pneumatic cylinders with an increase in air pressure in it, leading to an increase in the clamping force of the workpiece 19.

Таким образом, предложенная конструкция штампа обеспечивает его работу при одинаковом характере закономерности изменения усилия реза и усилия прижима. За счет этого обеспечивается прижим заготовки с требуемым усилием, высокое качество реза и высокое качество заготовок после их реза.Thus, the proposed design of the stamp ensures its operation with the same pattern of change in the cutting force and the clamping force. This ensures the clamping of the workpiece with the required force, high cut quality and high quality of the workpieces after cutting.

Наличие направляющих для перемещения прижима 8 в виде двух колонн 7, являющихся одновременно направляющими для перемещения верхней подвижной плиты 4 с ножом 6, обеспечивает строгое центрирование заготовки 19 относительно ножей 3, 6 перед началом и во время ее реза. Это также ведет к получению качественного реза и высокого качества заготовок после их реза.The presence of guides for moving the clamp 8 in the form of two columns 7, which are simultaneously guides for moving the upper movable plate 4 with the knife 6, ensures strict centering of the workpiece 19 relative to the knives 3, 6 before and during its cutting. This also leads to a high-quality cut and high-quality workpieces after their cut.

Предлагаемое техническое решения с положительным результатом опробовано в промышленных условиях. Для этого изготовленный с использованием предложенного технического решения штамп для резки заготовок был установлен на гидравлическом прессе П6332 усилием 1600 кН.The proposed technical solution has been tested in an industrial environment with a positive result. For this, a die for cutting blanks made using the proposed technical solution was installed on a P6332 hydraulic press with a force of 1600 kN.

На этом штампе осуществлялась поперечная резка заготовок о 100 мм из нержавеющей марки стали 12Х18Н9Т в горячем состоянии при температуре 1000-1100°С. Расчетное усилие реза составляло 800кН. Усилие прижима заготовки для осуществления качественного реза согласно работе [Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов / Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1988. с. 391] должно составлять 3-5% от усилия реза. При расчетном усилии реза 800кН усилие прижима должно составлять 24-40кН.This die was used to cross-cut blanks about 100 mm from stainless steel 12X18H9T in a hot state at a temperature of 1000-1100 ° C. The calculated cutting force was 800 kN. Pressing force of the workpiece for high-quality cutting according to [Machines and units of metallurgical plants. In 3 volumes. T. 3. Machines and units for the production and finishing of rolled products. Textbook for universities / Tselikov A.I., Polukhin P.I., Grebennik V.M. et al. 2nd ed., rev. and add. - M .: Metallurgy, 1988. p. 391] should be 3-5% of the cutting force. With a calculated cutting force of 800 kN, the clamping force should be 24-40 kN.

В пневмоцилиндры, обеспечивающие прижим заготовки, подавался воздух из цеховой магистрали при давлении 5 атм. Усилие прижима от двух пневмоцилиндров 0200 мм, имеющих ход 120 мм, перед началом реза заготовки равно 31,4кН. Перед началом реза за счет перемещения верхней плиты с ножом на величину 10 мм до соприкосновения их с заготовкой усилие прижима за счет уменьшения объемов поршневых полостей превмоцилиндров и повышения давления воздуха в них до 5,27атм. (выпускной клапан поршневых полостей превмоцилиндров закрыт) увеличилось до 33кН.Air was supplied to the pneumatic cylinders, which ensure the clamping of the workpiece, from the shop line at a pressure of 5 atm. The clamping force from two pneumatic cylinders 0200 mm, having a stroke of 120 mm, before the start of cutting the workpiece is equal to 31.4 kN. Before the start of the cut, due to the movement of the upper plate with the knife by an amount of 10 mm until they come into contact with the workpiece, the clamping force is due to a decrease in the volume of the piston cavities of the premocylinders and an increase in the air pressure in them to 5.27 atm. (the exhaust valve of the piston cavities of the premocylinders is closed) increased to 33kN.

После периода вмятия ножей при εв=0,25-0,3 для стали 12Х18Н10Т [Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов / Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1988. с. 390], когда верхняя подвижная плита с ножом перемещается на 25 мм (при εв=0,25), усилие прижима за счет уменьшения объемов поршневых полостей превмоцилиндров и повышения давления воздуха в них до 7,05атм. (выпускной клапан поршневых полостей превмоцилиндров закрыт) увеличилось до 44,3кН.After a period of indentation of knives at εv = 0.25-0.3 for steel 12X18H10T [Machines and units of metallurgical plants. In 3 volumes. T. 3. Machines and units for the production and finishing of rolled products. Textbook for universities / Tselikov A.I., Polukhin P.I., Grebennik V.M. et al. 2nd ed., rev. and add. - M .: Metallurgy, 1988. p. 390], when the upper movable plate with a knife moves by 25 mm (at εw = 0.25), the clamping force is due to a decrease in the volume of the piston cavities of the premocylinders and an increase in the air pressure in them to 7.05 atm. (the exhaust valve of the piston cavities of the premocylinders is closed) increased to 44.3 kN.

При дальнейшем перемещении верхней подвижной плиты с ножом для стабилизации давления воздуха в поршневых полостях пневмоцилиндров и, как следствие, усилия прижима, воздух из поршневых полостей пневмоцилиндров выпускался.With further movement of the upper movable plate with a knife to stabilize the air pressure in the piston cavities of the pneumatic cylinders and, as a result, the pressing force, air was released from the piston cavities of the pneumatic cylinders.

В результате осуществления реза заготовок с требуемым усилием прижима, обеспечения строгого центрирование разрезаемых заготовок относительно ножей перед началом и во время их реза за счет использования в конструкции штампа для резки заготовок направляющих для перемещения прижима в виде двух колонн получены заготовки с качественным резом без искажения их торцов в виде заусенцев, вмятин, косины.As a result of cutting blanks with the required clamping force, ensuring strict centering of the cut blanks relative to the knives before and during their cutting due to the use of guides in the design of the die for cutting blanks for moving the clamp in the form of two columns, blanks with a high-quality cut were obtained without distorting their ends in the form of burrs, dents, obliques.

Таким образом, проведенные опытные работы подтвердили эффективность применения предложенной конструкции штампа для резки заготовок.Thus, the experimental work carried out confirmed the effectiveness of the proposed die design for cutting blanks.

Claims

A stamp for cutting blanks, including a lower fixed plate with a knife, fixed guide columns installed in it, an upper plate with a knife installed with the ability to move along the guide columns, a clamp placed between the lower fixed and upper movable plates with knives and connected to the upper movable plate shock absorber, characterized in that the clamp is seated on two guide columns with the ability to move, while the shock absorber is made in the form of pneumatic cylinders, the bodies of which are installed on the upper plate, and their rods are connected to the clamp.