Дәріс. Илемдерді кесуге арналған жабдықтар

Пышақтары параллель орналасқан қайшылар.Квадрат, тіктөртбұрыш және дөңгелек қималы ыстық металды блюмингтерде, слябингтерде және дайындамалық орнақтарда илемдегеннен соң оларды көлденең кесу үшін параллельді пышақтары бар қайшылар қолданылады. Бұл қайшылар сонымен қатар салқын металды көлденең кесуге де қолданылады, тек мұнда пышақ жүзінің пішіні кесілетін металдың көлденең қимасының пішінімен сәйкес келуі керек.

Бұл қайшылармен кесу кезінде пышақтың қозғалу жазықтығы (кесу жазықтығы) өзгеріссіз қылыпта болады. Қайшыға келетін металдың температурасы әдетте 800-1000 ⁰ шамасында болады. Салқын күйіндегі беріктік шегі σ_в=400÷500 МПа шамасында болатын көміртекті болаттар үшін аталған температурадағы беріктік шегі 100÷150 МПа; Салқын күйіндегі беріктік шегі σ_в=1000 МПа дейінгі легірленген болаттар үшін аталған температурадағы беріктік шегі 130÷180 МПа. Осыдан, қайшының типі мен сипатын таңдау барысында максимальды кесу күшін дұрыс анықтау үшін олардың тағайындалған міндетін ескеру қажеттігін байқауға болады.

Қайшының негізгі параметрлеріне мыналар жатады (Сурет 17.1, а): ең үлкен кесу күші Р, пышақтың жүрісі Н, пышақтың ұзындығы L мен бір минуттағы кесіктер саны (қайшының өнімділігі).

1 – қыспақ; 2 – пышақ орналасқан жоғарғы құралкүймешік (суппорт); 3 – жылжымалы таяныш; 4 – пышақ орналасқан төменгі құралкүймешік

Сурет 17.1 - Параллель пышақты қайшы сұлбасы (а) және кесу кезінде әсер ететін күш (б)

Пышақтың пішінін кесу кезінде оның барлық төрт бұрышын да пайдалану үшін симметриялы тіктөртбұрыш түрінде жасау қабылданған. Үшкірлену бұрышын 90⁰ тең қылып алады. Пышақтарды 6ХНМ маркалы болаттан немесе Ст6 маркалы көміртекті болаттан термоөңдеуден кейінгі қаттылығы 400НВ болатындай қылып жасайды.

Пышақтардың жұмыс істеу мерзімін арттыру үшін олардың кескіш жүзін қатты қорытпалармен (сормайт типті) балқытып қаптастырады.

Құрылымы бойынша көлденең кесуге арналған параллель пышақты қайшыларды екі негізгі топқа бөлуге болады: а) жоғарғы пышағы жылжымалы қайшы (жоғарғы жақпен кесу); б) төменгі пышағы жылжымалы қайшы (төменгі жақпен кесу).

Жоғарғы жақпен кесу қайшысының құрылымы қарапайым. Бұл қайшының жұмыс істе принципі мынадай: төменгі пышақ қайшы тұғырына қозғалыссыз орнатылған; жоғарғы пышақ құралкүймешікке (сырғаққа) орнатылған және қосиінді немесе гидравликалық жетек көмегімен төмен қарай қозғала отырып металды кеседі. Металды кесуді қайшы артына тербелмелі рольганг орнатлығанда ғана жүзеге асыруға болатынын атап өткен жөн, бұл қондырғының жалпы құрылымын күрделілендіреді.

Төменгі немесе астыңғы жақпен кесу қайшыларында мұндай кемшіліктер жоқ, сондықтан олар кең қолданыс тауып отыр. Бұл қайшылардың жұмыс принципі төмендегідей: астыңғы пышақ құралкүймешікте (сырғақта) орнатылып, ол қосиінді немесе гидравликалық жетек көмегімен жоғары қарай көтеріледі; жоғарғы пышақ жоғарғы құралкүймешікте (сырғақта) орнатылған және ол да вертикаль бағытта жылжи алады.

Кесу процесі алдында пышақтар ашылып, металл рольганг бетімен олардың арасынан өтеді; бұл кезде астыңғы пышақ рольганг роликтері бетінің деңгейінен төмен орналасады да металл қозғалысына кедергі жасамайды. Содан соң металл белгіленген қалыпқа жеткенде тоқтатылып (жылжымалы таяныш көмегімен), жоғарғы пышақтың құралкүймешігі металмен жанасқанша түсіріледі; жоғарғы құралкүймешік қозғалысы тоқтаған соң астыңғы пышақтың құралкүймешігі жоғары қарай қозғала бастайды, сөйтіп металды кесу іскес асырылады.

Параллельді пышақты қайшылар жетек түрі бойынша екі типті болып жасалады: электрлі және гидравликалық жетекті.

Қиғаш пышақты (көлбеу қайшы) және дискілі қайшылар. Көлбеу қайшылар құрылымының екі типі белгілі: ашық және жабық.

Ашық типті қайшылардың (Сурет 17.2) қысқа пышақтары және бүйірлік ойығы бар бір тұғыры бар, сол арқылы кесілетін металл беріледі; бұл қайшыларды негізінен сортты металды салқын күйінде кесу үшін қолданады; мұнда пышақ пішіні кесілетін металл қимасының пішініне сәйкес келуі керек.

Жоғарғы (жылжымалы) пышақ – еңкіш орналасқан, еңкіштік бұрышы 2-5 ⁰ .

а – ашық типті; б – жабық типті; в – пышақ жүрісін Н анықтауға арналған

Сурет 17.2 - Көлбеу қайшылар сұлбасы:

Жабық типті қайшылар (Сурет 17.2, б) төменгі жағынан маңдайшамен жалғасқан екі тұғырдан тұрады; тұғырлар аралығына пышақтары бар құралкүймеше жылжып тұрады. Бұл қайшылар кең тілкемдер мен табақтарды салқын, жартылай салқындаған және ыстық күйінде көлденең кесу үшін қолданылады.

Қайшының қолданылу мақсатына байланысты жабық типті қайшыларды құрылымы жағынан жоғарғы немесе төменгі жылжымалы пышақты қылып жасайды.

Жоғары пышағы жылжымалы қайшылар негізінен илемдеу цехтарында жеке немесе тоғын тізбекте орналасып, табақтарды қажетті өлшемдерге кесуде және табақтардың бүйір жиектерін қиюда қолданылады.

Төменгі пышағы жылжымалы қайшылар илемдеу орнағының рольгангтер тізбегіне немесе тілкемдерді кесу агрегаттарында, яғни тоғынды технологиялық тізбекке орнатылады; сонымен, бұл қайшылармен тек тілкемдерді көлденең табақтарға кесуге немесе ұзын тілкемдердің алдыңғы және артқы ұштарын қиюға болады; бұл жағдайда тілкемнің бүйір жақ жиектерін кесуді көлденең қайшыдан кейін орналасқан дискілі қайшымен жүзеге асырады.

Жоғарғы пышағы жылжымалы қайшыларда жоғарғы пышақ еңкіш, ал астыңғы пышақ горизонталь орналастырылады. Еңкіштік бұрыш кесу күшін азайту мақсатында кесілетін табақ қалыңдығына сәйкес 1-6⁰ шамасында алынады (табақ қалың болған сайын еңкіштік бұрыш та үлкен болады).

Астыңғы пышағы жылжымалы қайшының бұл пышағы түзу (ал үстіңгі пышақ еңкіш орналасқан) немесе еңкіш орналасқан (ал жоғарғысы түзу). Қайшыларды қолдану тәжірибесі үстіңгі пышағы еңкіш қайшылармен кескенде тілкем майысып, кесік қиғаш болып шығатынын көрсетті; астыңғы пышағы еңкіш қайшымен кесуде кесік түзу (перпендикуляр) болып шығады. Сондықтан астыңғы пышағы жылжымалы қайшыларда бұл қайшыны еңкіш орналастырады.

Пышақтардың материалы 9Х, 5Х2ВС, 55ХНВ, 55ХН2Ф таңбалы болаттар, шынықтырудан кейінгі қаттылығы 55 НRС.

Дискілі қайшы. Дискілі қайшыны кең тілкемдердің жиектерін және оларды ұзына бойы бірнеше енсіз тілкемдерге кесуге қолданылады.

Кесу сапасы жоғары бол үшін (қылаусыз түзу кесіктер алу үшін) дискілі қайшының пышақтарын ∆=1-3 мм радиалды қосарламамен орналастырған (тілкем неғұрлым қалың болған сайын пышақтардың қосарлану шамасы соғұрлым аз болады): h>10 мм болғанда қосарлану теріс шамалы және аздаған бүйірлік (горизонтальды) саңылаумен δ=(0,05-0,08)h қолданылады (қалыңдығы 0,2 мм төмен тілкемдерді кескенде пышақтарды саңылаусыз орналастырады). Диск қалыңдығын 0,06-0,1D шамасында қабылдайды. Пышақтар термоөңдеуден кейінгі қаттылығы 60НRC маркасы 5ХВС хромвольфрамды болаттан жасалады; пышақтардың үшкірлену бұрышын 90⁰ қылып алу қабылданған.

Егер дискілі пышақтардың центрі тік жазықтықта орналасса (Сурет 17.3, а), онда тілкем пышақтардан шыққанда аздап жоғары қарай иіледі, ал кесілген бүйір жиектері алдымен горизонталь бағытта, содан соң ауырлық салмағының әсерімен төмен қарай түседі. Тілкемді кескеннен кейін түзу шығу үшін жоғарғы пышақты қозғалыс бағыты бойынша астыңғы пышаққа қарағанда ығыстырып орналастырады (Сурет 17.3, б); кесілген жиектер үлкен бұрышпен төмен қарай бағытталады (сондықтан жиектерді турау және жиектерді орау жабдықтары қайшы деңгейінен төмен орнатылады).

Жиектерді кесу үшін екі жұпты дискілі қайшылар, ал кең тілкемді бірнеше тілкемге тілу үшін көп жұпты дискілі қайшылар қолданылады.

а – пышақтар бір вертикаль жазықтықта орналасқан; б – жоғарғы пышақ тілкем қозғалысы бағытына қарай ығысып орналасқан

Сурет 17.3 - Дискілі қайшымен металды кес сұлбасы

Дискілі қайшымен тілкемді кесу барысында кесілген жиектерді қайшыдан (қалдықтар) екі тәсілмен тазартады: 1) арнайы жиекорағыштардың атанағына жиектерді орау арқылы; 2) жиектерді қысқа тілімшелерге кесіп, арнайы қорапқа жіберіп отыру арқылы.

Бірінші тәсіл өте жұқа (қалыңдығы 0,5 мм дейінгі) тілкемдерді кесу кезінде қолданылады. Екінші тәсілде кесілген жиектерді қарапайым құрылымды айналмалы қайшы (жиектурағыш) көмегімен турап кеседі.

Қалыңдығы 25 м дейінгі табақтар мен тілкемдердің бүйір жиектерін кесу үшін жиектурағыш қайшымен бір жиынтықта жасалған дискілі қайшы қолданылады.

Айналмалы әрекетті қайшылар. Айналмалы әрекетті қайшылар металды оның жоғары жылдамдықпен қозғалысы кезінде кесуге арналған.

Көпшілік жағдайда бұл қайшылардың жұмысқа қабілеттілігі илемдеу орнағының өнімділігін анықтайды (мысалы, үздіксіз дайындамалық орнақ).

Төменде айналмалы әрекетті қайшылардың мынадай негізгі типтері қарастырылған: атанақты, қалқымалы қосиінді, маятникті және т.б. иінтіректі-қосиінд.

Атанақты (екіатанақты) қайшылар құрылымы жағынан қарапайым және пайдалануда сенімді. Олар қалыңдығы 30 мм дейінгі кең болат тілкемдерді ыстықтай кесуде, қалыңдығы 3 мм дейінгі болат тілкемдерді суықтай кесуде және майда сортты пішіндерді ыстықтай кесуде кеңінен қолданыс тауып отыр.

Бұл қайшылардың құрылысы мен жұмыс істеу принципі мынадай тәртіппен атқарылады (Сурет 17.4, а ).

Екі атанаққа пышақтар радиальды бекітілген (әрбір атанақа бір-бірден немесе бірнешеден). Тілкем үздіксіз қозғалыста болады және ол қайшыға беріс роликтерімен (немесе үздіксіз онақтардың соңғы қапастарының пішінбіліктерімен) тұрақты жылдамдықпен v_р= v_n беріледі. Үстіңгі және астыңғы пышақтар кездескенде тілкемді кесу іске асырылады. Кесілген тілкем бөліктерінің арасын ажырату үшін қайшыдан кейінгі орналасқан роликтердің жылдамдығы қайшы алдында орналасқан роликтер жылдамдығынан артық болуы керек.

1 – беріс роликткері; 2 – пышақтар орналсақан атанақ; 3 – пышақтар; 4 – рольганг роликтері.

Сурет 17.4 - Атанақты айналмалы әрекетті қайшы (а) және тілкемді кесу сұлбасы (б)

Атанақ тұрақты жылдамдықпен бірқалыпты айналатын болғандықтан және айналмалы массаның толық теңгерілуіне байланысты бұл қайшылар металдың 15 м/с және одан да жоғары жылдамдықпен қозғалуы кезінде кесуге мүмкіндік береді. Бірақ-та бұл қайшылардың мынадай кемшіліктері де бар:

1) пышақтардың кесуші жиектерінің қозғалыс траекториясы шеңберлер, сондықтан пышақтардың горизонтальды қозғалыстағы тілкеммен кездесуі кезінде кесу айнымалы бұрышпен жүргізіледі және тілкемдегі кесу жазықтығы вертикальды болмайды (Сурет 17.4, б). Бірақ бұл кемшілік жұқа тілкемдерді кесу кезінде елеулі әсер етпейді;

2) тілкемді кесу параллельді қайшылармен іске асырылады, яғни оның бүкіл ені бойына бір мезгілде үлкен кесу күші динамикалық әсермен түсіріледі. Бұл күштің мәнін төмендету үшін бір пышақты еңкіштеу орналастырған (көлбеу қайшы принципімен) немесе шевронды қылған жөн. Бірақ, кең тілкемдерді үлкен жылдамдықта кесу кезінде бұл принципті іске асыру үшін пышақтардың аралығындағы бүйірлік саңылауды үлкейту қажет болады, ал бұл әрқашан қажет бола бермейді.

Металды кесу кезінде атанақты айналмалы әрекетті қайшылар негізгі екі режіммен жұмыс істейді: 1) кезеңді жүргізіп жіберу және тоқтату; 2) атанақтың үздіксіз айналу.

Кезеңді жүргізіп жіберу режімі екі жағдайда қолданылады: 1) тілкемнің алдыңғы ұшын тегістеп кескенде (пішіні дұрыс қалыптаспаған); 2) тілкемді тоңазытқышқа жіберуге дайындап ұзын тілімшелерге кескенде.

Дискілі ара. Фасонды пішіндерді қайшымен кесу кезінде жұқа сөрелері мен қабырғалары жапырылып майысып қалатын болғандықтан, қоставрлы арқалықтарды, квадрат және дөңгелек қималыдайындамаларды және басқа да фасонды пішіндерді өлшемді ұзындықтарға кесу үшін, сонымен қатар олардың ұштарын тегістеп кесу үшін дискілі аралар қолданылады.

Диск құрылымына сәйкес араларады екі топқа бөледі: ыстықтай және суықтай кесуге (үйкелісті аралар) арналған. Бірінші топқа жататын аралар тісті болып келеді, ал екінші топтағы аралардың дискілері тегіс жүзді, мұнда кесу процесі жылдам айналатын дискі мен металдың арасында болатын үйкеліс әсерінен металдың балқытылуы нәтижесінде жүреді. Бұл аралардың өнімділігі ыстықтай кесуге арналған аралардан әжептеір төмен.

Араның өнімділігі жоғары болу үшін дискілердің айналу жылдамдығы өте жоғары болуы керек.

Әдебиеттер:нег. 1 [166-190], 2 [225-284], 3 [190-215]; қос. 5 [114-120].

Бақылау сұрақтары:

1. Параллель пышақты қайшылар қандай топтарға бөлінеді?

2. Пышақтары параллель орналасқан қайшылардың жұмыс принципі қалай?

3. Көлбеу қайшылар құрылымы мен олардың типтері.

4. Айналмалы әрекетті қайшылардың қандай типтерін білесің?

5. Атанақты қайшылар қандай пішінді илемдерді кесуге арналған?

6. Дискілі араны қолданудағы мақсат және олардың қандай түрлері болады?