Способ машинной тепловой резки деталей из профильного проката

Способ машинной тепловой резки деталей из профильного проката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ COBETCHMX

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (s1) 4 В 23 К 28/00 В 23 К 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

В вку„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ/

К ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ " е 4 (21) 3793459/25-27 (22) 20.07.84 (46) 07.04.86. Бюл. ¹ 13 (72) В.В. Подлясский и Г.M. Волынкин (53) 621.791.94(088.8) (56) Мацкевич В.Д. Основы технологии машиностроения. Л.: Судостроение, 1980, с. 118.

Бельчук Г.А. Технология судостроения. Л.: Судпромгиз, 1954, с. 206-207.

Резка тепловая металлов. Тепловые технологические процессы.

ОСТ 5.9526-77. (54)(57) СПОСОБ МАШИННОЙ ТЕПЛОВОЙ

РЕЗКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПРОФИЛЬНОГО ПРОКАТА, включающий правку заготовок, их укладку на раскроечный стол, фиксацию в заданном положении и резку деталей, отличающийся тем, что, с целью сокращения трудоемкости и повышения точности резки деталей путем исключения волнистосA ,у — I

„„SU„„1222466 A ти, заготовки предварительно растягивают до напряжений, найденных из следующей формулы

gН"- -О,16Т++dTE, где 8 — предел текучести металла заготовки;

d. — коэффициент теплового расширения;

Т вЂ” температура нагрева заготовки в процессе резки;

Š— модуль Юнга, жестко закрепляют по концам к раскроечному столу, а резку выполняют с а перемычками, суммарное поперечное сечение(EfI катерах е одном попереч- е,,е ном резе заготовки определяют по формуле С:

&PF

Ej)— где F — поперечное сечение заготовки, режим резки назначают по толщине стенки профильного проката. г г

1 12

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам машинной тепловой резки деталей из профильного проката и может быть использовано в машиностроении при производстве металлоконструкций и судостроении.

Целью изобретения является сокращение трудоемкости и повышение точности резки деталей из профильного проката путем исключения волнистости заготовки в процессе ее резки.

На фиг. 1 показано расположение заготовок (полособульбы) на раскроечном столе машины типа "Кристалл", которые уложены в заданном положении без растяжения, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг . 1, на фиг. 3 — рас-, положение заготовок на раскроечном столе после их растяжения и закрепления по концам к раме раскроечного . стола на электроприхватках; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 3; на фиг. 5— заготовка, снятая с раскроечного стола после вырезки деталей, на фиг. 6 — разрез В-В на фиг. 5.

Способ осуществляется следующим образом.

На раскроечный стол 1 (фиг. 1) укладывают заготовки 2 (например, полособульбы), которые имеют остаточные после их правки деформации: прогибы 3 в плоскости раскроечного стола и прогибы 4 в направлении, перпендикулярном плоскости раскроечного стола. Затем заготовки закрепляют на одном конце к раме 5 раскроечного стола с помощью электроприхваток 6 (фиг. 3). Концы 7 заготовок длиной 150-200 мм поочередно нагре- вают, например, газовой горелкой и сразу же поочередно закрепляют к раме раскроечного стола электроприхватками 8. При охлаждении заготовки растягиваются и выравниваются, их продольные кромки 9 становятся прямолинейными и параллельными продольной координатной оси 10 раскроечного стола. В таком положении производят вначале вырезку проходов 11 в стенке заготовок, а затем заготовки разрезают на детали .12 поперечными резами 13, которые выполняют перемычками 14. После этого срезают, например, газовым резаком электроприхватки и заготов- . ки снимают с раскроечного стола.

В последнюю очередь вручную срезают перемычки.

22466 2

15

E. = о(Т, где

55

Растяжение заготовок из профильного проката устраняет их волнистость и делает прямолинейными их продольные кромки, а после закрепления заготовок из профильного проката к раме раскроечного стола в растянутом состоянии эти кромки остаются прямолинейными. Следовательно, появляется возможность надежно ориентировать прямолинейные продольные кромки заготовок параллельно одной из координатых осей раскроечного стола (целесообразно заготовки из профильного проката располагать не вдоль поперечной, а вдоль продольной оси длиной стороны раскроечного стола, так как в этом случае заготовки из профильного проката будут длиннее и значит отходов. металла будет меньше). При вырезке деталей поперечные резы заготовок из профильного проката следует-выполнять с перемычками (т.е. нЕ разрезать полностью заготовку поперек), чтобы в процессе резки заготов-ка из профильного проката оставалась в растянутом состоянии и чтобы сохранялась прямолинейность продольных кромок и их параллельность продольной координатной оси раскроечного стола. Таким образом, закрепление к раме раскроечного стола растянутых заготовок и вырезка деталей с перемычками создают необходимые условия для осуществления машинной тепловой вырезки деталей из профильного проката.

Величина напряжений растяжения

6 необходима для полного устранен ния деформации волнистости заготовки, зависит от первоначального значения этой деформации и не превышает

0,106 (Вт — предел текучести металла заготовки). Однако в процессе тепловой резки заготовка нагревается, что вызывает ее удлинение. Величина относительного удлинения, о — коэффициент теплового расширения, Т вЂ” температура нагрева заготовки, Тепловое удлинение заготовки может быть таким, что в ней исчезает первоначальное напряжение растяжения ЬР, заготовка вновь становится волнистой и вырезка деталей на машине типа "Кристалл" невозможна.!

222466

35

i,02

Для того, чтобы этого не произошло, чтобы заготовка в процессе тепловой резки оставалась растянутой до напряжений 6 0,10о, следует созда, вать в ней перед тепловой резкой заведомо достаточные начальные наРн пряжения 6, т.е. обеспечить соблюдения неравенства

6„) о,1оБ +E.Å

6,"> o,

1 где E — модуль Юнга металла заготовки, Тогда в заготовке в процессе резки нагрев снимает напряжения расстояния, равные ОСТЕ, но заготовка остается растянутой до величины

0,10 6 и, следовательно, будет пря1 мой, без волнистости.

Должен быть установлен и верхний предел для напряжений растяжения заготовки. Опасным является случай, при котором в процессе резки в первом поперечном сечении заготовки, где выполнен поперечный рез и остались только перемычки, напряжение растяжения превысит О т . В этом случае металл в перемычках потечет, заготовка удлинится, в ней вновь появятся упругие деформации вса нистости, что сделает дальнейшую машинную резку невозможной. Чтобы этот опасный момент не наступил, суммарная площадь поперечного сечения перемычек с в одном поперечном резе заготовок должна определяться неравенством

Е 6,), б,"-, где F — поперечное сечение заготовки, Используя формулу (1), получаем

Ef>(o o ) F

<ТЕ т н

ЕХ) . Г, (2) т

Когда металл в перемычках потечет при растяжении, то это опасно только для первого поперечного реза.

По мере нагрева заготовок в процессе резки напряжения растяжения в них уменьшаются и поэтому для последующих поперечных резов размеры перемычек могут быть меньше, чем они определяются формулой (2).

Назначают особый режим резки профильного проката, при котором по всей толщине разрезается только его стенка, а полка перерезается только по части его сечения, т.е ° режим резки назначают по толщине стенки профильного проката. Только при таком режиме вырезки деталей ,предлагаемый способ осуществим.

При полном перерезании полки и при сохранении перемычки в стенке заготовки у ее свободной кромки действующие в заготовке напряжения растяжения, приложенные равномерно по всему ее поперечному сечению вызывают изгиб заготовки в плоскости стенки (т.е. имеет место внецентренное растяжение) и дальнейшая вырезка деталей невозможна.

Кроме того, режим резки обеспечивает максимальную производительность процесса, так как стенка тоньше, чем, например, полка нолособульба, и скорость резки будет выше по сравнению с той, на которой полка полособульба перерезается полностью.

Пример. Детали вырезают из профильного проката (сталь ВИСтЗ) со следующими характеристиками:

Длина заготовки f м 8,0

Высота профиля h см

Толщина стенки S см 0,6

Площадь поперечного . сечения F, см 8,6

Предел 8. текучести, кг/см 2500

Коэффициент .удельной . объемной теплоемкости

C„, кал/см С .Коэффициент линейного теплового

50 расширения с/ 1/ С 12,5 ° 10

Суммарная длина всех резов для

55 одной загот о в к и f 1 (т.е. заготовка разреэается поперек 10 раз).

1222466

Отсюда необходимая температура где Я вЂ” введенное в заготовку тепло, кал, V — - объем заготовки, см э

-

Таким образом, температура нагрева заготовки после выполнения всех

10 поперечных срезов составляет

TÄ =540C

400 5.

T= . =35

cjГР

Я" > 0,106 + — Е дГ т. е. бр" > 338 кг/см = 0,136 . Нагрев одного из концов каждой заготовки выполняют на длине

Р„. = 20,0 см до температуры Т, Удлинение конца заготовки составляет и f„=d. Т„Г.

После того, как концы заготовок ,остынут до начальной температуры в закрепленном состоянии, в заготовках возникнут напряжения растяо T„Р„

Г жения ч

Температура нагрева заготовки определяется по формуле Г=

При такой температуре заготовка удлиняется на величину Я = 12,5<

° 10 "3,5"Г = 44,0 10 ° C.

Для того, чтобы это удлинение заготовки не вызвало появление в ней волнистости, необходимо ее растянуть до напряжений н т р

d. C„E

В рассматриваемом случае Следовательно, для выполнения

10 неравенства 6, )с(ТЕ достаточно концы заготовок на длине Г 20,0 см нагреть до температуры больше, чем

540 С (газовой ручной горелкой нетрудно выполнить нагрев до температуры 1200 С).

Для выполнения условия, выраженного формулой (2), необходимо в поперечных резах заготовки оставить перемычки с суммарным размером площади поперечного сечения

F f > 1,16 см -, При толщине стенки заготовки 0,6 см размер (длина) перемычки ра25 вен - 2,0 см (даже беэ учета

0;6 перемычки, остающейся в полке заготовки). Таким образом, условия формулы (2) легко выполняются.

Использование предлагаемого способа машинной тепловой резки деталей из профильного проката за счет выполнения операций резки на машине "Кристалл" сокращает трудоемкость изготовления деталей из полособульбового проката, а также повышает их качество.

A-А

1222466

1222466 д

Фиг. б

Заказ 1649/13

Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель З.Хаустова редактор Л.Гратилло Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман