RU215792U1

RU215792U1 - DEVICE FOR PUNCHING THIN LONG WORKPIECES

Info

Publication number: RU215792U1
Application number: RU2022124618U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Чуруканов; Елена Александровна Орлова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод инженерных технологий в машиностроении"
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2022-12-27

Abstract

Полезная модель относится к области металлообработки и может быть использована в линиях производства металлопрофиля. Устройство содержит два барабана, один из которых выполнен с кольцевым пазом. Второй барабан оснащен выступами-пуансонами, расположенными вдоль окружности цилиндрической поверхности барабана с возможностью входа в кольцевой паз. Выступы-пуансоны имеют режущую кромку, состоящую из колющих, переходных и основного участков. Каждый из барабанов состоит из ступицы и насаженных на нее прижимных колец. На барабане с выступами-пуансонами расположен просечной нож-кольцо, на внешней цилиндрической поверхности которого размещены выступы-пуансоны. Между прижимными кольцами второго барабана расположено дистанционное кольцо, образующее кольцевой паз, служащий матрицей. Прижимные кольца барабанов установлены с зазором для протягивания между ними заготовки с обеспечением приведения в движение барабанов за счет силы трения качения. Выступы-пуансоны размещены с шагом вдоль окружности цилиндрической поверхности барабана, обеспечивающим нахождение в длинномерной заготовке при ее прорезании только одного выступа-пуансона. В результате исключается деформация окрестности стенок отверстий. 4 ил.

The utility model relates to the field of metalworking and can be used in metal profile production lines. The device contains two drums, one of which is made with an annular groove. The second drum is equipped with protrusions-punches located along the circumference of the cylindrical surface of the drum with the possibility of entering the annular groove. Protrusions-punches have a cutting edge, consisting of stabbing, transitional and main sections. Each of the drums consists of a hub and clamping rings mounted on it. On the drum with protrusions-punches there is a perforated knife-ring, on the outer cylindrical surface of which protrusions-punches are placed. Between the clamping rings of the second drum there is a distance ring forming an annular groove serving as a matrix. The pressing rings of the drums are installed with a gap for pulling the workpiece between them to ensure that the drums are set in motion due to the rolling friction force. Protrusions-punches are placed with a step along the circumference of the cylindrical surface of the drum, ensuring that only one protrusion-punch is located in a long workpiece when it is cut. As a result, deformation of the vicinity of the walls of the holes is excluded. 4 ill.

Description

Устройство перфорирования тонких длинномерных заготовок относится к области металлообработки и может использоваться в линиях для производства металлопрофиля, в частности, металлосайдинга.The device for punching thin long blanks belongs to the field of metalworking and can be used in lines for the production of metal profiles, in particular, metal siding.

Известно устройство для перфорации тонких длинномерных заготовок (патент РФ RU 76588), содержащее раму рабочей клети, расположенные на ней инструментальный и опорный валки, приводящиеся во вращение через зубчатые колеса электродвигателем и имеющие валы, на которых расположены ступицы с установленными на них в порядке чередования кольцами с вырубными пуансонами (на инструментальном валке) и проставочные кольца с направляющими кольцами (на опорном валке), тянущую клеть.A device for perforating thin long workpieces is known (RF patent RU 76588), containing a working stand frame, tool and support rolls located on it, driven through gears by an electric motor and having shafts on which hubs are located with rings installed on them in alternating order with cutting punches (on the tool roll) and spacer rings with guide rings (on the backup roll), the pull stand.

Недостатком такого устройства является некачественная прорезка пазов в тонких длинномерных заготовках или в готовом профиле, приводящая к неровностям и заусенцам на поверхности продукции, для частичного устранения которых используется отдельный узел в устройстве (тянущая клеть), что является избыточным с точки зрения затрат на производство такого устройства и недостаточным для качественной перфорации заготовок.The disadvantage of this device is poor-quality cutting of grooves in thin long workpieces or in the finished profile, leading to irregularities and burrs on the surface of the product, for the partial elimination of which a separate unit in the device (pulling stand) is used, which is redundant in terms of the cost of manufacturing such a device. and insufficient for high-quality perforation of blanks.

Известно устройство для перфорирования тонких длинномерных заготовок (патент СССР SU 1701106), содержащее два установленных на параллельных осях с возможностью встречного вращения барабана, один из которых выполнен с кольцевым пазом, служащим матрицей, внутри которого установлено кольцо с впадинами, а другой оснащен выступами-пуансонами, расположенными на цилиндрической поверхности барабана с возможностью входа в кольцевой паз и впадины кольца.A device for perforating thin long workpieces is known (USSR patent SU 1701106), containing two drums mounted on parallel axes with the possibility of counter rotation, one of which is made with an annular groove serving as a matrix, inside which a ring with cavities is installed, and the other is equipped with protrusions-punches located on the cylindrical surface of the drum with the possibility of entering the annular groove and the cavity of the ring.

Недостатком такого устройства является сложность изготовления пары «пуансон-матрица» (в роли которой выступают выступы-пуансоны на одном валу и впадины кольца, расположенного в кольцевом пазе, на другом валу), т.к. при этом требуется высокая точность соблюдения геометрии выступа-пуансона и впадин на кольце, а также высокая точность позиционирования барабанов при сборке устройства, что в конечном счете сказывается на себестоимости производства таких устройств. При недостаточной точности исполнения устройства в ходе перфорирования тонких длинномерных заготовок или готового профиля может возникать брак в виде замятий окрестности отверстий или недопрорезания отверстий. Возможны случаи и полного заклинивания оборудования или разрушения пары «пуансон-матрица» в ходе попадания в зону перфорации участков заготовки непостоянной толщины.The disadvantage of such a device is the complexity of manufacturing a pair of "punch-matrix" (in the role of which are the protrusions-punches on one shaft and the cavity of the ring located in the annular groove on the other shaft), because. this requires high accuracy of observance of the geometry of the protrusion-punch and depressions on the ring, as well as high positioning accuracy of the drums during assembly of the device, which ultimately affects the cost of production of such devices. In case of insufficient accuracy of device execution during perforation of thin long workpieces or finished profile, marriage may occur in the form of jams around the holes or undercutting of the holes. There may be cases of complete jamming of the equipment or destruction of the pair "punch-matrix" in the course of falling into the perforation zone of workpiece sections of variable thickness.

Еще одним недостатком данного устройства является недолговечность пары трения скольжения (представленной кольцом с впадинами и барабаном с кольцевым пазом) при ее использовании на современных производствах, где перфорирование тонких длинномерных заготовок или готового профиля ведется на высоких скоростях, что вызывает быстрый и существенный износ кольцевого паза барабана и контактирующей с ним внутренней части кольца с впадинами.Another disadvantage of this device is the fragility of a sliding friction pair (represented by a ring with cavities and a drum with an annular groove) when used in modern industries where perforation of thin long workpieces or a finished profile is carried out at high speeds, which causes rapid and significant wear of the annular groove of the drum. and contacting with it the inner part of the ring with cavities.

Наиболее ближайшим аналогом является устройство для перфорирования тонких длинномерных заготовок (ЕР 1219364 А1, параграф [0032]), содержащее два установленных на верхней и нижней параллельных осях с возможностью встречного вращения барабана, один из которых выполнен с кольцевым пазом, служащим матрицей (параграф [0025], фиг. 5), а другой оснащен выступами-пуансонами, расположенными посередине и с равным шагом вдоль окружности цилиндрической поверхности барабана с возможностью входа в кольцевой паз, при этом выступы-пуансоны имеют режущую кромку, состоящую из колющих участков, служащих для прорезания переднего и заднего края отверстия, переходных участков, служащих для стабильности процесса резания после прокалывания заготовки колющими участками, и основного участка, прорезающего боковые края отверстия.The closest analogue is a device for perforating thin long workpieces (EP 1219364 A1, paragraph [0032]), containing two installed on the upper and lower parallel axes with the possibility of counter rotation of the drum, one of which is made with an annular groove serving as a matrix (paragraph [0025] ], Fig. 5), and the other is equipped with protrusions-punches located in the middle and with equal pitch along the circumference of the cylindrical surface of the drum with the possibility of entering the annular groove, while the protrusions-punches have a cutting edge consisting of piercing sections that serve to cut the front and the rear edge of the hole, transitional sections that serve for the stability of the cutting process after piercing the workpiece with piercing sections, and the main section that cuts through the side edges of the hole.

Недостатком такого устройства является сложность изготовления барабана с выступами-пуансонами из-за большого их количества и частого шага на его поверхности, что предполагает большее количество технологических операций для его изготовления в сравнении с барабанами с меньшим числом выступов-пуансонов, а также, не смотря на то, что такое частое расположение пуансонов на барабане продиктовано необходимостью задания равного шага перфорации на тонких длинномерных заготовках, достигаемого путем одновременного захода в тело заготовки минимум двух пуансонов, частое размещение отверстий на заготовках влияет на прочность и жесткость участка, вдоль которого производится перфорация, что, в конечном счете (в основном при транспортировке), приводит к местным деформациям поверхности или частичному ее разрушению, приводящим, в конечном счете, к потере товарного вида продукцией. При этом обеспечение равного шага перфорации вышеописанным способом зачастую приводит к повреждению кромок и некачественной перфорации отверстий еще на этапе их пробития, возникающие из-за не стабильной скорости движения тонкой длинномерной заготовки в стане и сложности синхронизации окружной скорости выступов-пуансонов со скоростью заготовки.The disadvantage of this device is the complexity of manufacturing a drum with protrusions-punches due to their large number and frequent steps on its surface, which implies a greater number of technological operations for its manufacture in comparison with drums with a smaller number of protrusions-punches, and also, despite the fact that such a frequent arrangement of punches on the drum is dictated by the need to set an equal perforation pitch on thin long workpieces, achieved by simultaneously entering the body of the workpiece at least two punches, the frequent placement of holes on the workpieces affects the strength and rigidity of the section along which the perforation is performed, which, ultimately (mainly during transportation), leads to local deformations of the surface or its partial destruction, leading, ultimately, to the loss of the marketable appearance of the product. At the same time, ensuring an equal perforation pitch in the manner described above often leads to damage to the edges and poor-quality perforation of holes even at the stage of their punching, which arise due to the unstable speed of movement of a thin long workpiece in the mill and the difficulty of synchronizing the circumferential speed of the protrusions-punches with the speed of the workpiece.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение отсутствия деформации окрестности кромок получаемых отверстий.The task to be solved by the claimed utility model is to ensure the absence of deformation in the vicinity of the edges of the resulting holes.

Технический результат достигается тем, что в устройстве перфорирования тонких длинномерных заготовок, содержащем два установленных на параллельных осях с возможностью встречного вращения барабана, один из которых выполнен с кольцевым пазом, служащим матрицей, а другой оснащен выступами-пуансонами, расположенными посередине и с равным шагом вдоль окружности цилиндрической поверхности барабана с возможностью входа в кольцевой паз и имеющими режущую кромку, состоящую из колющих участков, служащих для прорезания переднего и заднего края отверстия, переходных участков, служащих для стабильности процесса резания после прокалывания заготовки колющими участками, и основного участка, прорезающего боковые края отверстия, дополнительно содержит ступицы на каждом из барабанов и насаженных на нее прижимных колец, при этом на барабане, оснащенном выступами-пуансонами, между прижимными кольцами расположен просечной нож-кольцо, на внешней цилиндрической поверхности которого размещены выступы-пуансоны, а между прижимными кольцами второго барабана расположено дистанционное кольцо, образующее кольцевой паз, служащий матрицей, при этом прижимные кольца барабанов установлены с зазором для протягивания между ними тонкой длинномерной заготовки с обеспечением приведения в движение барабанов за счет силы трения качения, возникающей в месте контакта заготовки с упомянутыми прижимными кольцами, с обеспечением равенства окружной скорости пуансонов-выступов линейной скорости длинномерной заготовки, причем выступы-пуансоны размещены с шагом вдоль окружности цилиндрической поверхности барабана, обеспечивающим нахождение в длинномерной заготовке при ее прорезании только одного выступа-пуансона.The technical result is achieved by the fact that in the device for perforating thin long workpieces, containing two drums mounted on parallel axes with the possibility of counter rotation, one of which is made with an annular groove serving as a matrix, and the other is equipped with protrusions-punches located in the middle and with equal pitch along the circumference of the cylindrical surface of the drum with the possibility of entering the annular groove and having a cutting edge consisting of piercing sections that serve to cut the front and rear edges of the hole, transitional sections that serve to stabilize the cutting process after piercing the workpiece with piercing sections, and the main section that cuts through the side edges holes, additionally contains hubs on each of the drums and clamping rings mounted on it, while on the drum equipped with protrusions-punches, between the clamping rings there is a perforated knife-ring, on the outer cylindrical surface of which protrusions-punches are placed, and between the clamping rings of the second drum there is a spacer ring forming an annular groove serving as a matrix, while the clamping rings of the drums are installed with a gap to pull a thin long billet between them to drive the drums due to the rolling friction force that occurs at the point of contact of the billet with said clamping rings, ensuring that the peripheral speed of the punches-protrusions is equal to the linear speed of the long workpiece, and the protrusions-punches are placed with a step along the circumference of the cylindrical surface of the drum, ensuring that only one protrusion-punch is located in the long workpiece when it is cut.

Предлагаемая полезная модель позволяет устранить возможные деформации на этапе перфорации тонких длинномерных заготовок при возникновении разной окружной и линейной скоростей выступов-пуансонов и заготовки соответственно, т.к. в момент прорезания отверстия в теле заготовки сможет находиться только один пуансон, который не сможет оказать сопротивление движению заготовки и, как следствие, не сможет деформировать кромку отверстия. При этом прижимные кольца, приводясь в движение самой заготовкой за счет трения-качения и передающие это движение барабану с выступами-пуансонами, обеспечивают равный шаг отверстий вдоль всей тонкой длинномерной заготовки.The proposed utility model makes it possible to eliminate possible deformations at the stage of perforation of thin long workpieces in the event of different circumferential and linear speeds of the protrusions-punches and the workpiece, respectively, since at the moment of cutting a hole in the body of the workpiece, there can be only one punch, which cannot resist the movement of the workpiece and, as a result, cannot deform the edge of the hole. At the same time, the clamping rings, driven by the workpiece itself due to rolling friction and transmitting this movement to the drum with protrusions-punches, provide an equal hole spacing along the entire thin long workpiece.

Технический результат поясняется чертежами:The technical result is illustrated by drawings:

на фиг. 1 - общий вид устройства;in fig. 1 - general view of the device;

на фиг. 2 - вид устройства в разрезе;in fig. 2 - view of the device in section;

на фиг. 3 - очаг перфорации;in fig. 3 - focus of perforation;

на фиг. 4. - очаг перфорации в разрезе.in fig. 4. - the focus of perforation in the section.

Устройство перфорирования тонких длинномерных заготовок содержит два установленных на параллельных имеющих бортики осях 2 и 3 с возможностью встречного вращения барабана 4 и 5, один из которых выполнен с кольцевым пазом 7, служащим матрицей, а другой оснащен выступами-пуансонами 8, расположенными посередине и с равным шагом вдоль окружности цилиндрической поверхности барабана 4 с возможностью входа в кольцевой паз 7. Сами выступы-пуансоны 8 имеют режущую кромку, состоящую из колющих участков 17, служащих для прорезания переднего и заднего края отверстия, переходных участков 18, служащих для стабильности процесса резания после прокалывания заготовки колющими участками 17, и основного участка 19, прорезающего боковые края отверстия. Параллельные оси 4 и 5 жестко закреплены на корпусе 1 посредством гаек 15 и шайб 14, а каждый из барабанов 4 и 5 состоит из ступицы 10, посаженных на нее прижимных колец 6, поджатых гайками 9, при этом между прижимными кольцами 6 на барабане 4 расположен просечной нож-кольцо 20, на внешней цилиндрической поверхности которого находятся выступы-пуансоны 8, а между прижимными кольцами 6 на барабане 5 расположено дистанционное кольцо 16 по диаметру меньшее, чем барабан 5, и образующее благодаря этому кольцевой паз 7. Барабаны 4 и 5 располагаются на осях 2 и 3 будучи посаженными на подшипники 13, которые закреплены на осях 2 и 3 посредством винтов 11 и шайб 12, поджимаясь ими к бортикам осей 2 и 3.The device for perforating thin long-length workpieces contains two drums 4 and 5 installed on parallel axes 2 and 3 with sides with the possibility of counter rotation, one of which is made with an annular groove 7 serving as a matrix, and the other is equipped with protrusions-punches 8 located in the middle and with equal step along the circumference of the cylindrical surface of the drum 4 with the possibility of entering the annular groove 7. The protrusions-punches 8 themselves have a cutting edge, consisting of stabbing sections 17, which serve to cut the front and rear edges of the hole, transitional sections 18, which serve to stabilize the cutting process after piercing blanks with piercing sections 17, and the main section 19, cutting through the side edges of the hole. Parallel axes 4 and 5 are rigidly fixed on the body 1 by means of nuts 15 and washers 14, and each of the drums 4 and 5 consists of a hub 10, clamping rings 6 seated on it, pressed with nuts 9, while between the clamping rings 6 on the drum 4 is located punching knife-ring 20, on the outer cylindrical surface of which there are protrusions-punches 8, and between the clamping rings 6 on the drum 5 there is a distance ring 16 in diameter smaller than the drum 5, and thereby forming an annular groove 7. Drums 4 and 5 are located on axes 2 and 3, being seated on bearings 13, which are fixed on axes 2 and 3 by means of screws 11 and washers 12, pressing them against the sides of axes 2 and 3.

Устройство перфорирования тонких длинномерных заготовок работает следующим образом: Выступы-пуансоны 8 просечного ножа-кольца 20 предварительно располагают так, что они не мешают подачи тонкой длинномерной заготовки или готового профиля в зазор между прижимными кольцами 6 барабанов 4 и 5. Тонкую длинномерную заготовку или готовый профиль протягивают через зазор между прижимными кольцами 6 барабанов 4 и 5, в результате чего устройство приходит в движение за счет возникшей силы трения-качения в месте контакта заготовки с прижимными кольцами 6 барабанов 4 и 5, при этом прижимные кольца 6 барабана 4 прижимают длинномерную заготовку к прижимным кольцам 6 барабана 5, содержащего кольцевой паз 7. В ходе протягивания тонкой длинномерной заготовки через устройство просечной нож-кольцо 20 поворачивается вместе с барабаном 4 и прорезает своими выступами-пуансонами 8 прямоугольное отверстие в длинномерной заготовке, при этом при прорезании выступ-пуансон 8 сначала прокалывает участками 17 своей кромки передний и задний края отверстия, а затем прорезает боковые края отверстия с помощью переходных участков 18, служащих для стабильности процесса резания после прокалывания заготовки колющим участком 17, и участком 19, заканчивающим процесс прорезания отверстия. Образующиеся при этом отходы падают в кольцевой паз 7 и при дальнейшем повороте барабана 5 вываливаются в приемный контейнер (на чертеже не указан). При дальнейшем протягивании тонкой длинномерной заготовки или готового профиля через устройство процесс повторяется до тех пор, пока материал заготовки или профиля не перестанет контактировать с прижимными кольцами 6 барабанов 4 и 5.The device for punching thin long workpieces works as follows: The protrusions-punches 8 of the cutting knife-ring 20 are pre-positioned so that they do not interfere with the supply of a thin long workpiece or finished profile into the gap between the clamping rings 6 of drums 4 and 5. Thin long workpiece or finished profile is pulled through the gap between the pressure rings 6 of the drums 4 and 5, as a result of which the device is set in motion due to the friction-rolling force that has arisen at the point of contact of the workpiece with the pressure rings 6 of the drums 4 and 5, while the pressure rings 6 of the drum 4 press the long workpiece against clamping rings 6 of the drum 5 containing an annular groove 7. In the course of pulling a thin long workpiece through the punching device, the ring knife 20 rotates together with the drum 4 and cuts a rectangular hole in the long workpiece with its protrusions-punches 8, while cutting the protrusion-punch 8 first pierces 17 sections of his cr omki the front and rear edges of the hole, and then cuts the side edges of the hole with the help of transitional sections 18, which serve for the stability of the cutting process after piercing the workpiece by the piercing section 17, and section 19, which completes the process of cutting the hole. The waste generated in this case falls into the annular groove 7 and, upon further rotation of the drum 5, falls out into a receiving container (not shown in the drawing). With further pulling of a thin long workpiece or finished profile through the device, the process is repeated until the material of the workpiece or profile ceases to contact the clamping rings 6 of drums 4 and 5.

Claims

A device for perforating thin long workpieces, comprising two drums mounted on parallel axes with the possibility of counter rotation, one of which is made with an annular groove serving as a matrix, and the other is equipped with protrusions-punches located in the middle and with equal pitch along the circumference of the cylindrical surface of the drum with the possibility of entering into an annular groove, and having a cutting edge consisting of piercing sections that serve to cut through the front and rear edges of the hole, transitional sections that serve for the stability of the cutting process after piercing the workpiece with piercing sections, and the main section that cuts through the side edges of the hole, characterized in that each of the drums consists of a hub and clamping rings mounted on it, while on the drum equipped with protrusions-punches, between the clamping rings there is a punched knife-ring, on the outer cylindrical surface of which protrusions-punches are placed, and between the clamping rings of the second b there is a spacer ring located on the drum, forming an annular groove serving as a matrix, while the clamping rings of the drums are installed with a gap for pulling a thin long-length billet between them to drive the drums due to the rolling friction force that occurs at the point of contact of the billet with the said clamping rings, with ensuring that the circumferential speed of the punches-protrusions is equal to the linear speed of the long workpiece, and the protrusions-punches are placed with a step along the circumference of the cylindrical surface of the drum, ensuring that only one protrusion-punch is located in the long workpiece when it is cut.