Устройство для резки труб

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована в машиностроении, стройиндустрии и других отраслях промышленности для резки труб на мерные заготовки, в частности для резки труб различного поперечного сечения - квадратного, прямоугольного, круглого, овального плоским ножом, сдвоенным в форме гильотины. Возможно использование в заготовительных отделениях, на участках резки машиностроительных, металлургических, металлопрокатных и других предприятий.
Известен аналог - устройство блок ножей для резки проката в описании изобретения к авторскому свидетельству №1690974, МПК B23D 21/00, от 14.04.1989, опуб. 15.11.1991, содержащее подвижный верхний и неподвижный нижний ножи, каждый из которых выполнен призматической формы с вырезом, образованным цилиндрической поверхностью и сопряженными с ней боковыми поверхностями и образующим при пересечении с фронтальной поверхностью режущую кромку. На боковых поверхностях выреза верхнего ножа выполнены выступы пирамидальной формы, одна из граней боковой поверхности каждого из которых совмещена с фронтальной поверхностью ножа, на которой выполнена режущая кромка, при этом высота каждого выступа равна 0,03÷0,15 радиуса цилиндрической поверхности выреза, включающий размещение трубной заготовки на рабочей поверхности опоры, имеющей профиль в виде полуцилиндра, перемещение подвижного ножа вниз, имеющего такой же профиль, в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки, и разрезание заготовки.
Недостатки: недостаточно высокие производительность труда и срок службы устройства, невозможность резки трубы под углом 30°, 60° и 45°, работать с трубой круглого и овального сечения.
За счет рабочей поверхности ножа, имеющей профиль полуцилиндра, в момент внедрения режущих кромок в тело трубы увеличивается площадь их взаимодействия с поверхностью разрезаемой заготовки, что ведет к увеличению усилия, необходимого для разрезания заготовки, увеличивается вероятность ускоренного износа механизмов, особенно при обработке заготовок, изготовленных из сталей и сплавов высокой твердости. Кроме этого, опора оказывает подпирающее воздействие только в одной плоскости, что может привести, например, при незначительном затуплении ножа к искривлению и деформации заготовки вместо ее отделения. С помощью аналога можно обрабатывать трубы строго одного калибра и только круглого поперечного сечения с недостаточно высокой производительностью труда.
Известно устройство для резки в способе резки труб квадратного поперечного сечения и устройство для его осуществления в описании изобретения к патенту №2513560, МПК B23D 21/00, от 16.08.2012, опубл. 20.04.2014, включающее установку трубы на профилированной опоре с последующим ее разрезанием при помощи плоского ножа с углом в плане, образованным режущими кромками ножа, на одной режущей плоскости ножа выполняют величиной, равной или примерно равной 95°, на другой - 85°, при этом режущие кромки обеих плоскостей соединяют между собой с образованием плоских переходных поверхностей, опору, образуемую из двух симметричных пластин, на каждой из которых выполняют грани, сходящиеся в нижних их частях под прямым углом, для упора в них разрезаемой трубы, причем поверхности граней выполняют плоскими, при этом указанные пластины закрепляют одна относительно другой с зазором равным толщине ножа, выбранной из соотношения S=(1,5…2,5)δ, предпочтительно (1,8…2,2), где: S - толщина ножа, δ - толщина стенки трубы, причем опору выполняют открытой для обеспечения установки на ее грани заготовки, при этом при резке трубу устанавливают на опоре с обеспечением взаимодействия нижних граней трубы с ответными гранями опоры, затем перемещают плоский нож по направлению к основанию опоры сверху вниз в вертикальном направлении и пробивают по крайней мере одно ребро трубы, образованное двумя ее верхними гранями, после чего производят резание верхних, а затем и нижних граней с обеспечением требуемого угла между режущей кромкой ножа и разрезаемой ею гранью, при этом окончательное отделение заготовок друг от друга осуществляют за счет пропускания плоского ножа в зазор между двумя пластинами, образующими опору, образованную двумя симметричными пластинами, на каждой из которых выполнены грани, сходящиеся в нижних их частях под прямым углом, для упора в них разрезаемой трубы, причем поверхности граней выполнены плоскими, при этом пластины закреплены одна относительно другой с зазором, равным толщине ножа, причем опора выполнена открытой для обеспечения установки на ее грани заготовки, которое выбрано в качестве прототипа для заявляемого устройства резки труб.
Недостатки: недостаточно высокие производительность труда и срок службы устройства, невозможность резки трубы под углом 30°, 60° и 45°, работать с трубой круглого и овального сечения.
Недостаточно высокая производительность труда обусловлена возможностью работы только с одной заготовкой во время резки трубы, невозможностью резки труб под углом 30°, 60° и 45°, невозможностью режущему ножу заходить под углом к размещенной в инструменте заготовке, работать с трубой круглого и овального сечения вследствие сходящихся строго под прямым углом граней для укладки заготовок.
Технический результат: повышение производительности труда с обеспечением одновременного резания двух труб различного поперечного сечения - квадратного, прямоугольного, круглого, овального, как под прямым углом, так и под углами 30°, 60° и 45°, с повышением срока службы устройства.
Технический результат в устройстве для резки труб достигается за счет того, что представляет собой штамп, в нижней части которого, в матрицедержателе размещены две полуматрицы, имеющие приемные открытые полости для труб и скрепленные штифтами, а в верхней части него в пуансоножержателе закреплен плоский нож, выполненный сдвоенным в форме гильотины с углом при вершине 6-9°, который может совершать вертикальное перемещение по направлению к приемным открытым полостям, причем каждая из двух полуматриц, имеющая проставки, выполнена в виде зеркально отраженных относительно друг друга пластин с пазами для захода между ними плоского ножа под углом 30°, 60° и 45° и 90°, с углублениями на боковых сторонах для удаления отхода металла при резке трубы.
Технический результат достигается за счет наличия в полуматрицах двух открытых полостей для укладки труб, что позволяет осуществлять резку двух труб одновременно, а нож для резки выполнен сдвоенным соответственно двум открытым полостям для укладки труб в полуматрицах. Две открытые полости для укладки труб имеются на всех полуматрицах для резки под углом 30°, 60° и 45° и 90°, за счет выполнения сменных полуматриц в виде пластин с ответными пазами для захода ножа под конкретным углом к укладываемым в приемные открытые полости полуматриц труб, за счет того, что каждая из двух полуматриц, имеющая проставки, выполнена в виде зеркально отраженных относительно друг друга пластин с пазами для захода между ними плоского ножа под углом 30°, 60° и 45° и 90°. Полуматрицы закрепляются в матрицедержателе, который находится в нижней части штампа. Зажимы фиксируют полуматрицы в матрицедержателе, а также с помощью зажимов возможно отцентровать полуматрицы относительно ножа. При замене полуматриц зажимы раскручивают для извлечения полуматриц из матрицедержателя.
При перенастройке на другой угол резки трубы сначала раскручивают зажимы и извлекают из матрицедержателя полуматрицы, выбивают штифты, разделяют полуматрицы одну от другой и извлекают проставки. Далее подбирают новые полуматрицы в зависимости от требуемого угла резки, помещают между ними проставки и скрепляют штифтами. Устанавливают собранные полуматрицы в матрицедержатель. С помощью зажимов центрируют полуматрицы относительно ножа таким образом, чтобы приемные полости полуматриц находились точно под вершинами гильотины ножа. Фиксируют зажимами полуматрицы.
За счет того, что нож для резки труб, выполненный сдвоенным в форме гильотины с углом при вершине 7°, обеспечивает равномерное усилие реза по всему сечению трубы, напряжения сжатия при контакте ножа с трубой равномерно распределяются по всей режущей кромке, благодаря чему общее потребное усилие реза снижается, и, как следствие, повышается срок службы ножа. Углубления для удаления отхода при резке выполнены с обеих сторон каждой из полуматриц, которые при затуплении режущей кромки матрицы можно переставлять сторонами. Это повышает срок службы каждой полуматрицы в два раза.
Оптимальные параметры резки достигаются при угле при вершине ножа равном 7°. При значении угла менее 6° наблюдается явление сдавливания металла в месте контакта ножа с разрезаемой трубой, что может повлечь за собой смятие трубы. При значении угла больше 9° значительно возрастают напряжения на ноже, что сокращает срок службы инструмента.
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.
Возможность осуществления заявляемой полезной модели в промышленности позволяет признать его соответствующим критерию промышленной применимости.
Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами, где
на фиг. 1 показано устройство спереди с уложенными трубами квадратного поперечного сечения;
на фиг. 2 показаны полуматрицы для реза под прямым углом, вид сверху;
на фиг. 3 - полуматрицы для реза под углом 45°, вид сверху;
на фиг. 4 - полуматрицы для реза под углом 60°, вид сверху;
на фиг. 5 - полуматрицы для реза под углом 30°, вид сверху.
Заявляемое устройство представляет собой штамп, в нижней части которого располагаются две полуматрицы 2 с приемными открытыми полостями 7 для трубы 3, а в верхней части него в пуансоножержателе 8 закреплен плоский нож 1, выполненный сдвоенным в форме гильотины с углом при вершине 6-9°, который совершает вертикальное перемещение по направлению к приемным открытым полостям 7, причем каждая из двух полуматриц 2 выполнена в виде зеркально отраженных относительно друг друга пластин, образующих между собой паз 11 для захода между ними плоского ножа 1, под углом 30°, 60° и 45° и 90°, а с боковых сторон каждой полуматрицы 2, имеются углубления 5 для удаления отхода металла при резке труб 3. Форма приемных полостей 7 полуматриц 2, обеспечивает размещение в них труб 3 различного поперечного сечения - квадратного, прямоугольного, круглого, овального. Размер паза 11 для захода ножа 1 между полуматрицами 2 обеспечивается проставками 6, которые размещаются между полуматрицами 2 и скрепляются штифтами 4. Полуматрицы 2 закрепляются в матрицедержателе 9, который находится в нижней части штампа. Полуматрицы 2 закрепляются в матрицедержателе 9, который находится в нижней части штампа. Зажимы 10 фиксируют полуматрицы в матрицедержателе, а также с помощью зажимов 10 возможно отцентровать полуматрицы 2 относительно ножа 1. При замене полуматриц 2 зажимы 10 раскручивают для извлечения полуматриц 2 из матрицедержателя 9.
Работа заявляемого устройства.
Трубы 3 устанавливают в приемные открытые полости 7 полуматриц 2, выполненные в виде сходящихся под углом граней, форма которых обеспечивает размещение в них труб 3 различного поперечного сечения - квадратного, прямоугольного, круглого, овального и продвигают до упора (не показан). Полуматрицы 2 заранее подбирают в зависимости от необходимого угла резки, соединяют между собой штифтами 4 и устанавливают в матрицедержатель 9, закрепленный в нижней части штампа, фиксируют и центруют зажимами 10. Проставки 6 обеспечивают необходимый размер паза 11 для захода ножа 1 между полуматрицами 2 с учетом толщины ножа 1 и технологическим зазором резки. Нож 1, закрепленный в пуансонодержателе 8 в верхней части штампа, связанной с ползуном пресса (пресс не показан), выполненный сдвоенным в форме гильотины с углом 6-9° при вершине, совершает вертикальное перемещение по направлению к приемным открытым полостям 7, за один ход разрезает трубу 3 с удалением части металла в отход. Отход металла беспрепятственно выпадает из зоны штампа благодаря углублениям 5 для удаления отхода металла на боковых стенках полуматриц 2. Плоский нож 1 после разрезания труб 3 поднимают, возвращают в исходное положение, затем отрезанные трубы 3 под действием сил тяжести выпадают из зоны штампа в приемный контейнер (не показан).
При перенастройке на другой угол резки сначала раскручивают зажимы 10 и извлекают из матрицедержателя 9 полуматрицы 2, выбивают штифты 4, разделяют полуматрицы одну от другой и извлекают проставки 6. Далее подбирают новые полуматрицы в зависимости от требуемого угла резки, помещают между ними проставки 6 и скрепляют штифтами 4. Устанавливают собранные полуматрицы 2 в матрицедержатель 9. С помощью зажимов 10 центрируют полуматрицы 2 относительно ножа 1 таким образом, чтобы приемные полости 7 полуматриц 2 находились точно под вершинами гильотины ножа 1. Фиксируют зажимами 10 полуматрицы 2. Трубы 3 устанавливают в приемные открытые полости 7 полуматриц 2. После чего цикл резки труб повторяют.