Способ ломки материалов на заготовки и устройство для его осуществления.

Номер патента: 265

Опубликовано: 25.02.1999

Автор: Жалдак Николай Иванович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ ломки материалов на заготовки, включающий нанесение на материал концентратора напряжений в виде углублений и приложение в его плоскости разрушающей импульсной нагрузки, отличающийся тем, что материал по границе углубления концентратора напряжения сначала сжимают усилием до предела упругости, а в зоне образования углубления концентратора напряжений - до предела пластичности и образования большого волнового сопротивления в пределах действия зажима материала, не снимая нагрузки, прикладывают к выступающей консольной части материала статическую и импульсную нагрузку с частотой, равной частоте собственных колебаний консольной части материала.

2. Установка для разрушения материалов, содержащая корпус с размещенным на нем гидроприводом перемещения ломателя и гидрозажимом со вставными ножами, гидроцилиндры которых соединены между собой, а диаметр цилиндра зажима больше диаметра цилиндра ломателя, отличающаяся тем, что установка снабжена плитой, соединенной с гидроприводом ломателя, установленной с возможностью перемещения и несущей введенный дополнительный ударно-импульсный привод, на котором установлен ломатель, при этом в полости сообщения гидропривода перемещения ломателя и гидрозажима размещен обратный клапан.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что упомянутая опора выполнена на корпусе в виде выступа.

4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что ножи гидрозажима выполнены из твердого сплава.

5. Установка по п.2, отличающаяся тем, что на ломателе выполнена режущая кромка, образованная плоскостью, параллельной плоскости реза, и плоскостью, проходящей под острым углом к плоскости опоры.

Текст

Смотреть все

(54) СПОСОБ ЛОМКИ МАТЕРИАЛОВ НА ЗАГОТОВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Ф Приоритетныеданные: (56) 5 ЫА 495168 8НЕДИКОВ ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ (НИ)Изобретение относится к способам разделения металлических прутковЬ 1 х, трубчатых,ЛИСТОВЫХ И ДРУГИХ МЗТСрИЗЛОВ на ЗЗГОТОВКИ ломкой и устройствам для их осуществления и МОЖСТ бЫТЬ ИСПОЛЬЗОВЗНО В ЗЗГОТОВИГСЛЬНЫХ отделениях и на участках резки машиностроительных, Металлургических, трубопрокатных и других предприятий.Известен способ холодной ломки проката на заготовки, согласно которому на прокате наНОСЯТ концентраторы напряжений - ВМЯТИНЫ,прокат устанавливают на опоры, в плоскости ВМЯТИНЫ прикладывают СТЗТИЧССКУЮ ИЛИ динамическую изгибающую нагрузку гидравлическим прессом или оборудованием импульсного действия [1].Известно устройство для ломки материала,содержащее корпус, несущий гидрозажим с ножами для нанесения концентраторов, ломатель с его гидроприводом. Цилиндры зажима и привода ломателя соединены общей магистралью, при этом диаметр цилиндра зажима больше диаметра цилиндра ломателя [2].СУЩССТВСННЫМ НСДОСТЗТКОМ ИЗВССТНЫХ технических решений является неудовлетворительное качество торцев изломов заготовок,ОСОбСННО ПРИ ЛОМКС ВЯЗКИХ МЗТСрИЗЛОВ И НСВОЗможность получения любой криволинейной поверхности.Указанный недостаток является следствием ветвления магистральной (главной) трещины, причиной которой является нанесенный ранее концентратор напряжений, развивающийся в процессе деформации твердого тела.Изобретение направлено на устранение указанного недостатка и получение качественного излома с необходимьши геометрическими характеристиками.Это достигается тем, что способ ломки материалов на заготовки включает нанесение на материал концентраторов напряжений в виде углублений и приложение в его плоскости разрушающей импульсной нагрузки.Для этого материал по границе углубления сначала снижают усилием до предела упругости, а в зоне образования концентратора напряжений - вмятины до предела пластичности и образования большого волнового сопротивления в пределах действия зажима материала, а затем, не снимая нагрузки, прикладывают к выступающей консольной части материала статическую и импульсную нагрузку с частотой, равной частоте собственных колебаний вЬ 1 ступающей части данного материала.Установка для управляемого технологического разрушения материалов содержит станину с размещенными на ней приводом перемещения ломателя, гидрозажимом со вставным твердосплавным инструментом. Диаметр цилиндров гидрозажима выполнен больше диаметра цилиндров привода перемещения ломателя, а их напорные полости сообщены между собой тру 000265бопроводом с обратным клапаном. Установка снабжена плитой, связанной с приводом ломаТСЛЯ И РЗЗМСЩСННЯМ на ней ДОПОЛНИТСЛЬНЫМ ударно-Шипульсньтм приводом, на котором установлен ломатель.Разрушаемый материал установлен на станине и прижимном устройстве. Режущая кромка ломателя образована плоскостью, выполненной параллельно плоскости реза и плоскостью,идущей под острым углом к опоре.Реактивные усилия, возникающие при ударе в выступающей консольной части материала,демпфируются путем усиления прижима материала за счет выполнения диаметра гидроцилиндра прияшмного устройства больше диаметра гидроцилиндров подъема-опускания ударноимпульсного механизма. Предложенная в способе последовательность и сочетание силового нагружения при зажшие и ломке материала приводит к новому положительному эффекту - получению качественного излома с необходимыми геометрическими параметрами.Реализация данного способа возможна исходя из физических законов разрушения материалов, имеющих концентраторы напряжений под воздействием статического и ударного воздействия.Основным свойством концентраторов напряжений является их способность к развитию в процессе деформации твердого тела. (см. Китайгородский Л.И. "Введение в физику". М.,Физматгиз, 1959, с. 130). При ударе энергия разрушения распространяется в виде волн и гаснет обратно пропорционально кубу расстояния от источника. Трещина растет в потоке упругих волн, распространяющихся в трехмерном пространстве, воздействие которых подчиняется закону суперпозицт/Ш. Ветвление трещины наступает тогда (и как следствие, искривление излома), когда в широкой области перед трещиной возникают примерно равнЬ 1 е напряжения и трещгше безразлично, куда "бежать". Магистральной (главной) трещиной становится та, которая наибольшая и расположена перпендшсуЛЯрНО рЗСТЯГИВЗЮЩИМ напряжениям.Поток энергии из объема разрываемого металла подтекает в зону перед трещиной. ИнТСНСИВНОСТЬ ТЗКОГО ПОДТСКЗНИЯ ЗНСрГИИ УМСНЪШЗСТСЯ В ЗЗВИСИМОСТ И ОТ ТОЛЩИНЫ ПОДВОДЯЩСГО слоя материала по эксиотенциальному закону. Если, например, пруток с одной стороны закреплен консольно и соединен с массой большой ТОЛЩИНЫ, ТО ВОЛНЗ практически не проникает В защитную часть. В этом случае говорят о бесконечно большом сопротивлении среды (заяшм с материалом), когда коэффициент отражения становится равным единрще и отражение происХОДИГ С ПОТСрСЙ ПОЛУВОЛНЫ, ЧТО СООТВСТСТВУСТ наличию узла на границе заяшма. Развитие концентратора идет по границе сжатого слоя, так как при вторжении ее в сжатую часть, подталкивающая ее упругая энергия растяжения гасит ся на противоположном упругом поле сжатия. Это все способствует получению нужного качественного излома.Реактивная сила, возникающая в виде гидроударной волны в гидроцилиндрах прижима ударно-импульсного привода, при ударе демпфируется путем направления ее через обратный клапан в напорные полости гидроцилиндров зажшиа материала, и энергия поглощается при образовании концентратора напряжений пластической деформацией.Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен постадийно способ ломки материалов с использованием в качестве примера деформации среды, создаваемой гидравлическими силами, на фиг.2 изображен общий вид установки для разрушения материалов.Пример осуществления способа ломки материалов.Ломке по схеме изгиба подвергается установленный выступающий консольной частью и подрезанной на глубину 15 мм прокат сечением 200 х 300 мм из стали 40 Х (фиг.1).а - исходное положение материала, установленного консольно длиной равной заготовке 13 в зажимах, выполненных, как пример, большой толщины т, обладающих большим волноВЫМ СОПРОТИВЛСНИСМ;б - первая начальная стадия - материал сжимается нагрузкой Р сжатия до предела упруГОСТИ, при ЭТОМ В МССТС контакта ВЫСТУПОВ ПрОисходят пластические деформации Апл, величина КОТОрЫХ ЗЗВИСИТ ОТ параметров ВЫСТУПОВ;в - вторая стадия - нагружение заготовки статической нагрузкой Рс, при этом Рс всегда должна быть меньше Р сжатия, созданной на первой стадии;Г - ТрСТЬЯ ЗЗКТПОЧИГСЛЬНЗЯ СТЗДИЯ - нагружение материала импульсной нагрузкои с частотой, равной частоте собственных колебаний заготовки 13, при этом реактивная сила, возникшая при ударе, используется на дополнительный поджим. На этой стадии на материал действует суммарная совмещенная статическая и резонансная волновая (Ррез.) (Шипульсная) нагрузка, узел волны которой из-за большого волнового сопротивления зажима находится по границе излома.Установка содержит корпус 1, выполненный в виде основания, соединенного с верхней плитой 2 стяжными колоннами 3. На плите 2 установлены два гидроцилиндра 4 привода перемещения ломателя 5. С гидроцилиндрами 4 связана плита 6, на которой закреплен дополнительный ударно-импульсный привод 7, несущий ломатель 5. Плита 6 установлена с возможноСТЬЮ ПСрСМСЩСНИЯ В направлении СТЯЪКНЫХ КОлонн 3. В основании корпуса 1 выполнена опора 8 для размещения на ней магистрали 9. В корпусе 1 установлен гидрозажим в виде двух гидроцилиндров 10 и 11 с зажимами 12 и 13, несущи 000265ми твердосплавные ножи 14. Диаметр 131 цилиндров гидрозажима выполнен больше диаметра 132 цилиндров привода перемещения ломателя 5,а напорные полости гидроцилиндров 4, 10 и 11 сообщены между собой трубопроводом 15 с обратным клапаном 16. На ломателе 5 вьшолнена режущая кромка, образованная плоскостью 17, параллельной плоскости реза 19, и плоскостью 19, проходящей под острым углом ос к плоскости опоры 8.Установка работает следующим образом.Разрушаемьцй материал 9 укладывается на опоре 8 и в гидрозажиме между зажимами 12 и 13 таким образом, что разрушаемый материал имеет выступающую консольную часть с концентратором напряжения 20 в виде углубления. С помощью зажимов 12 и 13 нагружают материал 9 по границе углубления статической нагрузкой до предела упругости. Одновременно твердосплавным ножом 14 зажимов 12 и 13 вь 1 полняют вмятины - концентраторы напряжений 20. С помощью гидроцилиндров 4 перемещают плиту 6 с ударно-импульсным приводом 7 до соприкосновения ломателя 5 с концентратором напряжения 20 на материале 9 и прикладывают статическую и импульсную нагрузку с частотой равной частоте собственных колебаний выступающей консольной части материала. В это же время ударная волна рабочей жидкости из напорной полости гидроцилиндра 4 идет по трубопроводу 15 через обратный клапан 16 в гидроцилиндры 10 и 11. За счет того, что диаметр гидроцилиндров 10 и 11 131 больше диаметра гидроцилиндров 4 132 достигается гарантированньш зажим проката с помощью зажипиов 12 и 13 в момент приложения ударно-импульсной нагрузки. После этого разжимают зажимы 12 и 13, а ударно-импульсный привод 7 поднимается в верхнее положение. Установка готова к совершению очередного цикла.1. Способ ломки материалов на заготовки,включающий нанесение на материал концентратора напряжений в виде углублений и приложеьше в его плоскости разрушающей импульсной нагрузки, отличающийся тем, что материал по границе углубления концентратора напряжения сначала сжимают усилием до предела упругости, а в зоне образования углубления концентратора напряжений - до предела пластичности и образования большого волнового сопротивления в пределах действия зажима материала, не снимая нагрузки, прикладывают к выступающей консольной части материала статическую и шипульсную нагрузку с частотой, равной частоте собственных колебаний консольной части материала.2. Установка для разрушения материалов,содержащая корпус с размещенным на нем гидроприводом перемещения ломателя и гидроза жимом со вставными ножами, гидроцилиндры которых соединены между собой, а диаметр цилиндра заяшма больше диаметра цилиндра ломателя, отличающаяся тем, что установка снабжена плитой, соединенной с гидроприводом ломателя, установленной с возможностью перемещения и несущей введенный дополнительный ударно-шипульсньтй привод, на котором установлен ломатель, при этом в полости сообщения гидропривода перемещения ломателя и тидрозаясима размещен обратный клапан.3. Установка по п.2, отличающаяся тем,что упомянутая опора выполнена на корпусе в виде выступа.4. Установка по п.2, отличающаяся тем,ЧТО НОЖИ ГИДрОЗЗЯСИМЗ ВЫПОЛНСНЫ ИЗ ТВСрДОГО сплава.5. Установка по п.2, отличающаяся тем, что на ломателе выполнена режущая кромка, образованная плоскостью, параллельной плоскости реза, и плоскостью, проходящей под острым углом к плоскости опоры.

МПК / Метки

МПК: B23D 27/06

Метки: заготовки, устройство, способ, материалов, осуществления, ломки

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/4-265-sposob-lomki-materialov-na-zagotovki-i-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ ломки материалов на заготовки и устройство для его осуществления.</a>

Похожие патенты