RU2093318C1

RU2093318C1 - Shears for cutting sheet material

Info

Publication number: RU2093318C1
Application number: RU93041307A
Authority: RU
Inventors: Г.Л. Крылов
Original assignee: Азовское специальное конструкторское бюро кузнечно-прессового оборудования и автоматических линий
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1993-08-17
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: shears have base with lower blade secured in it, turning bar with clamp, blade bar with upper blade secured in it, power-operated eccentric shaft and connecting rod. Shears are provided with unequal-arm balance beam and additional connecting rod. End of large arm protrudes beyond limits of clamp. End of small arm is located between blade bar and axle of turning bar. Additional connecting rod is pivotally connected with clamp and with end of large arm of balance beam and for transmitting motion to blade bar it is pivotally connected with blade bar and with end of small arm of balance beam. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к ножницам для резки листового материала, используемым, например, в заготовительных цехах, а также в цехах металлоконструкций. The invention relates to the field of metal forming, in particular to shears for cutting sheet material, used, for example, in procurement workshops, as well as in metal construction workshops.

Известны ножницы для резки листового материала, содержащие смонтированный на станине прижим, шарнирно соединенный с двуплечим рычагом, одно из плечей которого связано со станиной при помощи гидроцилиндра и несет ролик, взаимодействующий с приводным кулаком, а другое контактирует с упором прижима, в направляющих которого смонтирована связанная с приводом наклонная ножевая балка [1]
Недостаток этих ножниц состоит в том, что их конструкция не обеспечивает дифференцированный прижим листового материала при изменении усилия резания. Кроме того, кулачковый привод прижимной балки в сочетании с гидроцилиндром значительно усложняет конструкцию ножниц.Known scissors for cutting sheet material containing a clamp mounted on the bed, pivotally connected to a two-arm lever, one of the arms of which is connected to the bed by means of a hydraulic cylinder and carries a roller interacting with a drive cam, and the other is in contact with the clamp stop, in the guides of which a connected driven tilted knife beam [1]
The disadvantage of these scissors is that their design does not provide a differential clamping of the sheet material when changing the cutting force. In addition, the cam drive of the clamping beam in combination with the hydraulic cylinder greatly complicates the design of the scissors.

Известны другие ножницы для резки листового материала, содержащие поворотную относительно оси балку с ножом, взаимодействующим с неподвижным ножом, закрепленным на станине, причем режущая кромка по крайней мере одного параллельна упомянутой оси, привод с балкой посредством рычажной системы, прижим и упругий элемент [2]
Однако конструкция и этих ножниц не обеспечивает дифференцированный прижим листа, автоматическую установку зазора между ножами нужной величины в зависимости от толщины разрезаемого листового материала.Other scissors for cutting sheet material are known, comprising a beam rotatable relative to the axis with a knife cooperating with a fixed knife fixed to the bed, the cutting edge of at least one parallel to the axis, a drive with a beam by means of a lever system, a clamp and an elastic element [2]
However, the design of these scissors does not provide a differential clamping of the sheet, automatic installation of the gap between the knives of the desired size depending on the thickness of the cut sheet material.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, совпадающими с ним по наибольшему количеству существенных признаков, являются ножницы для резки листового материала [3]
Данные ножницы для резки листового материала содержат основание с закрепленным в нем нижним неподвижным ножом, поворотную балку с жестко закрепленным на ней прижимом, взаимодействующим с материалом, смонтированным на оси, закрепленной в основании, ножевую балку с закрепленным в ней верхним ножом, взаимодействующим с нижним ножом, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих поворотной балки, приводной эксцентриковый вал, смонтированный в основании под поворотной балкой, шатун для передачи движения ножевой балке, смонтированный на мотылевой шейке эксцентрикового вала, рычажную систему, включающую два, расположенных под углом и шарнирно связанных концами, рычага, один из которых шарнирно связан с ножевой балкой и шатуном, а другой своим свободным концом связан осью с поворотной балкой, при этом упомянутая ось, связывающая конец второго рычага с поворотной балкой, расположена над первым рычагом между осью качания поворотной балки, связывающей шатун с первым рычагом.The closest in technical essence to the claimed invention, coinciding with it in the most significant features, are scissors for cutting sheet material [3]
These shears for cutting sheet material contain a base with a fixed fixed knife fixed therein, a pivot beam with a clip rigidly fixed to it, interacting with material mounted on an axis fixed to the base, a knife beam with an upper knife fixed in it, interacting with the lower knife mounted with the possibility of reciprocating movement in the guides of the rotary beam, a drive eccentric shaft mounted in the base under the rotary beam, a connecting rod for transmitting motion I have a knife beam mounted on the crank neck of an eccentric shaft, a lever system comprising two angled and pivotally connected ends, a lever, one of which is pivotally connected to the knife beam and the connecting rod, and the other with its free end is connected by an axis to the rotary beam, this axis, connecting the end of the second lever with the swing beam, is located above the first lever between the swing axis of the swing beam connecting the connecting rod with the first lever.

Недостаток конструкции известных ножниц заключается в том, что ось, связывающая конец второго рычага с поворотной балкой, через которую передается усилие прижима материала поворотной балке с жестко закрепленным на ней прижимом от привода ножниц, находится на расстоянии от оси качания упомянутой балки значительно меньше, чем расстояние от этой оси до прижима, взаимодействующего с материалом. A disadvantage of the construction of the known scissors is that the axis connecting the end of the second lever to the swing beam, through which the clamping force of the material is transmitted to the swing beam with the clip rigidly attached to it from the scissors drive, is much less than the swing axis of the beam from this axis to the clip interacting with the material.

Поэтому для обеспечения высокого качества резки за счет получения оптимального прижима материала, достигающего при резке листового материала 40. 50% от усилия резания, расстояния от упомянутой оси, связывающей конец второго рычага, до оси качания поворотной балки в известных ножницах должно быть значительно большим половины расстояния от прижимной балки до оси качания поворотной балки, а это в свою очередь, неизбежно ведет к увеличению габарита ножниц спереди-назад и, следовательно, массы. Therefore, to ensure high quality cutting due to the optimal clamping of the material, which reaches 40 when cutting sheet material. 50% of the cutting force, the distance from the mentioned axis connecting the end of the second lever to the swing axis of the swing beam in known scissors should be significantly greater than half the distance from the clamping beam to the swing axis of the rotary beam, and this, in turn, inevitably leads to an increase in the size of the scissors from front to back and, consequently, the mass.

Задачей изобретения является уменьшение габарита ножниц и их массы за счет распределения приложения усилия прижима материала и усилия резания по обе стороны от плоскости резания. The objective of the invention is to reduce the size of the scissors and their mass due to the distribution of the application of the clamping force of the material and the cutting force on both sides of the cutting plane.

Известные ножницы для резки листового материала, содержащие основание с закрепленным в нем нижним неподвижным ножом, поворотную балку с жестко закрепленным на ней прижимом, взаимодействующим с материалом, смонтированную на оси, закрепленной в основании, ножевую балку с закрепленными в ней ножом, взаимодействующим с нижним ножом, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих поворотной балки, приводной эксцентриковый вал, смонтированный в основании под поворотной балкой, шатун для передачи движения ножевой балке, снабжены неравноплечим балансиром, смонтированным на мотылевой шейке эксцентрикового вала, конец большего плеча которого расположен под прижимом, а конец меньшего плеча расположен под прижимом, а конец меньшего плеча расположен между ножевой балкой и осью качания поворотной балки, дополнительным шатуном для передачи движения поворотной балке, шарнирно соединенным с прижимом и концом большего плеча балансира, а шатун для передачи движения ножевой балке смонтирован между ножевой балкой и концом меньшего плеча балансира и шарнирно связан с ними. За счет указанной совокупности существенных признаков обеспечивается распределение усилия прижима материала и усилия резания по обе стороны от плоскости резания, что позволяет уменьшить габариты ножниц и их массу. Known scissors for cutting sheet material, containing a base with a fixed lower knife fixed therein, a pivot beam with a clip rigidly fixed to it, interacting with the material, mounted on an axis fixed to the base, a knife beam with a knife fixed in it, interacting with the lower knife mounted with the possibility of reciprocating movement in the guides of the rotary beam, a drive eccentric shaft mounted in the base under the rotary beam, a connecting rod for transmitting motion knife beam, equipped with unequal balancer mounted on the crank neck of the eccentric shaft, the end of the larger shoulder is located under the clip, and the end of the smaller shoulder is located under the clip, and the end of the smaller shoulder is located between the knife beam and the swing axis of the swivel beam, an additional connecting rod for transmitting rotary movement a beam pivotally connected to the clamp and the end of the larger shoulder of the balancer, and a connecting rod for transmitting movement to the knife beam is mounted between the knife beam and the end of the smaller shoulder of the balancer pivotally connected to them. Due to the specified combination of essential features, the distribution of the clamping force of the material and the cutting force on both sides of the cutting plane are ensured, which allows to reduce the dimensions of the scissors and their mass.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена кинематическая схема ножниц для резки листового материала. The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a kinematic diagram of scissors for cutting sheet material.

Ножницы для резки листового материала содержат основание 1 с закрепленным в нем нижним неподвижным ножом 2, поворотную балку 3, с жестко закрепленным на ней прижимом 4, взаимодействующим с материалом, смонтированную на оси 5, закрепленной в основании 1, ножевую балку 6 с закрепленным в ней верхним ножом 7, взаимодействующим с нижним ножом 2, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих 8 поворотной балки 3 и связанным с ней упругим элементом 9, приводной эксцентриковый вал 10, смонтированный в основании 1 под поворотной балкой 3, шатун 11 для передачи движения ножевой балке 6. Ножницы снабжены неравноплечим балансиром 12, смонтированным на мотылевой шейке эксцентрикового вала 10, дополнительным шатуном 13 для передачи движения поворотной балке 3 с прижимом 4. Конец большого плеча "А" балансира 12 расположен под прижимом 4, а конец меньшего плеча "Б" между ножевой балкой 6 и осью 5 качания поворотной балки 3, причем длина большего плеча "А" балансира 12, например, в два раза больше длины его меньшего плеча "Б", что обеспечивает получение усилия прижима материала равным 50% усилия резания. Соотношение плеч "Б" и"А" балансира 12 может быть выбрано любым и представляет собой коэффициент пропорциональности между усилием резания Р_реза и усилием прижима Р_пр;

Дополнительный шатун 13 одним концом шарнирно соединен с прижимом 4 при помощи оси 14, а другим концом при помощи оси 15 с концом большего плеча балансира 12, а шатун 11 для передачи движения ножевой балке 6 шарнирно связан с ножевой балкой и балансиром осей 16, 17.Scissors for cutting sheet material contain a base 1 with a fixed fixed knife 2 fixed therein, a swivel beam 3, with a clamp 4 rigidly fixed thereon, interacting with the material, mounted on an axis 5, fixed in the base 1, a knife beam 6 with fixed in it the upper knife 7, interacting with the lower knife 2, mounted with the possibility of reciprocating movement in the guides 8 of the swing beam 3 and the associated elastic element 9, the drive eccentric shaft 10 mounted in the base 1 under a swinging beam 3, a connecting rod 11 for transmitting the movement of the knife beam 6. The scissors are equipped with an unequal balancer 12 mounted on the crank neck of the eccentric shaft 10, an additional connecting rod 13 for transmitting the movement of the rotary beam 3 with the clamp 4. The end of the large arm "A" of the balancer 12 is located under clamp 4, and the end of the smaller shoulder "B" between the knife beam 6 and the swing axis 5 of the swing beam 3, and the length of the larger shoulder "A" of the balancer 12, for example, is two times the length of its smaller shoulder "B", which provides effort clamp material and equal to 50% of the cutting force. The ratio of the shoulders "B" and "A" of the balancer 12 can be chosen by anyone and is a proportionality coefficient between the cutting force P _cut and the clamping force P _CR ;

An additional connecting rod 13 is pivotally connected at one end to the clamp 4 using the axis 14, and at the other end using the axis 15 with the end of the larger shoulder of the balancer 12, and the connecting rod 11 for transmitting the movement of the knife beam 6 is pivotally connected to the knife beam and the balancer of the axes 16, 17.

Ножницы для резки листового материала 18 работают следующим образом. В исходном положении балка 3 и ножевая балка 6 с верхним ножом 7 находится в крайнем верхнем положении над листовым материалом 18. При включении привода ножниц (на фиг. 1 не показан) приводится во вращение эксцентриковый вал 10, а его мотылевая шейка приводит в движение неравноплечий балансир 12, который, совершая плоскопараллельное перемещение, приводит в движение шатун 11, соединенный с ножевой балкой 6 и дополнительный шатун 13, соединенный с прижимом 4. В результате этого система поворотная балка 3 прижимом 4 - ножевая 6 с ножом 7 синхронно поворачивается по дуге вокруг оси 5 в направлении разрезаемого листового материала 18 до упора с ним прижима 4, при этом в зависимости от толщины листового материала автоматически устанавливается необходимый зазор между ножами 2 и 7. Scissors for cutting sheet material 18 work as follows. In the initial position, the beam 3 and the knife beam 6 with the upper knife 7 are in the highest position above the sheet material 18. When the scissors drive is turned on (not shown in Fig. 1), the eccentric shaft 10 is rotated, and its crank neck drives uneven arms balancer 12, which, making plane-parallel movement, drives a connecting rod 11 connected to the knife beam 6 and an additional connecting rod 13 connected to the clamp 4. As a result of this, the system is rotary beam 3 with clamp 4 - knife 6 with knife 7 synchronously rotated INDICATES in an arc around axis 5 in the direction of the cut sheet material 18 to lock it with clamp 4, wherein depending on the thickness of the sheet material is automatically set the desired gap between the blades 2 and 7.

После встречи с материалом 18 прижим 4 с осью 14 и поворотная балка 3 останавливаются, а ножевая балка 6 за счет дальнейшего поворота мотылевой шейки эксцентрикового вала 10 и воздействия ее вниз на балансир 12 через шатун 11 совершает уже прямолинейное перемещение в направляющих 8 поворотной балки 3 в направлении к материалу 18. After meeting with the material 18, the clamp 4 with the axis 14 and the rotary beam 3 stop, and the knife beam 6, due to the further rotation of the crank neck of the eccentric shaft 10 and its downward impact on the balancer 12 through the connecting rod 11, makes a linear movement in the guides 8 of the rotary beam 3 in direction to the material 18.

При этом, трехзвенная система: шатун 11, балансир 12, дополнительный шатун 13 совершает качательное движение в плоскости чертежа относительно неподвижной оси 14, которая является опорой для системы. Moreover, the three-link system: the connecting rod 11, the balancer 12, the additional connecting rod 13 makes a rocking motion in the plane of the drawing relative to the fixed axis 14, which is the support for the system.

В результате этого, ножевая балка 6, с закрепленным на ней верхним ножом 7, продолжает свое перемещение в направляющих 8 поворотной балки 6 в направлении разрезаемого материала 18. В процессе внедрения верхнего ножа 7 в листовой материал возрастает усилие резания, которое передается через шатун 11, плечи "Б" и "А" неравноплечего балансира 12, дополнительный шатун 13 прижиму 4, при этом чем больше усилие резания (толщина листового материала), тем большим развивается усилие прижима листового материала, поскольку усилие прижима листового материала прямо пропорционально усилию резания. As a result of this, the knife beam 6, with the upper knife 7 fixed on it, continues its movement in the guides 8 of the rotary beam 6 in the direction of the material being cut 18. During the introduction of the upper knife 7 into the sheet material, the cutting force increases, which is transmitted through the connecting rod 11, shoulders “B” and “A” of unequal balancer 12, additional connecting rod 13 I press 4, the greater the cutting force (thickness of the sheet material), the greater the clamping force of the sheet material develops, since the clamping force of the sheet material is proportional to the cutting force.

Предварительный прижим материала обеспечивается действием упругого элемента 9. После достижения ножевой балкой 6 крайнего нижнего положения процесс резки листового материала заканчивается, неравноплечий балансир 12 изменяет направление своего перемещения на обратное, в результате система: поворотная балка 3 прижим 4 ножевая балка 6 возвращается в исходное крайнее верхнее положение и цикл работы ножниц повторяется. The preliminary clamping of the material is ensured by the action of the elastic element 9. After the knife beam 6 reaches its lowest position, the cutting process of the sheet material ends, the unequal balancer 12 changes the direction of its movement to the opposite, as a result of the system: the rotary beam 3 clip 4, the knife beam 6 returns to its original extreme upper the position and cycle of the scissors is repeated.

Таким образом, предложенное техническое решение за счет распределения приложения усилия прижима материала и усилия резания по обе стороны от плоскости реза обеспечивает снижение габарита и массы ножниц, повышение надежности фиксации материала при резке за счет приложения усилия прижима непосредственно к прижиму ножниц, повышения качества резки в том числе и высокопрочных материалов. Thus, the proposed technical solution due to the distribution of the application of the clamping force of the material and the cutting force on both sides of the cutting plane provides a reduction in the overall size and mass of the scissors, improving the reliability of material fixation during cutting due to the application of the clamping force directly to the clamp of the scissors, improving the quality of cutting including high-strength materials.

Claims

Shears for cutting sheet material, comprising a base with a fixed lower knife and an axis fixed therein, a pivot beam mounted on said axis with a clip of material rigidly fixed therein, a knife beam with an upper knife fixed thereon, arranged in the guides of the pivot beam translational movement and interaction of the upper and lower knives, a drive eccentric shaft mounted in the base under the rotary beam, and a connecting rod for transmitting movement of the knife beam, characterized I mean that they are equipped with an unequal balancer mounted on the crank neck of the eccentric shaft, and an additional connecting rod for transmitting movement to the rotary beam, while the end of the smaller arm of the balancer is located in the area between the knife beam and the axis of the rotary beam, the end of the larger shoulder in the area beyond the plane of the clamp location, the additional connecting rod is pivotally connected by one of its ends to the clamp, the other by the end of the greater balance arm, and the connecting rod for transmitting the movement of the knife beam is pivotally connected by one and its ends with a blade beam, the other end with the smaller arm of the balance.