РУЧНОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РЕЗКИ МАТЕРИАЛА
HAND TOOLS FOR MATERIAL CUTTING

Предлагаемое изобретение относится к области технологической подготовки производства с применением ручного инструмента, которое может быть использовано для резки листового эластичного композиционного материала на заготовки с последующей его переработкой, например, прессованием в пресс-формах.
Известен нож, в зоне лезвия которого выполнено отверстие с установленным в нем грузом определенной массы, облегчающий работу разрезки за счет массы груза (см. описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1252169 А1, В26В 3/02, 1986 г.). Известен ручной инструмент для резки эластичного материала, имеющий сложную конструкцию с широко расставленными катками, включающий привод для разрезки и соответственно большие габариты (см. описание патента США 2007395, кл. 30-293, 1935 г). Известно устройство для продольной резки листового материала, содержащее сложный механизированный инструмент для резки (см. описание патента RU 2231424, В23D 15/06; В24В 27/06; В26В 25/00, 2003 г.). Известен ручной инструмент для резки эластичного материала, техническое решение которого направлено на увеличение долговечности работы инструмента (см. описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1192974, В26D 1/14; В26В 25/00, 1984 г.).
Ручной инструмент для резки эластичного материала по авторскому свидетельству SU 1123847 от 29.11.82 г., В26D 1/14; В26В 25/00, как наиболее близкий из аналогов к заявляемому предлагаемому изобретению по технической сущности, является прототипом предлагаемого технического решения. Прототип содержит нож с режущей кромкой, рукоятку, продольно закрепленную на ноже, катки, смонтированные по обе стороны ножа на общей оси, перпендикулярной к плоскости ножа (см. описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1123847 А, В26D 1/14; В26В 25/00, 1984 г).
Существенным недостатком прототипа является то, что режущая кромка ножа, заточенная по форме дуги окружности, требует значительного приложения усилия при разрезке материала из-за постоянного и обязательного нажатия вдавливанием в материал режущей кромки ножа. Это приводит к увеличению усилия разрезания при движении инструмента по линии разрезки материала, так как инструментом надо преодолевать силы трения, возникающие между кромками разрезаемого материала и боковыми поверхностями режущей кромки ножа, вдавливаемой в этот материал. Также недостатком этого инструмента является сложность выполнения заточки режущей кромки ножа по форме дуги окружности. Такая заточка требует специальной технологической оснастки для шлифовки режущей кромки. Наличие в прототипе четырех катков, расставленных на ноже двумя парами на значительном расстоянии друг от друга, увеличивает габариты и усложняет конструкцию инструмента.
Технический результат, достигаемый заявляемым предлагаемым изобретением, заключается в снижении усилия разрезания и продлении срока службы инструмента от заточки до переточки, а также в уменьшении габаритов инструмента и улучшении удобства в работе.
Указанный технический результат достигается тем, что в ручном инструменте для резки эластичного материала, содержащем нож с режущей кромкой, рукоятку, продольно закрепленную на ноже, катки, установленные по обе стороны ножа на общей оси, перпендикулярной к плоскости ножа, каждый из катков снабжен кольцом, причем кольца в паре катков имеют разные наружные диаметры, а на общей оси катков размещена дополнительная дистанционная втулка заданной длины, установленная между боковой поверхностью катка с большим диаметром кольца и плоскостью ножа. Кроме этого режущая кромка ножа выполнена прямолинейной с определенным углом к плоскости резания материала, а вдоль режущей кромки на плоскости ножа выполнен продольный ряд отверстий.
Снабжение катков инструмента кольцами различных диаметров и размещение на общей оси катков дополнительной дистанционной втулки заданной длины, установленной между боковой поверхностью катка с большим диаметром кольца и плоскостью ножа, позволяет уменьшить усилие разрезания за счет уменьшения сил трения между кромками разрезаемого материала и боковыми поверхностями режущей кромки ножа. Уменьшение сил трения обеспечивается в процессе разрезания путем использования небольшого предварительного диагонального натяга, создаваемого посредством пространственного размещения роликов разных диаметров и дополнительной дистанционной втулки. Диагональный натяг способствует при резке одновременному разрыву материала и его отделению от режущей кромки, что и снижает в результате усилие разрезания. Применение одной пары катков вместо двух уменьшает габариты инструмента, делает его более удобным в эксплуатации.
Выполнение режущей кромки ножа прямолинейной с определенным углом к плоскости резания материала способствует уменьшению затрат на заточки, так как заточки могут быть выполнены на стандартном оборудовании без приспособлений, что делает инструмент более удобным в обслуживании.
Выполнение вдоль режущей кромки на плоскости ножа продольного ряда отверстий позволяет по мере притупления задействованного участка режущей кромки ножа использовать рядом расположенный острый участок путем переустановки общей оси катков вместе с катками в соседнее отверстие. Это продлевает срока службы инструмента от заточки до переточки.
Таким образом, отличительные признаки заявляемого технического решения, а именно снабжение катков кольцами с разными наружными диаметрами, размещение на общей оси катков дополнительной дистанционной втулки заданной длины, установленной между боковой поверхностью катка с большим диаметром кольца и плоскостью ножа, выполнение режущей кромки ножа прямолинейной с определенным углом к плоскости резания материала, а также выполнение вдоль режущей кромки на плоскости ножа продольного ряда отверстий позволяют достичь декларируемого технического результата.
На фиг. 1 показан общий вид инструмента, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез инструмента в работе; на фиг. 4 - вид на режущую кромку ножа с продольным рядом отверстий.
Предлагаемый ручной инструмент для резки эластичного материала  (см. фиг. 1 и фиг. 2) содержит нож 1, рукоятку 2, ось 3, проходящую через одно из отверстий 4 рядом с прямолинейной наклонной режущей кромкой 5. По бокам плоскости ножа 1 на оси 3 смонтированы два катка, каждый из которых в сборе содержит подшипник качения 6 соответственно с кольцами 7 и 8, которые ограничены от продольного перемещения шайбами 9 и стопорными быстросъемными шайбами 10, где кольцо 7, выполненное слева, имеет больший наружный диаметр, а кольцо 8 - соответственно меньший диаметр. Между плоскостью ножа 1 и кольцом 7 с упором на одну из шайб 9 на оси 3 установлена дополнительная дистанционная втулка 11 заданной длины. Длина дополнительной дистанционной втулки 11 совместно с толщиной шайбы 9 образуют функциональный параметр h (см.  фиг. 3) ручного инструмента. Функциональный параметр h выбирается равным трем-четырем толщинам разрезаемого материала. На фиг. 3 показано положение инструмента в работе относительно разрезаемого материала 12 на основании 13 рабочего стола. В основании 13 для направления ножа 1 и прохождения его на глубину выполнен поперечный столу сквозной паз 14, превышающий по своей длине ширину листа материала 12. Для обеспечения согласованной работы катков с кольцами разных диаметров под кольцом 8, имеющим меньший наружный диаметр, на основании 13 со стороны подачи материала 12 вдоль паза 14 установлена планка 15 с высотой, превышающей толщину материала 12. Таким образом, благодаря кольцам 7, 8 с различными диаметрами и дополнительной дистанционной втулке 11 формируется изгиб с некоторым натягом эластичного листового материала 12 по диагонали прямоугольника, одна сторона которого равна разности радиусов колец 7 и 8, а другая функциональному параметру h. Стрелка 16 показывает направление подачи материала 12 до подвижного упора 17, который имеет возможность переустановки параллельно торцовой стороне планки 15 на необходимую ширину разрезаемой заготовки. Материал 12 для порезки подается на основание 13 рабочего стола механизмом подачи до упора 17. Материал представляет собой лист значительной длины толщиной в пределах 3-5 мм, свернутый в рулон или сложенный зигзагообразно в кипу. Механизм подачи материала на чертежах условно не показан. На фиг.4 показан отдельный вид на нож 1 с продольным рядом отверстий 4 вдоль режущей кромки 5, выполненной прямолинейной под углом α к поверхности разрезаемого материала. Отверстия 4 предназначены для переустановки общей оси 3 катков вдоль режущей кромки 5 с целью перехода на следующие новые острые участки режущей кромки по мере притупления предыдущих участков.
Работают инструментом следующим образом. Материал 12 подают до упора 17, затем нож 1 вставляют в начало прорези паза 14, свободной от материала 12. Прижимая материал катками, состоящими в сборе из колец 7, 8 на подшипниках качения 6, производят разрезание материала 12 на всю его ширину. При этом участок режущей кромки ножа 1 всегда в процессе резки находится определенно ниже уровня материала 12, а положение рукоятки 2 с ножом 1 может быть таким, как показано на чертежах, так и наклоненным в сторону движения разрезания. Линия разрезки направляется пазом 14 у края планки 15. Так как с помощью новых конструктивных элементов, а именно роликов разных диаметров 7,8 и дополнительной дистанционной втулки 11 создан некоторый диагональный натяг эластичного материала, то при движении ножа происходит одновременно разрез, разрыв и отделение кромок материала 12 от боковых поверхностей режущей кромки. Этим достигается существенное снижение усилия разрезания без снижения качества кромок разрезаемого материала.
Переход на использование одной пары катков с кольцами 7, 8 уменьшает габариты инструмента и делает его более компактным и удобным в эксплуатации.
При затуплении отдельного участка режущей кромки 5 ножа 1 производят подналадку инструмента, заключающуюся в переустановке общей оси 3 катков из одного отверстия 4 в другое. Например, снимается с правой стороны быстросъемная упорная шайба 10, шайба 9 и каток, составленный из кольца 8 с подшипником 6, а левый набор деталей с осью 3 переставляют в другое, последующее отверстие 4 ножа 1 напротив участка режущей кромки 5, который еще не участвовал в резании. Далее производят сборку инструмента в обратном порядке, приводя его в исходное рабочее положение. Таким образом, используют все отверстия 4 до затупления практически всей длины прямолинейной режущей кромки 5. Этим достигается продление срока службы инструмента от заточки до переточки.
После использования всей длины режущей кромки 5 инструмент разбирается, и производят новую заточку ножа 1. Благодаря тому, что режущая кромка выполнена прямолинейной, заточку можно осуществлять на универсальном оборудовании без применения специальной технологической оснастки. Следовательно, техническое обслуживание инструмента упрощается.
Таким образом, предлагаемый ручной инструмент по сравнению с прототипом обладает новизной и позволяет достичь декларируемых технических результатов. Конструкция инструмента обеспечивает снижение усилия разрезания эластичного материала, продлевает срок службы от заточки до переточки его режущей кромки. Инструмент компактен, имеет небольшие габариты, удобен в работе и при техническом обслуживании. Заявленное устройство ручного инструмента испытано и может быть рекомендовано для резки полиэфирного пресс-материала, представляющего собой лист, свернутый в рулон, укрытый в вакууме с двух сторон специальной барьерной пленкой, в которой содержатся плотной массой смолы, наполнители, добавки и стекловолокно.