Дисковые ножи

Дисковые ножи являются рабочим органом ножниц – промышленных установок, которые осуществляют разделку полосового и рулонного материала, задействуя непрерывно вращающуюся оснастку.

Расчет стоимости дисковых ножей на [email protected]. Не забудьте указать марку металла и количество.

В отличие от резки методом обкатки эта технология считается более универсальной и позволяет с высокой производительностью распускать широкие рулоны на ленты, не допуская появления отходов.

Принцип работы

Верхний и нижний диски, снабжённые симметричными скосами (односторонние заказываются нам значительно реже) получают принудительное вращение в разные стороны от электропривода ножниц через систему понижающих передач. Угловая скорость обоих дисков постоянна. Продольное передвижение распускаемого профиля производится за счёт сил трения о боковую поверхность.

В зависимости от количества позиций агрегаты подразделяют на три группы:

• Однодисковые, у которых нижний нож неподвижен и прикреплён к столу;
• Парнодисковые, рабочая зона у которых включает в себя верхний нож с односторонне изготовленным углом (ось расположена перпендикулярно направлению подачи разделяемого металлопроката) и нижний, который заканчивается одинаковыми углами с каждой из сторон;
• Включающие несколько дисков, который могут обладать тремя и более парами разделяющих роликов. Они выполняют не только роспуск рулонов и широких лент, но и обрезку боковых сторон.

В свою очередь, парнодисковые агрегаты бывают трёх исполнений: имеющие параллельно размещённые оси, а также оснащённые  одним или двумя наклонными приспособлениями для разъединения.

Практические возможности установок первой группы — роспуск листов и получение круглых в плане изделий. Толщина материала от 2,5 до 30 мм, продуктивность реза — от 5 до 20 м/мин (с уменьшением толщины продуктивность возрастает). Для обеспечения надёжной подачи листа угловое значение захвата должно быть в пределах 10…14⁰. Со снижением этого угла возможно проскальзывание листа, а при увеличении – смятие контактной поверхности.

Важная характеристика приспособлений такого типа – величина захода (перекрытия). Обычно заход  составляет 20…30% от толщины, но для мягких цветных металлов, например, меди, его увеличивают до 40…50%.

Вторая группа (с только нижним наклонным ножом) находит применение при резке полос, а также заготовок круглых в плане. Дисковые режущие и круглые ножи такого типа характеризуются углом скоса от 30 до 40⁰. Конфигурация верхней детали такая же, как и в первом случае.

Третью группу представляют установки, где каждая пара устанавливается под своим собственным углом наклона. Область рационального применения – изготовление  продукции, которая имеет небольшую собственную кривизну. Поверхность задней режущего края рассчитана на беспрепятственный поворот деформируемого металла во время деформирования. Наибольшая толщина не превышает 20 мм, а интенсивность разделения — 10 м/мин.

Положение инструмента при его наладке фиксируется по известной толщине заготовки. Рез выполняется согласно заранее установленной разметке, но могут быть применены и специализированные упоры.

Недостаток описанных схем резки – возможное искривление проката после его формоизменения. Поэтому, если дисковый нож заказывается для плуга, то обязательно потребуется последующая правка. Избежать такого дополнительного перехода можно, если предусмотреть небольшое контролируемое смещение оси верхнего ролика по отношению к нижнему. Иногда с этой целью нам заказывают деталь несколько меньшего диаметра, которую следует устанавливать со стороны отрезаемой кромки.

Виды дисковых ножей

Оснастка роликового типа классифицируется по геометрическим параметрам, которые, в свою очередь, определяются схемой деформирования (см. таблицу):

Распространёнными в индустриальной практике являются профильные и клиновые ролики. Первые используются для расширения номенклатуры технологических операций, которые возможны на данных установках. Наиболее распространены варианты пластического профилирования  — подсечка, отбортовка, зиговка, закатка бортов и пр. Такие видоизменения  характеризуются единственным, но существенным отличием – скос на режущем лезвии выполняется с необходимым радиусом закругления.

Ещё одна разновидность – ролики клинового типа, с помощью которых производят разделение пруткового материала круглого поперечного сечения, а также трубных профилей, прокатанных из малоуглеродистых сталей или пластичных цветных металлов – меди, латуни, алюминия и их сплавов.

Последовательность функционирования клиновидного инструмента:

1. Труба или пруток зажимаются в патроне или другом приспособлении (подходящим оборудованием часто служит обычный токарный станок).
2. Используя механизм подачи, к внешней поверхности постепенно подводят деформирующее устройство, которое при силовом вдавливании формирует V-подобный кольцевой паз.
3. Нажатием на консольно расположенный торец производят окончательное разделение.
4. Плоскость надреза, которая образована клиновым роликом, зачищается торцевой частью при сниженных (против обычного) оборотах шпинделя станка.

Подобный тип оснастки нам заказывают предприятия, которые занимаются резкой профильного металлопроката круглого поперечного сечения в условиях мелкосерийного производства, поскольку процесс, хотя и не требует специальной техники, но не отличается высокой производительностью.

Клиновой дисковый нож для станка может быть изготовлен  нами по представленным чертежам заказчика и под конкретную модель металлорежущего оборудования.

Характеристики

Качество реза определяют такие параметры:

• Шероховатость поверхности раздела;
• Точность резки;
• Стойкость.

При надлежащем техническом состоянии и соблюдении режимов разделения точность процесса может быть доведена до 8-го класса (парнодисковые ножницы) и до 7-го класса (многодисковые).

Шероховатость – показатель, зависящий от величины зазора, и определяемый качеством наладки станка. Вместе с тем обе характеристики в данном случае оказываются лучше, чем после резки, проводимой по возвратно-поступательной схеме. Происходит одновременное  воздействие на всю ширину обрабатываемого металла, причём с двух сторон. Кроме того, конструкцией техники всегда предусматривается надёжное фиксирование при помощи регулируемых эластичных кольцевых элементов.

Стойкость и долговечность рассматриваемой оснастки во многом зависит от материала, из которого она изготавливается. К маркам инструментальных сталей предъявляются следующие требования:

1. Устойчивость от ударных и знакопеременных нагрузок (хотя последние и не достигают тех значений, как в ходе возвратно-поступательного перемещения рабочих элементов).
2. Нечувствительность к тепловому разупрочнению, поскольку рез ведётся непрерывно, и ножи, производящие роспуск длинного рулона, в результате действия сил трения могут нагреваться до заметных температур.
3. Высокая поверхностная твёрдость режущего лезвия, ибо в противном случае первоначальное значение угла не сохраняется, и разделение становится некачественным.

Вместе с тем глубина прокаливаемости здесь не так важна, поскольку поперечное сечение режущих элементов сравнительно невелико.

Исходя из данных условий (добавим сюда также фактор серийности выпуска продукции на предприятии-заказчике), для изготовления применяют следующие стали:

• Обычные углеродистые инструментальные по ГОСТ 1435-90: У7А, У8А;
• Легированные по ГОСТ 5950-91: 4ХС, 6ХС, 5ХВ2С, Х12Ф1;
• Высокохромистые шарикоподшипниковые по ГОСТ 801-78: ШХ15 , ШХ20СГ.

Последний вариант целесообразен при разрезании листового проката из высокоуглеродистых или легированных сталей повышенной твёрдости.

Твёрдость оснастки после термической обработки – закалки с отпуском – должна быть в пределах 55…60 HRC.

В условиях мелкосерийного характера производства, а также в случаях, когда, например,  следует изготовить дисковый нож для бумаги, нет необходимости использовать дорогие инструментальные стали. Исполнительные элементы предусматривают составными путём соответствующей наплавки режущих кромок. Тогда само основание выполняют из легко свариваемых мало- и среднеуглеродистых сталей, в частности, марки 20 (ГОСТ1050-81), а наплавку ведут легированными электродами нужного химического состава.

Технология производства

Технология производства варьируется в зависимости от полученного технического задания. Наше предприятие освоило следующие разновидности технологических процессов:

• Изготовление «с нуля», которое целесообразно для получения принципиально новых конструкций;
• Реставрация изношенных, но сохранивших цельность образцов способом наплавки;
• Использование б/у изделий из подобных марок сталей.

Полноцикловое инструментальное производство, имеющееся на нашем предприятии, позволяет выполнять заказы любой сложности. На специализированном участке функционируют высокоточные единицы различной металлорежущей техники, термический участок, отделение прецизионных и финишно-доводочных агрегатов, испытательные машины и установки.

Изготовление дискового ножа представляет последовательность следующих операций:

1. Получение исходной заготовки вырубкой из полосы.
2. Пробивка центрального и крепёжных отверстий.
3. Фрезеровка скосов.
4. Формовка робочих кромок.
5. Термообработка.
6. Правка-калибровка.
7. Контроль ОТК.
8. Технологические испытания.

При получении нами заказа на наплавку краёв рабочих элементов последовательность работ такова:

1. Отжиг корпуса.
2. Подогрев в индукторе или при помощи газопламенной горелки.
3. Отпуск с целью снятия внутренних напряжений.
4. Наплавка (ручная или механизированная) электродами.
5. Механическая обработка – шлифовка и калибровка скосов (иногда – абразивами).
6. Закалка и отпуск.
7. Контроль качества наплавленной детали.

В практике работ иногда решаются и нетривиальные задачи – например, получить нож из дисковой пилы. Это реально, поскольку в данном случае марки инструментальной стали совпадают. Исходную заготовку подвергают отжигу, удаляют остатки зубьев, калибруют по окружности, формируя требуемые значения рабочих углов, шлифуют и термически обрабатывают на заданную твёрдость.