Машины для обработки железа: Применение, характеристики и механизмы

I. Применение и классификация машин для обработки железа

Станок ironworker является очень универсальным оборудованием для разделения металлических ножниц. Он может не только срезать и разделять металлические листы и профили (включая круглую сталь, квадратную сталь, плоскую сталь, шестигранную сталь, угловую сталь, швеллерную сталь, двутавр, Т-образную сталь и другие стальные материалы специальной формы), но и выполнять штамповку и высечку (или вырубку) на плоских частях листов и профилей. Из-за разнообразия выполняемых ножницами операций их называют машинами для обработки железа, см. рис. 8-3-1.

В соответствии с установленным рабочим механизмом и соответствующими функциями стрижки, которые могут быть выполнены. железная машина можно разделить на следующие категории.

Первый, пробивной и профилегибочный станок

Оснащенный механизмами пробивки и резки профилей, он может выполнять пробивку пластин и профилей и резку различных профилей.

Во-вторых, машина для резки пластин и профилей

Помимо выполнения функций резки пластин и полос, он также может выполнять разделение профилей на ножницы.

В-третьих, станок для обработки железа

Может выполнять функции ножниц двух вышеуказанных типов. Их можно разделить на машинки с вертикальным ножом и машинки с горизонтальным ножом, последние используются реже из-за ограниченного технологического диапазона.

4: Комбинированная машина для стрижки и штамповки

Помимо выполнения функций вышеупомянутых ножниц, он также может выполнять высечку листового металла и профилей, то есть вырезать выемки определенной формы на плоских частях листа или профиля, чтобы облегчить сгибание профилей, таких как угловая сталь, в детали в форме рамы.

Из-за общего характера этого оборудования, широкого спектра процессов, небольшого количества вспомогательных устройств, малочисленности механизмов функциональной регулировки для улучшения качества стрижки и простых зажимных устройств в месте стрижки, оно дает более низкую точность обработки, большие погрешности размеров и большую шероховатость поверхности излома, поэтому используется в основном в цехах, обрабатывающих листовой металл и профили с низкими требованиями к точности, таких как мосты, котлы, судостроение, строительство, а также в некоторых ремонтных подразделениях.

II. Технические параметры станка для обработки железа

Согласно правилам методики составления моделей кузнечных машин, основным параметром машины с механической передачей является максимальная толщина срезаемого стального листа, в то время как для машины с гидравлической передачей она представлена номинальным усилие при штамповке сайт.

В некоторых странах уже выпускаются станки для обработки железа с максимальной толщиной среза 32 мм, 25 мм и 20 мм, причем чаще всего выпускается 16 мм. Из-за широкого спектра процессов крупногабаритные железообрабатывающие станки представляют определенные трудности в структурной компоновке, а коэффициент использования оборудования невысок, что не позволяет полностью задействовать технологические возможности оборудования, поэтому производство крупных спецификаций менее распространено.

В нашей стране установлены стандарты технических параметров для машин для обработки железа. В таблице 8-3-1 перечислены основные параметры станков для обработки железа в нашей стране.

Большинство продуктов, перечисленных в таблице, уже выпускаются в нашей стране, а их технические параметры приведены в таблице 8-3-2.

Таблица 8-3-1 Основные параметры станков для обработки железа в Китае (Единицы измерения: мм)

Примечание: Прочность на разрыв материала σb < 450MPa

 Таблица 8-3-2 Ножи для стрижки продольно расположенных железных изделий на станках, выпускаемых в нашей стране

III. Принцип работы и конструктивная форма машины для обработки железа

1. Принцип работы станка для обработки железа

Принцип работы станка для обработки железа с механической передачей аналогичен принципу работы общего механического пресса и стригальная машина. Пробивка и обрезка выполняются двигателем, приводящим в движение ползун или нож через систему передач и кривошипно-шатунный механизм, при этом пуансон или нож, установленный на ползуне, завершает пробивку или обрезку. На рис. 8-3-2 показана принципиальная схема работы станка для обработки железа. На рис. 8-3-3 показана схема пробивки и процесс стрижки схема, заполненная станком для обработки железа.

 (I) Пробивание

Верхний штамп 1 для пробивки закреплен на ползуне (см. рис. 8-3-2a) и перемещается вверх и вниз вместе с ползуном, а нижний штамп 2 закреплен на рабочем столе. Верхний штамп перемещается вниз для завершения пробивки. Зазор между верхним и нижним штампами зависит от толщины и механических свойств материала плиты. Правильный выбор зазора между верхним и нижним штампами имеет решающее значение для обеспечения качества пробиваемых деталей. Обычно величина зазора принимается для пробивки листов толщиной от 3 до 10 мм.

Δ = (0,06 ~ 0,1)t

Где t - толщина плиты (мм).

Если толщина вырубной плиты превышает 10 мм, принимайте зазор Δ = (0,1 ~ 0,15)t

Глубина кромки штампа нижней формы обычно принимается равной a = 3-5 мм.

Пробивка на станке для обработки железа обычно выполняется для деталей относительно простой формы, таких как фланцы листового металла, угловая сталь, фланцы и полотна швеллеров, а также двутавровые балки, как показано на рис. 8-3-4.

Из-за небольшой площади рабочего стола на позиции пробивки и отсутствия вспомогательных устройств точность и производительность пробивки ниже, чем у прессов общего назначения. Поэтому он обычно используется в конструкционных мастерских для вспомогательных процессов, таких как пробивка отверстий под заклепки.

 (II) Резка листового металла

Верхнее лезвие закреплено на держателе инструмента, а держатель инструмента поворачивается вокруг неподвижного шарнира для выполнения стрижки, как показано на рис. 8-3-2b. Верхнее лезвие наклонено под углом α по отношению к нижнему лезвию, который называется углом среза. Величина угла срезания напрямую связана с усилием срезания; чем больше угол срезания, тем меньше усилие срезания. Однако большой угол среза увеличивает крутильную деформацию материала и снижает качество среза.

При использовании поворотного держателя инструмента на станке для обработки железа угол срезания постепенно уменьшается в процессе стрижки. Угол стрижки обычно устанавливается в диапазоне от 8° до 12°. Если он слишком велик, горизонтальная составляющая усилия стрижки превышает трение между материалом и нижним лезвием, что приводит к скольжению материала наружу вдоль направления горизонтальной силы, делая стрижку невозможной и приводя к несчастным случаям. Поэтому очень важно выбрать правильный угол стрижки.

Величина зазора между верхним и нижним ножами также является важным фактором, влияющим на качество стрижки. Величина зазора Δ в основном выбирается в зависимости от толщины срезаемой пластины и механических свойств материала, обычно принимая Δ = (0,05 ~ 0,1)t

Где t - толщина сдвигаемой пластины (мм).

 (III) Стрижка бруса

Обычно используется для резки круглого и квадратного прутка. Цилиндрический или квадратный неподвижный нож закреплен на корпусе станка, а подвижный нож закреплен на держателе инструмента и перемещается вместе с держателем инструмента, срезая заготовку (см. рис. 8-3-2c).

Поскольку отверстие (или длина стороны) ножа на лезвии не может изменяться с диаметром (или длиной стороны) срезанного прутка, т.е. радиальный зазор не может быть отрегулирован, а осевой зазор между подвижным и неподвижным ножами также неудобно изменять с диаметром (или длиной стороны) прутка, в сочетании с жесткостью нажимной плиты это вызывает значительную деформацию срезанного участка.

Поэтому заготовки, обрабатываемые на станке для обработки железа, в основном имеют средний или меньший размер по диаметру или длине стороны, требования к качеству стрижки не высоки, а размер партии не слишком велик.

Осевой зазор между лезвиями ножниц является важным фактором, влияющим на точность стрижки. Слишком большой или слишком маленький осевой зазор приведет к низкому качеству срезаемого профиля. Выбор величины зазора в основном зависит от диаметра, длины стороны и механических свойств прутка.

Для материалов с высокой прочностью и высокой хрупкостью следует выбирать меньшее значение зазора, и наоборот, для больших значений зазора. При стрижке прутка того же диаметра на высокой скорости величина зазора должна быть меньше, чем на низкой скорости. Для среднеуглеродистой, высокоуглеродистой и низколегированной стали с пределом прочности менее 800 МПа величина зазора между лезвиями обычно принимается равной

Δ = (0,02 ~ 0,06)d

 В формуле d - диаметр срезаемого материала прутка (мм).

Правильный выбор осевого зазора между лопастями - важное условие для получения качественных поверхностей сдвига.

 Профильные ножницы

На рисунках 8-3-2d, e, f, g, h показан срез угловой стали, Т-образной стали, двутавровой балки и швеллера. Сила среза P действует на плоскость среза под углом примерно 45° к горизонтальной плоскости профиля, что увеличивает чистую поверхность среза кромки ножа, уменьшая разрыв и деформацию.

 Ножницы

В верхней части плиты ножниц станка для обработки железа часто устанавливается станция для резки штампов, как показано на рис. 8-3-2i. Верхний штамп 4 перемещается вместе с ножничной плитой, а нижний штамп 5 закреплен на корпусе станка, который может вырезать прямоугольные, треугольные или полукруглые вырезы в листах и профилях (см. рис. 8-3-3e).

Ножницы в основном вырезают пазы в различных профилях для облегчения изготовления деталей, таких как рамы, как показано на рис. 8-3-5.

 Зазор между кромками ножей пресс-формы имеет решающее значение для качества резки, обычно он принимается равным

Δ = (0,05 ~ 0,1)t

 В формуле t обозначает толщину срезаемого материала (мм).

 Угол наклона ножа штампа показан на рис. 8-3-2i.

α = 8° - 12°

 Угол наклона режущей кромки

β = 2° - 3°

Обрезка листового металла является основополагающей частью станка для обработки железа, и условия соединения для каждой станции заключаются в том, что работа по обрезке и мощность на каждой станции обрезки одинаковы. Чтобы сделать конструкцию разумной, полностью использовать мощность двигателя, избежать чрезмерной громоздкости станка, обеспечить безопасность работы и простоту обслуживания, станок для обработки железа не позволяет выполнять несколько процессов стрижки одновременно, а должен выполняться отдельно в соответствии с определенной схемой рабочего цикла, как показано на рис. 8-3-6.

Во время резки листового металла максимальный рабочий угол эксцентрикового вала составляет 180°, после чего происходит холостой обратный ход пластины ножниц. Схема рабочего цикла двухцелевого станка показана на рис. 8-3-6a, где α - угол поворота эксцентрикового вала во время резки листового металла, а α' - угол поворота эксцентрикового вала во время штамповки (или резки профиля). Диаграмма рабочего цикла для трехцелевого станка показана на рис. 8-3-6. Начальная и конечная станции перекрываются, что отражается в углах перекрытия γ и γ', которые обычно принимаются равными 15°.

2. Структурные формы машин для обработки железа

Конструктивная форма станка для обработки железа выбирается исходя из технологических потребностей. Например, на участке пробивки используется открытая рама с определенной глубиной горловины для облегчения пробивки в различных местах на поверхности листового металла или профилей. Расстояние между рабочим столом и ползуном в месте пробивки также должно быть большим, чтобы облегчить установку вырубных штампов для швеллеров, двутавровых балок и других стальных материалов специальной формы.

Зоны резки листового металла и штамповки расположены на другой стороне корпуса машины, что облегчает загрузку и разгрузку, а также резку длинных полос листового металла. Поскольку профили часто имеют стержневую форму, например, угловая сталь, швеллерная сталь и круглая сталь, режущая кромка часто располагается в брюшной части корпуса машины, как показано на рис. 8-3-7, в закрытой конструкции. Весь корпус станка расположен компактно, что также повышает жесткость корпуса станка, что благоприятно сказывается на повышении точности резки профиля.

Система трансмиссии машины для обработки железа в основном включает в себя одинарный эксцентриковый вал (см. рис. 8-3-7a) и двойной эксцентриковый вал (см. рис. 8-3-7b, c). Одинарный эксцентриковый вал имеет простую конструкцию, малый вес и широко используется. Двойной эксцентриковый вал имеет более сложную конструкцию, он тяжелее и используется в некоторых крупных машинах для обработки железа.

В системе передачи ползун вырубной части и держатель ножа стригальной части приводятся в движение двигателем через клиновой ремень, редуктор, эксцентриковый вал, шатун и рычажный механизм для преобразования вращательного движения в линейное возвратно-поступательное или качательное движение, приводя ползун и держатель ножа в движение для выполнения вырубных и стригальных работ на верхнем штампе вырубной части, верхнем ноже стригальной части, верхнем штампе ножниц и подвижном ноже профильной стрижки в соответствии с диаграммой рабочего цикла.

В верхней части ползуна перфорации и держателя ножа ножниц установлены пружины, которые уравновешивают вес ползуна и держателя штампа и ножа, обеспечивая плавную работу системы передачи и безопасность эксплуатации.

В дополнение к общим конструктивным формам станков для обработки железа отечественные производители разработали вертикальный станок для резки пластин и профилей типа QR32-8, как показано на рис. 8-3-8, который отличается новым внешним видом, компактной структурой, небольшими размерами, малым весом и небольшой площадью, что делает его удобным для широкого круга пользователей в машиностроении, строительстве и ремесленном производстве.

Станок для обработки железа - это многоцелевое оборудование для резки и штамповки стали, предназначенное для мелкосерийного производства. По сравнению с прессами и ножницами имеет меньшее количество вспомогательных функциональных компонентов, что приводит к снижению точности обработки и уровня автоматизации, поэтому меньше используется на предприятиях с крупносерийным производством