УСТРОЙСТВО ПЕРФОРИРОВАНИЯ ТОНКИХ ДЛИННОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК

Устройство перфорирования тонких длинномерных заготовок относится к области металлообработки и может использоваться в линиях для производства металлопрофиля, в частности, металлосайдинга.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение отсутствия деформации окрестности кромок получаемых отверстий.
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.
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.
Технический результат поясняется чертежами:
на фиг. 1 - общий вид устройства;
на фиг. 2 - вид устройства в разрезе;
на фиг. 3 - очаг перфорации;
на фиг. 4. - очаг перфорации в разрезе.
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.
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.