RU2747203C1 - Line for rotary cutting of metal strip and rotary cutting device for it - Google Patents
Line for rotary cutting of metal strip and rotary cutting device for it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747203C1 RU2747203C1 RU2020119881A RU2020119881A RU2747203C1 RU 2747203 C1 RU2747203 C1 RU 2747203C1 RU 2020119881 A RU2020119881 A RU 2020119881A RU 2020119881 A RU2020119881 A RU 2020119881A RU 2747203 C1 RU2747203 C1 RU 2747203C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- punch
- matrix
- punches
- strip
- holder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
- B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
- B21D28/36—Perforating, i.e. punching holes using rotatable work or tool holders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Punching Or Piercing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для перфорирования металлической полосы или ленты для производства металлических полос с отверстиями (перфорацией) или металлических профилей с отверстиями (перфорацией), которые могут использоваться, в частности, в строительстве при выполнении отделочно-строительных работ, производимых при выравнивании стен, полов, потолков в зданиях и сооружениях.The invention relates to a device for perforating a metal strip or tape for the production of metal strips with holes (perforation) or metal profiles with holes (perforation), which can be used, in particular, in construction when performing finishing and construction works performed when leveling walls, floors , ceilings in buildings and structures.
Известны способы перфорирования металлической полосы методом холодной штамповки, когда технологические отверстия вырубаются (пробиваются) штампом - это процесс пластической деформации материала тела, связанная с перемещением частиц относительно друг друга. При вырубке технологических отверстий штампом в зоне пластических деформаций, под воздействием динамических нагрузок, передаваемых от маховика шатунному механизму кривошипно-шатунного пресса, происходит сдвиг частиц материла тела, который сопровождается выделением большого количества тепловой энергии. При работе штампа, тепло сопровождающее процесс вырубки, накапливается на рабочих частях штампа, а это приводит к низкотемпературному отпуску закаленных поверхностей пуансонов и матрицы, кроме этого, так как обычно металлическая полоса (лента) имеет цинковое покрытие, предохраняющее металл от воздействия коррозии, при вырубке, происходит и термохимический процесс, вызывающий испарение цинка, и его адгезию на рабочих поверхностях матрицы и пуансонов, а это приводит к уменьшению технологических зазоров между рабочими поверхностями матрицы и пуансонов и, соответственно, к повышению трения между матрицей и пуансонами и еще большему выделению тепла. В результате, ресурс наработки штампа уменьшается, т.к. кристаллическая решетка рабочих поверхностей матрицы пуансонов подвергается низкотемпературному отпуску, в следствии чего теряется твердость рабочих поверхностей матриц и пуансонов и приходится регулярно затачивать рабочие поверхности штампа, а через некоторое время менять его на новый.Known methods of perforating a metal strip by cold stamping, when technological holes are cut (punched) by a stamp, is a process of plastic deformation of the body material associated with the movement of particles relative to each other. When cutting technological holes with a stamp in the zone of plastic deformations, under the influence of dynamic loads transmitted from the flywheel to the connecting rod mechanism of the crank-connecting rod press, the particles of the body material shift, which is accompanied by the release of a large amount of thermal energy. During the operation of the die, the heat accompanying the punching process accumulates on the working parts of the punch, and this leads to low-temperature tempering of the hardened surfaces of the punches and the matrix, in addition, since usually the metal strip (tape) has a zinc coating that protects the metal from corrosion during punching , a thermochemical process takes place, causing the evaporation of zinc and its adhesion on the working surfaces of the matrix and punches, and this leads to a decrease in the technological gaps between the working surfaces of the matrix and punches and, accordingly, to an increase in friction between the matrix and punches and an even greater release of heat. As a result, the service life of the stamp decreases, because The crystal lattice of the working surfaces of the punch matrix is subjected to low-temperature tempering, as a result of which the hardness of the working surfaces of the dies and punches is lost and it is necessary to regularly sharpen the working surfaces of the stamp, and after a while, change it to a new one.
Известно устройство для непрерывного ротационного образования массива близко расположенных отверстий в обрабатываемой полосе (см. WO2005087454A1, 22.09.2005), содержащее первую цилиндрическую охватывающую матрицу, имеющую множество разнесенных углублений, образованных по ее периметру и установленных с возможностью вращения в раме, вторую цилиндрическую матрицу, имеющую множество чередующихся пуансонов и выемок, образованных по ее периферии и установленных с возможностью вращения в указанной раме для сопряжения пуансонов второй матрицы с соответствующими углублениями в первой матрице, и цилиндрический пуансонодержатель, имеющий множество расположенных на его периферии разнесенных пуансонов, установленный с возможностью вращения в указанной раме для сопряжения его пуансонов с соответствующими углублениями во второй матрице. Каждый из пуансонов имеет заплечик, образованный с каждой стороны пуансона для поддержки обрабатываемого материала и ограничения углублений при сопряжении с пуансонов с отверстиями в матрице.A device for continuous rotational formation of an array of closely spaced holes in a strip to be processed is known (see WO2005087454A1, 22.09.2005), comprising a first cylindrical female matrix having a plurality of spaced recesses formed along its perimeter and installed with the possibility of rotation in the frame, a second cylindrical matrix, having a plurality of alternating punches and recesses formed along its periphery and installed with the possibility of rotation in the specified frame for mating the punches of the second matrix with the corresponding recesses in the first matrix, and a cylindrical punch holder having a plurality of spaced punches located on its periphery, installed with the possibility of rotation in the specified frame for mating its punches with corresponding recesses in the second die. Each of the punches has a shoulder formed on each side of the punch to support the material to be processed and to limit the indentations when mating with punches with holes in the die.
Данное устройство предназначено для специфической задачи - пробивке в полосе близко множества расположенных отверстий.This device is designed for a specific task - punching closely spaced holes in a strip.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является линия для производства металлической полосы с отверстиями CN106180368A, 2016 г. Линия включает в себя блок позиционирования ленты (полосы), прижимно-прорезной механизм, прокаточно-правильный блок. Позиционирующий элемент состоит из двух симметричных блоков, выполненных со сквозными пазами для позиционирования ленты (полосы) и монтажного вала, установленного на раме линии. Перемещение блоков по валу позволяет быстро и легко перенастраиваться на другие типоразмеры полос. Прижимно-прорезной механизм установлен на раме и состоит из двух параллельно расположенных по вертикали валов с закрепленным режущим инструментом. На верхнем валу закреплена роторно-прорезная головка с механизмом для прижима полосы. Роторно-прорезная головка имеет форму диска с равномерно расположенными по окружности выступами (пуансонами). Прижимной механизм имеет форму дисков и расположен симметрично относительно роторно-прорезной головке. На нижнем валу закреплена головка (матрица), выполненная в форме ролика и имеющая углубление, сформированное по окружности в виде непрерывной канавки (паза), расположенной по окружности по всему периметру ролика. Блок механизма правки полосы также закреплен на раме линии и состоит из двух параллельно расположенных по вертикали валов, оснащенных прямыми роликами для правки полосы. При работе металлическая полоса через позиционирующее устройство подается в зону вращающихся навстречу друг другу валам прижимно-прорезного механизма с закрепленным на них режущим инструментом. Инструмент при вращении валов взаимодействует с металлической полосой и формирует в ней отверстие. Формирование отверстий происходит за счет выступов (пуансонов), расположенных на верхнем валу, при их заходе в углубление (паз) ролика (матрицы), расположенного на нижнем валу. Металлическая полоса после окончания формирования отверстия проходит через блок механизма правки для устранения негативных последствий, вызванных механическим воздействием инструмента роторно-прорезной головки на металлическую полосу (ленту).The closest analogue of the claimed invention is a line for the production of a metal strip with holes CN106180368A, 2016. The line includes a belt (strip) positioning unit, a press-slot mechanism, a rolling-straightening unit. The positioning element consists of two symmetrical blocks made with through grooves for positioning the tape (strip) and the mounting shaft mounted on the line frame. Moving blocks along the shaft allows you to quickly and easily reconfigure to other standard sizes of strips. The clamping-slotting mechanism is installed on the frame and consists of two parallel vertical shafts with a fixed cutting tool. A rotary slotted head with a strip clamping mechanism is fixed on the upper shaft. The rotary-slotted head has the shape of a disk with protrusions (punches) evenly spaced around the circumference. The clamping mechanism is in the form of discs and is located symmetrically relative to the rotary slotted head. A head (matrix) made in the form of a roller and having a recess formed along the circumference in the form of a continuous groove (groove) located around the circumference along the entire perimeter of the roller is fixed on the lower shaft. The strip straightening mechanism unit is also fixed on the line frame and consists of two vertically parallel shafts equipped with straight strip straightening rollers. During operation, the metal strip is fed through the positioning device into the zone of the press-slot mechanism rotating towards each other with the cutting tool attached to them. When rotating the shafts, the tool interacts with the metal strip and forms a hole in it. The holes are formed due to the protrusions (punches) located on the upper shaft, when they enter the recess (groove) of the roller (matrix) located on the lower shaft. After the end of the hole formation, the metal strip passes through the straightening mechanism block to eliminate the negative consequences caused by the mechanical action of the rotary slotted head tool on the metal strip (strip).
К недостаткам наиболее близкого аналога относится то, что при его использовании невозможно получить качественное изделие с формированием отверстия в металлической полосе ротационно-прорезным способом. Формирование отверстия в металлической полосе осуществляется с глубоким заходом выступов - пуансонов в углубление в виде непрерывной канавки по периметру вала - в матрицу. При этом траектория выхода пуансона из зоны формирования контура отверстия определяется не линейным перемещением, а угловым. В результате, при выходе из сформированного отверстия на верхней поверхности металлической полосы, пуансон производит подхват края готового отверстия в полосе. Это приводит к деформации металлической полосы, причем такую деформацию невозможно исправить через правильные устройства. При большом заходе пуансона в толщину металла отход начинает скручиваться из-за отсутствия замкнутого контура в матрице. Данные недостатки описаны для однорядного формообразующего контура. При двух-трехрядном формировании контура недостатки технологии ближайшего аналога существенно возрастают, что приводит к невозможности ее использования для двух-трехрядного формирования отверстий.The disadvantages of the closest analogue include the fact that when using it, it is impossible to obtain a high-quality product with the formation of a hole in a metal strip in a rotary-slotted way. The formation of a hole in the metal strip is carried out with a deep entry of the protrusions - punches into the recess in the form of a continuous groove along the perimeter of the shaft - into the matrix. In this case, the trajectory of the punch exit from the zone of formation of the hole contour is determined not by a linear movement, but by an angular one. As a result, when leaving the formed hole on the upper surface of the metal strip, the punch picks up the edge of the finished hole in the strip. This leads to deformation of the metal strip, and such deformation cannot be corrected through the correct devices. With a large entry of the punch into the thickness of the metal, the withdrawal begins to twist due to the absence of a closed contour in the matrix. These disadvantages are described for a single-row shaping contour. With two-three-row formation of the contour, the disadvantages of the technology of the closest analogue increase significantly, which leads to the impossibility of using it for two-three-row hole formation.
Линия для ротационно-прорезной обработки металлической полосы, как и наиболее близкий аналог, содержит разматыватель, петлеобразователь компенсационный, приемный рольганг и ротационно-прорезное устройство, включающее взаимодействующие между собой пуансонодержатель с пуансонами, расположенными на его внешней поверхности, и матрицедержатель с размещенными в нем матрицами, при этом пуансонодержатель и матрицедержатель выполнены с возможностью синхронного вращения относительно параллельных осей.The line for rotary slot processing of a metal strip, like the closest analogue, contains an unwinder, a compensation looper, a receiving roller table and a rotary slotting device, which includes an interacting punch holder with punches located on its outer surface, and a matrix holder with dies placed in it , while the punch holder and the matrix holder are made with the possibility of synchronous rotation about parallel axes.
Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является устранение недостатков наиболее близкого аналога, а именно, получение в металлической полосе отверстий заданной формы ротационно-прорезным методом без деформации полосы, а также повышение производительности линии, т.е. скорости обработки металлической полосы.The technical problem solved by the claimed invention is to eliminate the disadvantages of the closest analogue, namely, to obtain holes of a given shape in a metal strip by a rotary-slotted method without deforming the strip, as well as to increase the productivity of the line, i.e. metal strip processing speed.
Указанная техническая проблема решается следующим образом.This technical problem is solved as follows.
Для получения качественной продукции ротационно-прорезным способом необходимо выполнить ряд технологических условий, а именно:To obtain high-quality products using the rotary cut method, it is necessary to fulfill a number of technological conditions, namely:
- формообразующий контур по периметру в матрице должен быть замкнутым, т.е. непрерывная канавка, присущая устройству - наиболее близкому аналогу, в заявленном устройстве заменена на дискретные отверстия в матрице, соответствующие форме пуансонов;- the shaping contour along the perimeter in the matrix must be closed, i.e. continuous groove inherent in the device - the closest analogue, in the claimed device is replaced by discrete holes in the matrix corresponding to the shape of the punches;
- вне зависимости от толщины металла необходимо выдерживать глубину захода пуансона в матрицу от 0,05 мм до 0,18 мм. Это необходимо, чтобы избежать соударения рабочих частей матрицы и пуансонов, и подрыва отверстия со стороны верхней поверхности полосы, обращенной к пуансону, с образованием закраин или заусенцев.- regardless of the metal thickness, it is necessary to maintain the punch entry depth into the matrix from 0.05 mm to 0.18 mm. This is necessary in order to avoid collision of the working parts of the die and punches, and undermining the hole from the side of the upper surface of the strip facing the punch, with the formation of edges or burrs.
Технический результат, обусловленный использованием заявленного изобретения, заключается в повышении качества готовой продукции за счет исключения деформации металлической полосы при образовании в ней отверстий, обеспечение возможности использования устройства как для обработки металлической полосы с однорядным расположением отверстий, так и при многорядном расположении отверстий за один проход металлической полосы, что обусловливает повышение производительности при проведении данной работы, а также повышение скорости обработки металлической полосы. При этом, вследствие снижения нагрева рабочих поверхностей рабочих инструментов увеличивается их ресурс.The technical result due to the use of the claimed invention consists in improving the quality of the finished product by eliminating the deformation of the metal strip when holes are formed in it, ensuring the possibility of using the device both for processing a metal strip with a single-row arrangement of holes, and with a multi-row arrangement of holes in one pass of a metal strip. strip, which leads to an increase in productivity during this work, as well as an increase in the processing speed of a metal strip. At the same time, due to a decrease in the heating of the working surfaces of working tools, their resource increases.
Достижение технического результата обусловлено тем, что в заявленной линии в устройстве для ротационно-прорезной обработки металлической полосы (далее -ротационно-прорезное устройство) матрицы дискретно расположены по внешней поверхности матрицедержателя с возможностью взаимодействия при вращении с пуансонами пуансонодержателя, вращающегося синхронно с матрицедержателем, при этом обеспечивается постоянный и равномерный зазор между рабочими поверхностями пуансонов и матриц замкнутого контура, соответствующего по форме внешнему контуру пуансонов, при этом двусторонний зазор между рабочими поверхностями матриц и пуансонов в устройстве (разница в размерах) составляет не более 0,03 мм, т.е. расстояние между смежными рабочими поверхностями пуансона и матрицы составляет не более 0,015 мм, а глубина захода пуансона в матрицу – от 0,05 мм до 0,18 мм при любой толщине обрабатываемой полосы. В этом случае обеспечивается высокое качество перфорации и предотвращается соударение рабочих частей пуансонов и матриц во время их захода и выхода из рабочей зоны. В частном случае, при цилиндрическом пуансоне и цилиндрической матрице диаметр матрицы превышает диаметр пуансона не более, чем на 0,03 мм.The achievement of the technical result is due to the fact that in the claimed line in the device for rotary-slot processing of a metal strip (hereinafter referred to as the rotary slotting device) the matrices are discretely located on the outer surface of the matrix holder with the possibility of interaction during rotation with the punches of the punch holder rotating synchronously with the matrix holder, while a constant and uniform gap is ensured between the working surfaces of the punches and dies of a closed loop, corresponding in shape to the outer contour of the punches, while the double-sided gap between the working surfaces of the dies and punches in the device (difference in dimensions) is no more than 0.03 mm, i.e. the distance between adjacent working surfaces of the punch and the matrix is no more than 0.015 mm, and the depth of the punch entry into the matrix is from 0.05 mm to 0.18 mm for any thickness of the processed strip. In this case, a high quality of perforation is ensured and the impact of the working parts of the punches and dies during their entry and exit from the working area is prevented. In a particular case, with a cylindrical punch and a cylindrical die, the die diameter exceeds the punch diameter by no more than 0.03 mm.
В известных из уровня техники ротационно-прорезных средствах обработки металлической полосы или при вырубке штампом заход пуансона в матрицу обычно стараются обеспечить в пределах 0,05 мм до 0, 15 мм и делают это для других целей - для сохранения ресурса оснастки, чтобы при заточке рабочих поверхностей снять как можно меньший слой металла.In the known from the prior art rotary-slotting means for processing a metal strip or when punching out a punch, the entry of the punch into the matrix is usually attempted to be within the range of 0.05 mm to 0.15 mm, and this is done for other purposes - to preserve the resource of the tooling, so that when sharpening the workers remove as little metal layer as possible.
Наличие постоянного двустороннего зазора не более 0,03 мм (не более 0,015 мм на одну сторону) между рабочими поверхностями при заходе пуансонов в рабочую зону матрицы на глубину до 0,18 мм, обусловливает комбинированный процесс образования отверстия в обрабатываемой металлической полосе, заключающийся в сочетании резания и вырубания. Вследствие этого исключается деформация обрабатываемой полосы и в результате получается готовое изделие высокого качества, а именно, отверстия в полосе (или ленте) выполняются без ее деформации за счет иного механизма образования отверстия в металлической полосе.The presence of a constant double-sided gap of no more than 0.03 mm (no more than 0.015 mm on one side) between the working surfaces when the punches enter the working zone of the matrix to a depth of 0.18 mm, determines the combined process of forming a hole in the processed metal strip, which consists of a combination cutting and cutting. As a result, the deformation of the processed strip is eliminated and the result is a finished product of high quality, namely, the holes in the strip (or tape) are made without deformation due to a different mechanism for forming a hole in the metal strip.
Выполнение матрицы замкнутого контура, такой же формы, как пуансон, и с размерами, обеспечивающими расстояние между смежными рабочими поверхностями менее 0,015 мм, позволяет получить следующие эффекты при взаимодействии «пуансон - металлическая полоса - матрица»: от момента контакта пуансона с верхней поверхностью обрабатываемой металлической полосы и при дальнейшем его угловом движении рабочая поверхность пуансона врезается в материал обрабатываемой полосы (осуществляется процесс резания), это происходит, пока пуансоном не достигается примерно треть толщины материала, далее при дальнейшем угловом движении пуансона в остальной толщине полосы (2/3 общей толщины) происходит разрушение материала полосы под действием осевой составляющей силы, создаваемой пуансоном, - пробивка отверстия с отделением отхода от полосы (материал отхода откалывается от полосы), причем замкнутый контур матрицы, ограничивает размер пробиваемого отверстия по нижней поверхности обрабатываемой металлической полосы.The execution of a closed-loop matrix, the same shape as a punch, and with dimensions that provide a distance between adjacent working surfaces of less than 0.015 mm, allows you to obtain the following effects in the interaction "punch - metal strip - matrix": from the moment of contact of the punch with the upper surface of the metal being processed strip and with its further angular movement, the working surface of the punch cuts into the material of the processed strip (the cutting process is carried out), this happens until the punch reaches about a third of the material thickness, then with further angular movement of the punch in the rest of the strip thickness (2/3 of the total thickness) the destruction of the strip material occurs under the action of the axial component of the force created by the punch - hole punching with separation of the withdrawal from the strip (the withdrawal material breaks off from the strip), and the closed matrix contour limits the size of the hole to be punched along the lower surface of the metal strip being processed.
Таким образом, при указанной выше величине зазора между матрицей и пуансоном при любой толщине металла (например, стали) одна треть от размера толщины обрабатываемой полосы отделяется резанием. В этой зоне можно наблюдать блестящий поясок на торце вырубной детали (на вырубаемом отходе), а две трети от толщины полосы приходится на скол (виден матовый поясок - муаровые полосы). В результате, вырубаемый отход, как и отверстие в полосе, имеет пирамидальную форму: размер основание отхода (скол) по нижней поверхности больше, чем размер верхней поверхности на величину зазора между пуансоном и матрицей. Существенным при этом является выполнение матрицы замкнутого контура, по форме, соответствующей форме пуансона и имеющей зазор не более 0,015 мм, что ограничивает площадь скола - скол (нижний диаметр вырубаемого отхода) происходит на площади, превышающей площадь поперечного сечения пуансона и равной площади поперечного сечения отверстия в матрице.Thus, with the above size of the gap between the die and the punch for any thickness of the metal (for example, steel), one third of the size of the thickness of the processed strip is separated by cutting. In this zone, one can observe a shiny band at the end of the cutting part (on the cut-off piece), and two-thirds of the thickness of the band falls on the cleavage (a matte band is visible - moiré stripes). As a result, the cut-out waste, like the hole in the strip, has a pyramidal shape: the size of the base of the waste (chip) along the lower surface is larger than the size of the upper surface by the size of the gap between the punch and the die. At the same time, it is essential to perform a closed-loop matrix, in a shape corresponding to the shape of the punch and having a gap of not more than 0.015 mm, which limits the cleavage area - the cleavage (lower diameter of the cut-out waste) occurs on an area exceeding the cross-sectional area of the punch and equal to the cross-sectional area of the hole in the matrix.
В связи с тем, что полученное отверстие в обрабатываемой полосе имеет в верхней трети толщины полосы диаметр меньше, чем в нижних двух третях толщины, при выходе из сформированного отверстия на верхней поверхности металлической полосы пуансон может произвести подхват края готового отверстия только в его верхней части (на 1/3 толщины полосы) - далее отверстие расширяется и пуансон не может контактировать со стенками отверстия. Возникающая при подхвате края готового отверстия сила, деформирующая полосу, вызывает только упругую деформацию (из-за незначительности этой силы), при этом после выхода пуансона из готового отверстия силы упругости приводят к восстановлению плоской формы полосы вследствие упругих свойств металла, из которого изготовлена обрабатываемая полоса.Due to the fact that the resulting hole in the processed strip has a diameter less in the upper third of the strip thickness than in the lower two thirds of the thickness, when leaving the formed hole on the upper surface of the metal strip, the punch can pick up the edge of the finished hole only in its upper part ( 1/3 of the strip thickness) - then the hole expands and the punch cannot contact the walls of the hole. The force that arises when the edge of the finished hole is picked up, deforming the strip, causes only elastic deformation (due to the insignificance of this force), while after the punch leaves the finished hole, the elastic forces lead to the restoration of the flat shape of the strip due to the elastic properties of the metal from which the processed strip is made ...
Изделие - металлическая полоса, обработанная ротационно-прорезным устройством согласно заявленному изобретению, не требует дополнительной правки после образования отверстий. При этом изделие получается высокого качества, независимо от того, какова ширина металлической полосы и какое количество рядов отверстий необходимо обработать. Процесс прорезания-пробивки отверстий ротационным методом происходит таким образом, что взаимодействие материала полосы и пуансона происходит вначале при точечном их контакте, а затем постепенно (последовательно) по мере углового перемещения пуансона, то есть при резке, процесс обработки материала полосы, начинаясь в одной точке, постепенно переходит в симметричные дуальные точки резания по рабочим поверхностям пуансона и отверстия в матрице. Поскольку при прорезании отверстия полоса испытывает точечную нагрузку от прилагаемого усилия для деформации материала полосы, не происходит существенного выделения тепла, за счет чего ресурс рабочих поверхностей пуансона и матрицы сохраняется намного дольше.The product - a metal strip, processed with a rotary slotting device according to the claimed invention, does not require additional straightening after the holes are formed. In this case, the product is obtained of high quality, regardless of the width of the metal strip and how many rows of holes need to be processed. The process of cutting-punching holes by the rotary method occurs in such a way that the interaction of the strip material and the punch occurs first at their point contact, and then gradually (sequentially) as the punch moves angularly, that is, during cutting, the process of processing the strip material, starting at one point , gradually turns into symmetrical dual cutting points along the working surfaces of the punch and the hole in the matrix. Since, when cutting a hole, the strip experiences a point load from the applied force to deform the strip material, there is no significant heat release, due to which the service life of the working surfaces of the punch and die is preserved much longer.
Заявленное изобретение преодолевает проблемы, присущие другим методам холодной штамповки, так как время, необходимое на возвратно-поступательного перемещение ползуна и индексацию межцентровых размеров по отверстиям не требуется, что позволяет получить перфорированную металлическую полосу без искаженных размерных и эргономических характеристик с очень высокой скоростью производительности. Также заявленное изобретение в энергозатратном и металлоемком плане в несколько раз превосходит по характеристикам оборудование для метода холодной штамповки.The claimed invention overcomes the problems inherent in other methods of cold forming, since the time required for reciprocating movement of the slider and indexing the center-to-center dimensions along the holes is not required, which makes it possible to obtain a perforated metal strip without distorted dimensional and ergonomic characteristics at a very high productivity rate. Also, the claimed invention in terms of energy and metal consumption is several times superior in performance to equipment for the cold stamping method.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which show:
на фиг. 1 - общий вид линии для ротационно-прорезной обработки металлической полосы;in fig. 1 is a general view of a line for rotary slot processing of a metal strip;
на фиг. 2 - схематический вид ротационно-прорезного устройства,in fig. 2 is a schematic view of a rotary slotting device,
на фиг. 3 - фрагмент линии для ротационно-прорезной обработки металлической полосы;in fig. 3 - a fragment of a line for rotary slotted processing of a metal strip;
на фиг. 4 - ротационно-прорезное устройство в разрезе.in fig. 4 is a sectional view of the rotary slotting device.
На чертежах позициями обозначено:In the drawings, the numbers indicate:
1 - разматыватель;1 - decoiler;
2 и 4 - устройство контроля длины петли металлической полосы или ленты;2 and 4 - a device for controlling the length of a loop of a metal strip or tape;
3 - ротационно-прорезное устройство;3 - rotary slotting device;
5 - профилировочное устройство - инструментальная оснастка, предназначена для выполнения операции методом последовательного изгиба металлической полосы или ленты;5 - profiling device - tooling, designed to perform the operation by the method of successive bending of a metal strip or tape;
6 - пульт управления (электрический шкаф со схемами управления);6 - control panel (electrical cabinet with control circuits);
7 - стол упаковочный, предназначенный для работ, связанных с этикеровкой продукции, комплектацией и упаковкой;7 - packing table, designed for work related to product labeling, assembly and packaging;
8 - отрезной механизм, например, гидравлическая отрезная головка - инструментальная технологическая оснастка, приводимая в движение маслом под давлением;8 - cut-off mechanism, for example, hydraulic cut-off head - tooling technological equipment, driven by oil under pressure;
9 - обрабатываемая металлическая полоса или лента (штрипс).9 - processed metal strip or tape (strip).
10 - рама ротационно-прорезного устройства;10 - frame of the rotary slotting device;
11 - пуансонодержатель ротационно-прорезного устройства;11 - punch holder of the rotary slotting device;
12 - матрицедержатель ротационно-прорезного устройства;12 - matrix holder of the rotary slotting device;
13 - блок контроля толщины металла;13 - block for metal thickness control;
14 - приемно-натяжной блок;14 - receiving and tensioning unit;
15 - приемное устройство;15 - receiving device;
16 - позиционирующее устройство;16 - positioning device;
17 - матрица;17 - matrix;
18 - пуансон;18 - punch;
19 - корпус блока пуансонодержателя;19 - body of the punch holder unit;
20 - верхний вал;20 - upper shaft;
21 - нижний вал;21 - lower shaft;
22 - упорно-роликовые конический подшипники;22 - thrust roller tapered bearings;
23 - гайка со стопорным устройством;23 - nut with a locking device;
24 и 25 - шестерни блока шестерен, установленного на верхнем валу;24 and 25 - gears of the gear block mounted on the upper shaft;
26 - ведущая шестерня, установленная на нижнем валу.26 - drive gear mounted on the lower shaft.
Представленная на фиг. 1 линия состоит из разматывателя 1, устройства 2 для контроля длины петли металлической полосы или ленты (далее полоса 9), позиционирующего устройства 16 (см. также фиг. 3), ротационно-прорезного устройства 3, устройства 4 для контроля длины петли металлической полосы 9, профилегибочного устройства 5, отрезного механизма 8, упаковочного стола 7.Shown in FIG. 1 line consists of an unwinder 1, a
Разматыватель 1, который представляет собой устройство для размотки витков рулона металлической полосы 9 (штрипса) и ее удержания от поперечного смещения, работает в комплексе с устройствами 2 и 4 контроля длины петли, которые представляют собой механизм, компенсирующий за счет петлеобразования асинхронность в работе технологического оборудования, вызванную погрешностями управления и повышенными монтажными зазорами в узлах и механизмах оборудования. Задача разматывателя 1 и устройств 2 и 4 контроля длины петли состоит в обеспечении корректной подачи металлической полосы 9 в механизм автоматической подачи подающего устройства. Если во время работы размер петли уменьшается, натяжение полосы приводит к касанию верхнего контрольного датчика устройства 2 или устройства 4 контроля длины петли. Датчик регистрирует касание и через блок исполнительного устройства подается сигнал на включение механизма разматывателя 1. По мере увеличения размера петли при касании нижнего датчика происходит тоже самое, но только с командой на остановку разматывателя 1.Uncoiler 1, which is a device for unwinding the turns of a roll of metal strip 9 (strip) and keeping it from lateral displacement, works in conjunction with
Ротационно-прорезное устройство состоит из двух одинаковых блоков пуансонодержателя 11 и матрицедержателя 12 (см. фиг. 4), каждый из которых содержит корпус 19 с расположенными в них валами, верхним 20 и нижним 21. Сборка блока пуансонодержателя 11 (корпус 19 - вал 20) и матрицедержателя 12 (корпус 19 - вал 21)выполнена через симметрично расположенные упорно-роликовые конические подшипники 22. Для исключения зазоров в блоке сборка выполнена с гарантированным легким натягом упомянутых конических подшипников 22. Натяг осуществляется гайкой 23 со стопорным устройством. На верхнем валу 20 блока с одной его стороны закреплен узел пуансонодержателя 12 с пуансонами 18, а на другом конце верхнего вала 20 закреплен блок шестерней с шестернями 24 и 25. Пуансонодержатель 11 выполнен цилиндрической формы с равномерно расположенными по периметру посадочными отверстиями под пуансоны 18.The rotary slotting device consists of two identical blocks of
На нижнем валу 21 с одной стороны вала закреплен узел матрицедержателя 11 с матрицами 17, а на другом конце закреплена ведущая шестерня 26. Матрицедержатель 11 выполнен также цилиндрической формы с равномерно расположенными по периметру отверстиями под посадку матриц 17. Посадка матриц 17 в матрицедержатель 12 и посадка пуансонов 18 в пуансонодержатель 11 осуществляется, предпочтительно, с натягом 0,005 мм.On the
Взаимное расположение пуансонов 18 и матриц 17 выполнено таим образом, что, в зависимости от толщины полосы 9 глубина захода пуансона в матрицу составляет от 0,05 мм до 0,18 мм, при этом размер пуансонов и матриц выполнен в соответствии друг с другом - двусторонний зазор между рабочими поверхностями матриц 17 и пуансонов 18 составляет не более 0,03 мм, т.е. расстояние между смежными рабочими поверхностями пуансона и матрицы (в любом месте периметра пуансона) составляет не более 0,015 мм.The relative position of the
Удаление вырубаемого отхода при перфорировании полосы 9 происходит автоматически через провал в матрице. Для перезаточки рабочих поверхностей матриц 17 предусмотрены средства для выдвижения матрицы винтом, который одновременно является опорой матрицы от провала. Головка винта выполнена с шестигранником под ключ, который не является препятствием для удаления вырубаемых отходов. Ротационно-прорезное устройство крепится к раме 10, приводится в работу мотор-редуктором (не показан).Removal of the cut waste when punching
В профилировочном устройстве5 выполняется пооперационная последовательная гибка заготовки методом последовательной прокатки заготовки, между верхними и нижними роликами. Изделие на выходе из профилировочного устройства отрезается в нужный размер отрезным механизмом 8 с гидравлической отрезной головкой, которая приводится в действие гидростанцией.In the
Блок 13 контроля толщины металла предназначен для контроля предельного отклонения толщины полосы 9. В блок 13 входят две буксы на валах которых закреплены ролики. Ролики вращаются независимо друг от друга за счет контакта с полосой 9. Блок 13 крепится к плите, которая в свою очередь крепится к раме 10. Срабатывание блока 13, вызывающее перемещения полосы 9, происходит при превышающем предельном отклонении толщины полосы 9 от номинального размера.The
Приемно-натяжной блок 14 служит для приема перфорированной полосы 9 из рабочей зоны роторно-прорезного устройства. Приемно-натяжной блок 14, так же, как и блок 13 контроля толщины металла, имеет две буксы и крепится к плите (поз. 16 рис. 4), которая в свою очередь крепится к раме 10. Блок 14 приводится в движение шестернями, закрепленными на валах букс. Крутящий момент на валы передается от нижней шестерни 26 роторно-прорезного устройства.The take-up
Приемное устройство 15 и позиционирующее устройство 16 конструктивно идентичны, служат для направления и удержания полосы в рабочей зоне роторно-прорезного устройства. Оба устройства 15 и 16 состоят из корпуса с крышкой. В корпусе расположены два ряда симметрично расположенных подшипников, которые являются направляющими элементами для полосы 9. В сборе устройства 15 и 16 имеют прямоугольный паз для захода полосы 9. Вследствие использования в качестве направляющих подшипников обеспечивается минимальное сопротивление трению.The receiving
Устройство функционирует следующим образом.The device operates as follows.
Полоса 9 подается через позиционирующее устройство 16 в рабочую зону роторно-прорезного устройства. Во время вращения матрицедержателя 12 и пуансонодержателя 11, полоса 9, направляемая через позиционирующее устройство 16 перфорируется на первой стадии путем последовательного захода поперечных рядов пуансонов 18 в поперечные ряды сопрягаемых углублений матриц 17.The
Далее прорезанными отверстиями полоса 9 фиксируется на пуансонах 18 и по поверхности матрицедержателя 12 перемещается в зону последовательного выхода пуансонов 18 из углублений матриц 17. В момент прохождения сопрягаемых поверхностей пуансонов и матриц осевой линии роторно-прорезного устройства, очередной ряд пуансонов и сопрягаемых матриц взаимодействует с металлической полосой и производит прорубание в полосе 9 очередного поперечного ряда отверстий. Таким образом, путем вращения, пуансоны 18 перемещают полосу 9.Further, with the cut holes, the
Энергопотребление ротационно-прорезного устройства 750 ВТ (кривошипно-шатунный пресс 11000-15000 ВТ), масса ротационно-прорезного устройства 250 кг, вес кривошипно-шатунного пресса от 3000 кг и выше.Power consumption of the rotary slotting device 750 W (crank-connecting rod press 11000-15000 WT), the mass of the rotary slotting device 250 kg, the weight of the crank-connecting rod press from 3000 kg and more.
Пример: при пробивке штампом металлической полосы диаметром 4,5 мм и толщиной 1,5 мм прилагаемое усилие составляет 1326 кг., а при ротационно-прорезном формировании отверстия усилие составляет 530 кг. При такой разности динамических нагрузок выделение тепла на рабочих поверхностях матриц и пуансонов предлагаемого устройства будет отличаться в меньшую сторону и, как следствие, приводить к лучшим показателям износостойкости узлов у заявленного устройства и позволяет повысить скорость обработки металлической полосы, причем в заявленном устройства исключается пластическая деформация металлической полосы, деформация остается в пределах упругости, что позволяет успешно использовать заявленное устройство как для образования однорядного расположения отверстий, так и образовать отверстия в несколько рядов за один проход металлической полосы (повышение производительности).Example: when punching a metal strip with a diameter of 4.5 mm and a thickness of 1.5 mm, the applied force is 1326 kg, and when the hole is rotated and slotted, the force is 530 kg. With such a difference in dynamic loads, the release of heat on the working surfaces of the dies and punches of the proposed device will differ in the smaller direction and, as a consequence, lead to better wear resistance of the nodes of the claimed device and allows to increase the processing speed of the metal strip, and the claimed device excludes plastic deformation of the metal strips, the deformation remains within the elasticity, which makes it possible to successfully use the claimed device both for the formation of a single-row arrangement of holes, and to form holes in several rows in one pass of a metal strip (increase in productivity).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020119881A RU2747203C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Line for rotary cutting of metal strip and rotary cutting device for it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020119881A RU2747203C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Line for rotary cutting of metal strip and rotary cutting device for it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2747203C1 true RU2747203C1 (en) | 2021-04-29 |
Family
ID=75850978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020119881A RU2747203C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Line for rotary cutting of metal strip and rotary cutting device for it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747203C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113732714A (en) * | 2021-08-31 | 2021-12-03 | 重庆市耀城玻璃制品有限公司 | Control system for glass cover production |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU272259A1 (en) * | А. Ф. Токарев, Н. В. Курышев , А. И. Гаврюшов | DEVICE FOR PERFORATION TAPES | ||
SU1018759A1 (en) * | 1982-02-09 | 1983-05-23 | Предприятие П/Я М-5671 | Rolling-type apparatus for working sheet blanks |
SU1228944A1 (en) * | 1984-04-17 | 1986-05-07 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Production line for making perforated articles from coil material |
WO1990001381A1 (en) * | 1988-08-10 | 1990-02-22 | Schober Gmbh Werkzeug- Und Maschinenbau | Rotary punching machine |
US6339947B1 (en) * | 1992-10-02 | 2002-01-22 | Rotary Press Systems, Inc. | Rotary apparatus with moveable die |
CN106180368A (en) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 宿迁淮海科技服务有限公司 | A kind of bonding jumper pressure aperture apparatus |
-
2020
- 2020-06-16 RU RU2020119881A patent/RU2747203C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU272259A1 (en) * | А. Ф. Токарев, Н. В. Курышев , А. И. Гаврюшов | DEVICE FOR PERFORATION TAPES | ||
SU1018759A1 (en) * | 1982-02-09 | 1983-05-23 | Предприятие П/Я М-5671 | Rolling-type apparatus for working sheet blanks |
SU1228944A1 (en) * | 1984-04-17 | 1986-05-07 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Production line for making perforated articles from coil material |
WO1990001381A1 (en) * | 1988-08-10 | 1990-02-22 | Schober Gmbh Werkzeug- Und Maschinenbau | Rotary punching machine |
US6339947B1 (en) * | 1992-10-02 | 2002-01-22 | Rotary Press Systems, Inc. | Rotary apparatus with moveable die |
CN106180368A (en) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 宿迁淮海科技服务有限公司 | A kind of bonding jumper pressure aperture apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113732714A (en) * | 2021-08-31 | 2021-12-03 | 重庆市耀城玻璃制品有限公司 | Control system for glass cover production |
CN113732714B (en) * | 2021-08-31 | 2024-06-07 | 重庆市耀城玻璃制品有限公司 | Control system for glass cover production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220226879A1 (en) | Method and a Device for the Manufacturing of Washers for Locking and Washer for Locking | |
US8042369B2 (en) | Tools, machines and processes for deburring cut edges on workpieces | |
DE739254T1 (en) | WORKPIECE DEFORMING TOOL FOR A PUNCHING PRESS | |
RU2747203C1 (en) | Line for rotary cutting of metal strip and rotary cutting device for it | |
Akyürek et al. | An experimental work on tool wear affected by die clearance and punch hardness | |
EP0711210B1 (en) | Method of plastic forming of materials | |
US5946961A (en) | Web bowing apparatus | |
US4704890A (en) | Press tool provided with a system for guiding and relieving a metal strip | |
JP2007000901A (en) | Deburring tool for punch press | |
RU2295414C1 (en) | Method for blanking belt, wide coil or strip at small quantity of scrap (variants) | |
SU1269747A3 (en) | Tenon plate and method of producing same | |
US1925034A (en) | Prick punching machine | |
EP1332011B1 (en) | Method for producing strip-shaped input stock, especially from metal, which is profiled in subsequent sections, and corresponding device | |
US11583944B2 (en) | Method for cutting a groove-shaped recess into a workpiece | |
CN101970147A (en) | Sheet of cold material and method and tool for its manufacture | |
CA2439613C (en) | Rotary apparatus and method | |
RU2686754C1 (en) | Method of strip material centring during manufacture of u-shaped parts | |
RU2714017C1 (en) | Device for extracting shells from sheet workpieces of square shape | |
CN217596046U (en) | Plate shearing machine feeding mechanism with guiding function | |
JP6356680B2 (en) | Method and apparatus for cold forming a thread rolling die | |
RU215792U1 (en) | DEVICE FOR PUNCHING THIN LONG WORKPIECES | |
KR20120117516A (en) | Piercing punch structure for press | |
RU1784360C (en) | Sheet material punching device | |
JP2016078059A (en) | Method for production of metallic member, metallic member, and mold | |
RU2133658C1 (en) | Die set for cutting shaped material |