Ножницы для резки листового материала

Ножницы для резки листового материала

Реферат

 

1. НОЖНИЦЫ ДЛЯ РЕЗКИ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА, содержащие неподвижный нож, закрепленный на станине и качающийся нож, размещенный на ножевой балке, соединенной осью с коромыслом и установленной на приводном кривошипном валу, расположенном перпендикулярно ножевой балке, отличающиеся тем, что, с целью упрощения конструкции, кривошипный вал размещен в средней части ножевой балки, а коромысло шарнирно соединено со станиной.

2. Ножницы по п. 1, отличающиеся тем, что качающийся нож выполнен с прямолинейной режущей кромкой, а ось расположена на одной линии с этой кромкой.

3. Ножницы по п. 1, отличающиеся тем, что качающийся нож выполнен с радиусной режущей кромкой, а ось расположена на циклоиде, центр кривизны которой размещен на шарнире. Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для резки, и может быть использовано при резке листового материала. Известны ножницы для резки листа, содержащие нижний неподвижный нож, закрепленный на станине, верхний качающийся нож, установленный в ножевой балке и механизм перемещения ножа. Верхний нож совершает качательное движение с помощью двух кривошипных валов, эксцентриковые оси которых развернуты по отношению друг друга. Кривошипные валы соединены с ножеой балкой шатунами. Недостаток заключается в сложной кинематике, а, следовательно, и конструкции, что делает ножницы тяжеловесными и больших габаритов. Известны ножницы для резки листового материала, содержащие неподвижный нож, закрепленный на станине и качающийся нож, размещенный на ножевой балке, соединенной осью с коромыслом и установленной на приводном кривошипном валу, расположенным перпендикулярно ножевой балке. Недостаток состоит в сложной конструкции ножниц. С целью упрощения конструкции, кривошипный вал размещен в средней части ножевой балки, а коромысло шарнирно соединено с станиной. Качающийся нож выполнен с прямолинейной режущей кромкой, а ось расположена на одной линии с этой кромкой. Качающийся нож выполнен с радиусной режущей кромкой, а ось расположена на циклоиде, центр кривизны которой размещен на шарнире. На фиг. 1 изображен вид спереди ножниц; на фиг. 2 показаны этапы резания листового материала верхним ножом с прямолинейной режущей кромкой. Ножницы состоят из станины 1 ножевой балки 2, кривошипного вала 3 и коромысла 4. Станина 1 выполнена составной и включает две стойки 5, которые вверху соединены поперечиной 6, а внизу столом 7. В столе 7 укреплен нижний неподвижный нож 8, а в ножевой балке 2 верхний подвижный нож 9. Ножевая балка 2 соединена с коромыслом 4 осью 10, а коромысло соединено с станиной 1 шарниром 11. Ножевая балка 2 установлена на эксцентриковой шейке кривошипного вала 3, который соединен с электромеханическим приводом (на чертеже не показан). Ось кривошипного вала 3 расположена в плоскости, перпендикулярной режущей кромке нижнего ножа 8, а ножевая балка 2 установлена непосредственно на кривошипном валу 3, что позволяет сократить число кинематических звеньев. Кривошипный вал 3 расположен в вертикальной плоскости, проходящей через середину нижнего ножа 8, при этом происходит одинаковая величина качания обоих концов ножа. При другом расположении меняется характер его движения. При смещении кривошипного вала относительно середины на половину длины ножа, движение ножа будет аналогично движению, которое совершает половина ножа (левая или правая), изображенная на фиг. 2. При радиусном верхнем ноже величина эксцентриситета эксцентриковой шейки кривошипного вала зависит от положения его оси по отношению к ножу как по вертикали, так и по горизонтали. При радиусной форме режущей кромки верхнего ножа положение оси 10 и шарнира 11 соединяющих коромысло с ножевой балкой и со станиной, а также величина коромысла должны обеспечивать движение качения верхнего радиусного ножа по прямому нижнего ножу. Ось 10, соединяющая коромысло с ножевой балкой, должна перемещаться по циклоиде, а величина коромысла должна соответствовать радиусу кривизны участка циклоиды, по которому перемещается эта ось при качении, верхнего ножа ножниц по нижнему. Шарнир 11, соединяющий коромысло со станиной, должен находиться в центре кривизны участка циклоиды. Определение координат отдельных точек циклоиды, а также величина кривизны участка циклоиды производится по известным математическим формулам. Работа ножниц осуществляется следующим образом. При вращении кривошипного вала 3 ножевая балка 3 с верхним прямолинейным ножом 9 (см. фиг. 2) совершает качательное движение таким образом, что собственно резание происходит в области оптимально выбранного угла резания. Ось 10 коромысла 4 расположена на линии режущей кромки верхнего ножа. Коромысло 4 занимает горизонтальное положение при среднем положении подвижного шарнира 10. Длина коромысла на порядок, т.е. не менее чем в 10 раз больше вертикального перемещения оси 10 коромысла 4. При указанных условиях горизонтальное перемещение режущей кромки ножа при резании настолько незначительно, что практически не влияет на процесс резания. При вращении кривошипного вала 3 эксцентриковая ось его, перемещаясь по окружности, совершает как вертикальное, так и горизонтальное перемещение. Вертикальное перемещение эксцентриковой шейки кривошипного вала 3 вызывает вертикальное перемещение оси 10, а горизонтальное перемещение качание ножевой балки 2 относительно оси 10. Сочетание вертикального перемещения эксцентрика и качания ножевой балки 2 с верхним ножом 9 позволяет выгодно использовать эксцентрик при резании. На фиг. 2 показаны этапы резания листа 12 верхним ножом с прямолинейной режущей кромкой. Положение а. Верхний нож находится в исходном горизонтальном положении. Эксцентриковая ось кривошипного вала 3 находится вверху. Положение б. При первоначальном вращении эксцентриковой оси происходит качание (поворот) ножевой балки с верхним ножом до соприкосновения его левого угла с листом (т.е. преимущественно горизонтальные перемещения эксцентрика). Положение в. В последующей фазе вращения у эксцентриковой оси происходит, преимущественно, вертикальное перемещение и происходит собственно резание. Положение г. При этой фазе вращения эксцентриковая ось имеет больше горизонтальных перемещений, т.е. качание ножевой балки, при котором происходит дорезание правого нижнего угла листа и окончание реза. При дальнейшем вращении эксцентриковой оси (положения д и е) происходит подъем верхнего ножа вверх, т.е. возврат его в исходное положение. При качении верхнего ножа 9 по нижнему ножу 8 ось шарнира, соединяющая ножевую балку 2 с кривошипом 3, перемещается по укороченной циклоиде, а подвижная ось 10, соединяющая ножевую балку с коромыслом 4 по удлиненной циклоиде, так как она расположена на большем радиусе, чем радиус ножа. Ось эксцентриковой шейки кривошипного вала перемещается по укороченной циклоиде, которая близко совпадает с дугой окружности, радиус которой соответствует величине эксцентриситета эксцентриковой шейки. Ось 10 коромысла 4 перемещается при качании верхнего ножа по нижнему по удлиненной циклоиде, которая близко совпадает с дугой окружности, радиус которой равен длине коромысла 4, а центр этого радиуса находится в точке, совпадающей с шарниром 11, соединяющим коромысло 4 со станиной 1. Налагаемые на ножевую балку 2 две такие связи, т.е. шарнирное cоединение ее c экcцентриковой шейкой кривошипного вала 3 привода ножниц и шарнирное cоединение ножевой балки 2 c коромыcлом 4 дают необходимое перемещение верхнему ножу. Hожницы имеют только четыре кинематичеcких звена, т.е. один кривошип, ножевую балку, коромысло и станину. Сокращение числа кинематических звеньев значительно упрощает конструкцию ножниц, снижает ее металлоемкость, что приводит к уменьшению веса конструкции ножниц. Такая кинематическая схема ножниц позволяет использовать не только вертикальные перемещения эксцентриковой оси, но и горизонтальные, поэтому можно выгодно использовать эксцентрик, уменьшить его размеры, а, следовательно, крутящий момент и мощность. Расположение оси кривошипного вала в плоскости, перпендикулярной режущей кромке нижнего ножа, а ножевой балки непосредственно на кривошипном валу дает возможность использовать только один кривошипный вал. Расположение оси кривошипного вала в средней части ножевой балки позволяет уменьшить радиус эксцентриситета эксцентриковой шейки кривошипного вала, а, следовательно, и крутящий момент при той же геометрии и ходе ножа. С уменьшением радиуса кривошипного вала уменьшается соответственно мощность привода.

Формула изобретения

1. НОЖНИЦЫ ДЛЯ РЕЗКИ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА, содержащие неподвижный нож, закрепленный на станине и качающийся нож, размещенный на ножевой балке, соединенной осью с коромыслом и установленной на приводном кривошипном валу, расположенном перпендикулярно ножевой балке, отличающиеся тем, что, с целью упрощения конструкции, кривошипный вал размещен в средней части ножевой балки, а коромысло шарнирно соединено со станиной. 2. Ножницы по п. 1, отличающиеся тем, что качающийся нож выполнен с прямолинейной режущей кромкой, а ось расположена на одной линии с этой кромкой. 3. Ножницы по п. 1, отличающиеся тем, что качающийся нож выполнен с радиусной режущей кромкой, а ось расположена на циклоиде, центр кривизны которой размещен на шарнире.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2