РУЧНЫЕ НОЖНИЦЫ ДЛЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛА
HAND SHEARS FOR METAL CUTTING

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности для ручной резки листового металлопроката.
Известны ручные ножницы, содержащие неподвижный нож, закрепленный на станине, и подвижный нож, установленный на рычаге, шарнирно соединенном со станиной, который посредством рукоятки, шарнирно закрепленной на станине, и серьги, шарнирно соединяющей рукоятку с рычагом, осуществляет режущее движение относительно неподвижного ножа. Ножницы также имеют прижим, который прижимает исходный материал к неподвижному ножу (патент №2033905 RU, 1995.04.30, МПК B23D 29/00).
Известны также ручные ножницы, имеющие описанную выше конструкцию и снабженные неподвижным упором с измерительной линейкой в виде штангенциркуля, для резки материала необходимой длины (патент №2213648 RU, 2003.10.10, МПК B23D 29/00).
Эти известные ручные ножницы имеют рычажную схему работы, аналогичную обычным бытовым ножницам, и одинаковую конструкцию привода, от рукоятки, серьги и подвижного рычага с ножом. Отличаются только дополнительными деталями (прижим, упор с линейкой), позволяющими повысить удобство пользования ножницами, но не улучшающими сам процесс резания. Такие ножницы имеют ряд недостатков.
Усилие резания обратно пропорционально tg угла резания (φ), то есть чем больше угол резания φ между ножами, тем меньше усилие резания. В рычажных ножницах угол резания φ за один рез уменьшается от «max» до «0». Само место реза во время процесса, удаляясь от оси соединения рычага с верхним ножом, увеличивает усилие на рукоятке за счет изменения плечевых соотношений в рычажном механизме ножниц и, наконец, эта система из рукоятки, серьги и рычага с ножом не позволяет многократно снизить усилие на рукоятке от силы реза. Поэтому никогда не указывается максимальная толщина металла, который режется.
Известны ножницы для резки листового материала, содержащие две рукоятки с осями вращения, режущие губки, связанные между собой кинематической парой в виде эксцентриков с осями вращения. Эксцентрик одной из рукояток расположен в эксцентрике другой, при этом первая из рукояток закреплена на оси в режущей губке, а эксцентрик второй рукоятки образует другую режущую губку (патент №912412 SU, 15.03.1982, МПК B23D 29/02).
Указанные ножницы являются одним из вариантов такой же рычажной схемы, как и вышеназванные. Круглый профиль режущего эксцентрика, врезается в большую длину проката, и силы трения скольжения в шарнирных соединениях эксцентриков увеличивают усилия на рукоятках, а необходимость работы двумя руками не позволяет держать и контролировать обрабатываемый материал.
Технической задачей изобретения является расширение технических возможностей ручных ножниц для резки металла.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является возможность максимально снизить усилие резания при резке металла.
Указанная техническая задача решается за счет того, что ручные ножницы для резки металла, содержат закрепленный на плите неподвижный нижний нож, имеющий возможность перемещения верхний нож, связанный с рукояткой, установленной в корпусе. Причем верхний нож, работающий по принципу гильотины, размещен в держателе, имеет режущую кромку с конструктивно выбранным наклоном φ и связан с рукояткой, снабженной кулачком, шарнирно закрепленным в корпусе через ролик, установленный на оси в держателе верхнего ножа. Ножницы снабжены возвратными пружинами, соединенными сверху с корпусом, а снизу - с держателем для возврата его в исходное верхнее положение. Рабочий профиль кулачка выбирается в зависимости от вертикального хода ножа, который в свою очередь зависит от угла наклона режущей кромки верхнего ножа φ и длины реза за один ход.
На фиг.1 изображен общий вид сбоку ручных ножниц для резки металла, на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1.
Ручные ножницы для резки металла включают неподвижный нижний нож 1, закрепленный на вертикальной плите 2. На корпусе 3 крепится направляющая призма 4 с крышкой 5, в которых скользит нож-гильотина 6 с наклонной под углом φ режущей кромкой, закрепленный к держателю 7, на котором установлен ролик (шарикоподшипник) 8. В корпусе 3 вмонтирован на оси кулачок 9 с рукояткой 10. Пружины 11 сверху крепятся к корпусу 3, а снизу к держателю 7. Опорные винты 12 служат для выставления зазора резания между ножами 1 и 6.
Ножницы работают следующим образом. Верхний нож-гильотина 6 движется в прямоугольном отверстии направляющей призмы 4, закрепленной к корпусу 3 и опирающейся задней поверхностью на винты 12, регулирующие зазор резания. В процессе резания при опускании рукоятки 10 кулачок 9, поворачиваясь вокруг оси, через ролик 8 и держатель 7 опускает нож 6 и плавно, с постоянным усилием, режет прокат. При поднятой рукоятке 10 пружины 11 возвращают узел ножа-гильотины 6 в верхнее положение, прижимая ролик 8 к кулачку 9. Ножницы крепятся на столе и стоят на полу.
Предлагаемая конструкция позволяет получить 53-кратное уменьшение усилия на рукоятке по отношению к усилию резания, с учетом силы трения скольжения. В результате получаем следующие усилия на рукоятке, в зависимости от толщины проката S:
S=1 мм, усилие 1,75 кГ;
S=2 мм, усилие 7,0 кГ;
S=3 мм, усилие 15,5 кГ.
Ножницы представляют собой простую конструкцию, обеспечивают легкость и удобство работы, достаточный диапазон толщины обрабатываемого материала и компактность установки и могут быть использованы на слесарных, механических, ремонтных, лабораторных и др. рабочих участках.