УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ БЛОКА ГУБЧАТОГО ТИТАНА
DEVICE TO CUT TITANIUM SPONGE BLOCK

Изобретение относится к области металлообработки цветных металлов и к области цветной металлургии, в частности к устройствам для резки блока губчатого титана.
Известно устройство для резки блока губчатого титана (патент RU №2385205 МПК B23D 15/04), включающее в себя станину, стол, жестко прикрепленный к станине и снабженный боковыми стенками для установки между ними блока, силовую раму, выполненную с возможностью вертикального перемещения в ней ползуна с режущим инструментом с приводом от гидроцилиндра и зажима блока губчатого титана с приводом перемещения с проставками, манипулятор с захватом для горизонтального перемещения блока по опорной поверхности стола с приводом от гидроцилиндра, подвижный упор, прикрепленный к силовой раме и обеспечивающий заданную величину срезаемого слоя.
Недостатком устройства является то, что из-за неровной поверхности блока губчатого титана при установке его на стол происходит неравномерное смещение блока относительно плоскости реза, т.е. отсутствует возможность центровки блока как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
Известно устройство для резки блока губчатого титана (патент РФ №2486036, МПК B23D 15/04), принятое в качестве прототипа, содержащее станину, стол, жестко прикрепленный к станине и снабженный боковыми стенками, образующими призму для установки между ними блока, силовую раму, выполненную с возможностью вертикального перемещения в ней ползуна с режущим инструментом с приводом от гидроцилиндра, зажим, контактирующий упорной поверхностью с блоком губчатого титана и с другой стороны с приводом перемещения, манипулятор, установленный на столе для горизонтального перемещения блока по опорной поверхности стола и соединенный с приводом от гидроцилиндра, выполненный в виде платформы с боковыми держателями, снабженными роликами с вертикальной и горизонтальной осью вращения, при этом на платформе установлен рычаг, на конце которого выполнена опора с возможностью подъема верхушки блока и удержания его в этом положении до начала реза блока, контактирующая в исходном положении с опорной поверхностью стола, стенки которого выполнены в виде боковин с образованием призмы, с внешней стороны которых выполнены пазы для размещения в них взаимно перпендикулярных направляющих для перемещения по ним боковых держателей манипулятора.
Недостатком устройства является то, что оно позволяет работать с блоками губчатого титана только достаточно правильной формы с незначительными неровностями поверхности верхушки блока. Однако верхушка блока может иметь сильно искаженную форму, с различными выростами значительной величины, в том числе и острыми. При попадании такого выроста на плоскую опору манипулятора, блок неизбежно поворачивается, теряет центрирование, что приводит к некачественному резу, увеличению припусков на рез и, соответственно, к снижению выхода годной титановой стружки.
Угол призмы для установки блока 50-70° создает повышенные распорные усилия, что усиливает смещение оси блока.
Ролики платформы манипулятора, перемещающиеся по взаимно перпендикулярным направляющим, допускают смещение платформы в горизонтальной плоскости, что снижает надежность центрирования блока.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в обеспечении надежного центрирования блока титановой губки путем исключения проворота блока, при попадании острого выроста верхушки блока на опору манипулятора.
Эта задача решается следующим образом.
В известном устройстве для резки блока губчатого титана, содержащем станину, стол, жестко прикрепленный к станине и снабженный боковинами с образованием призмы для установки блока, силовую раму, выполненную с возможностью вертикального перемещения в ней ползуна с режущим инструментом с помощью привода от гидроцилиндров, зажим, контактирующий упорной поверхностью с блоком губчатого титана и с другой стороны с приводом перемещения, манипулятор, установленный в направляющих на столе для горизонтального перемещения блока, выполненный в виде платформы с боковыми держателями, снабженными роликами, имеющими возможность вращения и перемещения в направляющих боковин, и рычагом, на конце которого выполнена опора для верхушки блока, с возможностью ее подъема и удержания в этом положении до начала реза блока, контактирующая в исходном положении с опорной поверхностью стола, согласно изобретению, опора для верхушки блока выполнена в виде многостержневого подхвата с четным количеством стержней не менее четырех, нижние поверхности которых лежат в одной плоскости на опорной поверхности стола, каждый стержень установлен с возможностью контакта его ребер с верхушкой блока, при этом угол между гранями стержня не превышает 90°.
Многостержневой подхват может быть выполнен в виде четырех (и более) четырехгранных или трехгранных стержней, нижние поверхности которых лежат в одной плоскости.
Кроме того, привод ползуна с режущим инструментом выполнен в виде трех независимых гидроцилиндров, при этом боковины стола снабжены комплектом сменных накладок для установки блоков различного диаметра.
Рабочие поверхности боковин стола смонтированы под углом 75-90° друг к другу, ролики боковых держателей имеют горизонтальную ось вращения и снабжены ребордами, а направляющие боковин соответственно установлены горизонтально.
На фиг.1 изображен общий вид устройства в исходном положении (перед началом реза).
На фиг.2 изображен вид сверху на устройство (положение при загрузке блока).
На фиг.3 изображен поперечный разрез по столу и манипулятору (разрез А-А на фиг.1).
На фиг.4 изображен вид подхвата с торца с установленной на них верхушкой блока.
На фиг.5 изображен поперечный разрез Б-Б на фиг.1 по столу в зоне резания.
На фиг.6 выносной вид В на ролики бокового держателя.
Устройство включает в себя станину 1, с рабочей поверхностью 2, режущий инструмент 3, установленный на ползуне 4, стол 5 для установки блока 6, силовую раму 7, включающую проставки 8 и выполненную с возможностью вертикального перемещения в ней ползуна от гидроцилиндров 9, 10, 11 и зажима 12 блока губчатого титана с приводом от гидроцилиндра 13, манипулятор 14 с упором 15 с приводом от гидроцилиндра 16, выполненный в виде платформы 17, с боковыми держателями 18, снабженными роликами 19 с горизонтальной осью вращения и ребордами 20, на платформе установлен рычаг 21 с приводом от гидроцилиндра 22, на конце которого установлена опора, выполненная в виде многостержневого подхвата 23 с четным количеством многогранных стержней 24. Четыре (и более) стержня 24 симметрично расположены относительно продольной оси блока 6, нижние поверхности их лежат в одной плоскости и контактируют в исходном положении с опорной поверхностью 25 стола 5, ребра «a» каждого стержня размещены по образующей полуцилиндра, радиус кривизны которого принадлежит интервалу от радиуса обрабатываемого блока до бесконечности (при радиусе, равном бесконечности поверхность образует плоскость). На столе установлены боковины 26, образующие призму 27, рабочая поверхность которых в зоне резания снабжена сменной пластиной 28, установленной под углом 45°, выполняющей роль неподвижного ножа. Устройство снабжено комплектом сменных накладок 29, которые устанавливаются вне зоны резания на призму 27, позволяющие устанавливать блоки различных диаметров, например 1000 мм, 1500 мм, 2000 мм. С внешней стороны боковин 26 располагаются направляющие 30, по которым на роликах 19 перемещается платформа 17 манипулятора 14, а в зоне резания установлены кронштейны 31, передающие распорные усилия P при резке блока на проставки 8 силовой рамы.
Устройство работает следующим образом.
Ползун 4, к которому жестко прикреплен режущий инструмент 3, например нож, устанавливают с помощью гидроцилиндров 9, 11 в крайнее верхнее положение в раме 7. Блок 6 губчатого титана устанавливают на поверхность 25 стола 5. С помощью гидроцилиндра 16 перемещают манипулятор 14 с держателями 18, установленными на роликах 19 на направляющих 30, до соприкосновения с упором 15 блока 6, далее включают гидроцилиндр 22, который приводит в движение рычаг 21, размещенный на платформе 17 манипулятора 14. Подхват 23 рычага 21 поднимает верхушку блока 6 до нужного положения по высоте. При этом выступы неправильной формы верхушки блока попадают между стержнями 24, и поскольку угол между гранями стержней не более 90°, ребра стержней надежно фиксируют верхушку блока 6. Расположение ребер «а» по образующей полуцилиндра, радиус кривизны которого не менее радиуса обрабатываемого блока, обеспечивает правильную установку блока в случае, если его верхушка короткая и часть основного тела блока контактирует с подхватом 23.
Далее блок 6 перемещают манипулятором 14 на рабочую поверхность 2 станины 1 до выдвижения торца блока 6 за плоскость резания на необходимую величину, при этом начальная, цилиндрическая часть блока расположена в зоне сменных пластин 28 боковин 26 без зазоров. Это означает, что проделанные манипуляции с блоком 6 выставили его торец параллельно плоскости реза как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.
В рабочие гидроцилиндры 9, 11 подают давление, и ползун 4 с режущим инструментом 3, например ножом, совершает рез дефектного слоя. После окончания реза ползун 4 с режущим инструментом 3 поднимают в верхнее положение, убирают дефектную губку и устанавливают контейнер для приема качественной губки. Далее настраивают устройство на послойную резку блока. Во время резки блока при прохождении режущего инструмента 3 ниже горизонтальной оси блока 6 происходит отрыв больших кусков губчатого титана, при этом возникают значительные распорные усилия P, воздействующие на сменные пластины 28 рабочих поверхностей призм 27 в точках контакта, расположенных под углом X, равным 75-90°, при этом боковины 26 удерживаются от перемещения кронштейнами 31, передающими распорные усилия на проставки 8 силовой рамы 7. Величина угла X, равная 75-90°, является оптимальной, обеспечивающей наименьшую величину распорных усилий, что снижает возможность децентровки блока.
Реборды 20 роликов 19 предотвращают смещение платформы 17 манипулятора 14 в горизонтальной плоскости, что также снижает возможность децентровки блока.
Окончательное измельчение кусков верхушки блока 6 происходит за счет пирамидальной насечки, выполненной на упорной поверхности зажима 12, который приводят в движение с помощью гидроцилиндра 13.
Поскольку блок 6 надежно центрирован, имеется возможность устанавливать ползун 4 с одним гидроцилиндром 9, размещенным по оси ползуна 4, что обеспечивает использование гидроцилиндров 9, 10, 11 в различных сочетаниях. Для небольших блоков в работу включается только гидроцилиндр 9, для средних - гидроцилиндры 9, 11, для крупных - задействуют все гидроцилиндры 9, 10, 11, при этом для установки блоков различного диаметра имеется комплект сменных накладок 29.
Таким образом, предложенное устройство для резки блока губчатого титана позволяет надежно центрировать блок, в связи с чем повышается выход годной титановой стружки, расширяются функциональные возможности устройства, так как можно обрабатывать блоки различного диаметра, причем энергозатраты снижаются за счет рационального включения гидроцилиндров привода ползуна в различных комбинациях в зависимости от размера блока.