DE1527069A1

DE1527069A1 - Method and device for high-speed cutting of materials, in particular bar materials, into pieces

Info

Publication number: DE1527069A1
Application number: DE19651527069
Authority: DE
Inventors: Bruno Braeunlich
Original assignee: ZENTRALINSTITUT fur FERTIGUNG
Current assignee: ZENTRALINSTITUT fur FERTIGUNG
Priority date: 1965-12-09
Filing date: 1965-12-09
Publication date: 1969-06-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, zum Hochgeschwindigkeitskältachneiden von Werkstoffen, insbesondere von Stangenwerkstoffen, in ütUche. Es ist, bekannte Stangenwerkstoff mittels parallel zueinander beweglicher' die Stange umfassender Sc1ine.i,db.acl@en oder -b.üöhsen zu trennen. Die.Schneidkräft steigt dabei allmählich bis auf einen ';,Fert, bei welchem der Schnitt erfolgt, Der Nachteil dieses Verfahrens istt daß ftr die Erzeugung der Schneidgeschwindigheit Kurbeltriebe verwendet werden, wobei die ungleichförmige gegen lull abfallende äcluläidgeschitindigl"eit genutzt wird. Die hierdurch erzielten Trennflächen verlaufen in der Schnittebene konvex-l-önl=av je nach Werkstoifestigl_eit, Es ist fernerhin ein Verfahren bekannt, bei welchem zur Erzeugung einer hohen, gleichförmigen Schneidgesclivrindiglzeit ein die teilweise Form des Stangenquerschnitts aufweisendes Messer auf einer Er eisbahn rotiert. -Mit diesem Verfahren lassen :ich; nur bei kleinen ;ltangenetuerschnitten und Abschnitten begrenzter Längen annähernd ebene und rechtwinklig zur Mantelfläche bestehende Trennflächen erzielen, da der S:tangenwerks:toff abschnittsseitig nicht gehalten lsae_r1?-=_axi@n, -der Abc@nitt deshalb während: des Schnittes abkippt und mehr oder weniger stark deformiert wird. Um das Abkippen des 1ibscl-ini-Ltes, zu verhindern, ist deshalb vorgeschlagen worden, den Ntangenwerkstoff zusätzlich abschnittsseitig zu halten, Dieses Verfahren ermöglicht die, Herstellung einwandfreier Planflächen bei kleineren Stangenquerschnitten und Abschnitten begrenzter Längen, . Der Erfindung. liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren-und eine Vorrichtung zu entwickeln, die es ermöglichen, Stangenabschnitte beliebiger 1ängen und Querschnittsgrößen mit einwIandfreien PlanflUchen wirtschaftlich herzustellen,, ohne- daß die Trennflächen nachträglich durch Pressen oder spangebend geebnet werden müssen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Stangenwerkstoff Stangen- und rohlingsseitig gleichmäßig am Umfang radial mit einer Kraft P;1 - der Schneidkraft belastet und der Stangenquerschnitt mit einer Kraft P2^.o Fließgrenze des Stangenwerkstoffes senkrecht zur Stangenlängsachse, vorzugsweise in Schnittrichtung oderkund axial auf Zug, vorbelastet wird und eine die Stange umschließende gleitend gelagerte Schnittplatte schlagartig mit einer gleich- oder nahezu gleichförmigen Geschwindigkeit:!-- 1 mjs. geradlinig gegen `eine die Stange umschließende feste Schnittplatte verschoben wird.The invention relates to a method and a device for high-speed cold trimming of materials, in particular of bar materials, in surface. It is to separate known rod material by means of Sc1ine.i, db.acl @ en or -b.üöhsen which are movable parallel to one another and encompass the rod. The cutting force gradually rises to a point where the cut is made. The disadvantage of this process is that crank mechanisms are used to generate the cutting speed, whereby the unevenly sloping edge speed is used Separation surfaces run in the cutting plane convex-l-önl = av depending on Werkstoifestigl_eit. Furthermore, a method is known in which a knife with the partial shape of the rod cross-section rotates on an ice rink in order to generate a high, uniform cutting edge let: I; only with small; longitudinal door sections and sections of limited lengths achieve approximately flat and at right angles to the outer surface of the existing separating surfaces, since the S: tangenwerk: toff is not held on the section side lsae_r1? - = _ axi @ n, -the Abc @ nitt therefore during: des The cut tilts and is more or less deformed To prevent the 1ibscl-ini-Ltes from tipping over, it has therefore been proposed to additionally hold the rod material on the section side. The invention. The object of the invention is to develop a method and a device which enable rod sections of any length and cross-sectional sizes to be economically manufactured with perfect planar surfaces without the need to subsequently level the separating surfaces by pressing or cutting. According to the invention, this is achieved in that the rod material is loaded uniformly on the circumference of the rod and blank with a force P; 1 - the cutting force and the rod cross-section with a force P2 ^ .o yield point of the rod material perpendicular to the longitudinal axis of the rod, preferably in the cutting direction or axially Tension, is preloaded and a slidably mounted cutting plate enclosing the rod abruptly with a constant or almost constant speed:! - 1 mjs. is moved in a straight line against a fixed cutting plate surrounding the rod.

Es ist auch möglich, die bewegliche Schnittplatte zwischen zwei die Stange einschließende feste Schnittplatten oder eine beliebige Anzahl beweglicher Schnittplatten-zwischen mindestens ebensoviel die Stange umschließenden festen Schnittplatten vorbeizuführen.It is also possible to place the movable cutting plate between two die Fixed cutting plates enclosing rod or any number of movable ones Cutting plates - between at least as many fixed cutting plates surrounding the rod to lead past.

De Vorrichtung zur Durchführung des. Verfahrens zeichnet. sich dadurch aus, däß ein: in einem VVerkzeugführungskörper gleitend gelagertes und durch ein rotierendes Schlagwerk, mittels Gasdruck, auf explosivem Wega oder elektromagnetisch angetriebenes Schlag-Werkzeug mit Schlagbolzen, als Klemmbackenpaar ausgebildeter Schnittplatte, Kolbenstangen, Kolben und Druckfeder Über einen mit dem Werkzeugführungskörper starr verbundenen Zylinder steuerbar ist und eine als Klemmbackenpaar ausgebildete feste Schnittplatte seitlich am VVerkzeugftihrungskörper koaxial zur Stange dergestalt äugeordnet ist, daß ein Klemmbacken radial zur Stangenlängsachse spannbar ist, wobei der Vorschub des Stangenwerkstoffes in bekannter Weise erfolgte Die weitere Ausführung der Vorrichtung ist unterschiedlich, und zwar sind bei axialer Varbelaetung, der Stange zwei am WerkzeugführungskUrper koaxial zur Stange angeordnete radial spannbare feste Schnittplatten: vorgesehen, die zusätzlich axial zur Stange spannbar sind, Zur Erzielung einer hohen Produktivität der Vorrichtung ist ' vorgesehen, eine beliebige Anzahl Schl_igwerkzeuge in einem oder mehreren Werkzeugführungskörpern gleitend-zu lagern und mindestens ebensöviel als K=emmbackenpaare ausgebildete feste Schnittplatten am Verkzeugführungskörper dergestalt anzuordnent daß feste und bewegliche Schnittplatten miteinander in Stangenachsrichtung abwechseln, wobei die festen Schnittplatten nur radial und/oder die er-. ste- und letzte Schnittplatte zusätzlich axial zur Stange spannbar ausgebildet sind:.The device for carrying out the method is characterized. yourself thereby from, that a: slidably mounted in a V tool guide body and through a rotating hammer mechanism, by means of gas pressure, explosively or electromagnetically Powered striking tool with firing pin, designed as a pair of clamping jaws Cutting plate, piston rods, piston and compression spring via one with the tool guide body rigidly connected cylinder is controllable and designed as a pair of clamping jaws Fixed cutting plate on the side of the tool guide body, coaxial with the rod it is arranged that a clamping jaw can be clamped radially to the longitudinal axis of the rod, wherein the feed of the bar material took place in a known manner. The further execution the device is different, namely with axial Varbelaetung, the Rod two on the tool guide body arranged coaxially to the rod radially clampable Fixed cutting plates: provided, which can also be clamped axially to the bar, To the Achieving a high productivity of the device is provided 'any Number of Schl_igwerkzeuge in one or more tool guide bodies sliding-to store and at least as many solid cutting plates designed as K = pairs of jaws to be arranged on the tool guide body in such a way that fixed and movable cutting plates alternate with each other in the direction of the rod axis, with the fixed cutting plates only radial and / or the he. top and last cutting plate in addition axially to the rod are designed to be tensionable :.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Werkzeugführungskörper ein fester Anschlag zur Fixierung der vorderen Totpunktlage des Schlagwerkzeuges angeordnet.In a further embodiment of the invention is in the tool guide body a fixed stop for fixing the front dead center position of the striking tool arranged.

Die steuerbaren Kolben des Schlagwerkzeugs sind vorzugsweise hy- draulisch be-aufschlagbar.The controllable pistons of the impact tool can preferably be hydraulically impacted.

Es ist fernerhin ein Druckspeicher vorgesehen' über den die untere Tötpunktläge des Schlagwerkzeugs einstellbar ist;, Die am Nerkzeugführungskörper angeordneten Schnittplatten.mit ihren radial oder radial und axial verschiebbaren Klemmbacken sind vorzugsweise hydraulisch entweder über Steuerzylinder und Kolbenstange, oder über Steuerzylinder, Kolbenstange und Hebelsystem spannbar. Für besonders große Abschnittslängent zu deren Erzielung es sich als notwendig erweisen kann' den Vorschubhub-für die Zuführung des Stangenwerkstoffs zwei- oder'mehrmals nacheinander zu betätigen, ist vorgesehen, das rotierende Schlagwerk Zur Drehachse vorzugsweise in Richtung R verschiebbar anzuordnen. Die Anwendung der Erfindung auf anderen Gebieten, - z. 13. für das verwindungsfreie Schneiden von Blechstreifen und das Ausschneiden liegt im Rahmen des Erfindungsgedankens. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel zum Schneiden von-Stangenwerkstoff unter radialer-Belastung am Umfang der Stange und Vorbelastung in Schnittrichtung näher erläutert werden,. In der dazugehörigen Zeichnung stellen dar: Pig. 1: Vorderansicht im teilweisen Schnitt Fig2s Ansicht von unten .Furthermore, a pressure accumulator is provided through which the lower one The dead center position of the striking tool is adjustable ;, The one on the tool guide body arranged cutting plates with their radially or radially and axially displaceable Clamping jaws are preferably hydraulic either via control cylinder and piston rod, or can be tensioned via control cylinder, piston rod and lever system. For particularly big ones Section length to the achievement of which it can prove to be necessary 'the feed stroke for to operate the feed of the bar material two or more times in succession, is provided, the rotating hammer mechanism to the axis of rotation, preferably in the direction R to be displaced. The application of the invention in other areas - e.g. 13. for the torsion-free cutting of sheet metal strips and the cutting out within the scope of the inventive concept. The invention is intended below in an exemplary embodiment for cutting bar material under radial load are explained in more detail on the circumference of the rod and preload in the cutting direction. In the accompanying drawing represent: Pig. 1: Partial front view Section Fig2s view from below.

In einem Werkzeugführungskörper '!, der tangential zur Spur eines rotierenden Schlagwerks angeordnet .ist, das aus einer auf einer Drehachse 2 befestigten Scheibe 3 und einem Schlagkörper 4 besteht, ist ein Schlagwerkzeug 5 gleitend gelagert, in dessen Aussparung6 eine bewegliche Schnittplatte geführt ist, deren Klemmbacken 7;8 die Werkstückstange 9 umfassen. Während Klenunbacken 7 in der Aussparung 6'fest angeordnet ist-, ist-Klemmbacken 8 über Kolbenstange 10 mit einem Kolben 11 fest verbunden und in Ausgangsstellung durch Druckfeder 12 von der Stange 9 abgehoben. Kolben 11 gleitet in einem mit dem Schlagwerkzeug 5 fest verbundenen Zylinder 13, der für einen in einem Steuerzylinder 14 geführten Kolben 15 als Kolbenstange dient, Der Zylinder 13 weist in seinem-dem Kolben 15 zugewandten Teil Bohringen 16 auf, die mit dem Zylinderraum 17 in Verbindung stehen und in. die das über Bohrung 18 im Zylinderraum 19 eingeleitete Druckmittel . die Kolben 11;15 beaufschlagt* Koaxial zur Stange 9 sind seitlich am Werkzeugführungskörper 1 zwei feste Schnittplatten angeordnet, ` deren Klemmbacken 20;21 im Werkzeugführungskörper 1 gelagert sind und deren Klemmbacken 22;23 mittels hydraulischer Steuerzylinder 24;25 über Kolbenstangen 26;27 radial spannbar sind. Ein fester Anschlag 28 fixiert die vordere Totpunktlage des Schlagwerkzeugs 5, das an seiner dem Schlagkörper 4-zugewandten Stirnseite einen Schlagbolzen 28, trägt; Die Arbeitsweise dieser Ausführung ist folgendes 2n Ausgangsstellung.liegt das Schlagwerkzeug 5 am festen Anschlag 28 I an und die Druckfeder 12 hat die bewegliche Schnittplatte mit den Klemmbacken 7;8 geöffnet: Nach Zuführung der Stange 9 mittels einer bekannten Vors_ehubeinrichtung wird über Bohrungen 29;30 ein Druck= mittel in die Steuerzylinder 24;25 eingeleitet und die Klemmbacken 22;23 über Kolbenstangen 26;27 gespannt. Zugleich wird über Bohrung 18 1 ein Druckmittel in den Zylinderraum `I9 eingeleitet, das über Bohrungen 16 in den Zylinderraum-17 überströmt, wobei der Kolben 11 über .Kolbenstazlge 10 den IUemmbacken mit einer Kraft P Schnittkraft , gegen die Stange 9 preßt. Zugleich-2ird der Kolben 15-mit dem ein. geleiteten Druckmittel beaufachlagt, und das Schlagwerkzeug 5 erteilt dem zu scherenden Querschnitt der Stange g durch die: unterschiedlichen Größen der Kolbenflächen eine Torlast in Richtung P" wobei die radiale,Anpreßkraft :-eder Schnittkraft ist und die Vorlast in Richtung P annähernd gleich der Fließgrenze des Stangen-. Werkstoffes ist. Trifft nun der Schlagkörper 4 des rotierenden Schlag.-Werks auf den Schlagbolzen 31 auf, so erteilt er, schlagartig dem Schlagwerkzeug 5 seine Umlaufgeschvrindigkeitp unterstützt durch die in Schnittrichtung wirkende Kraft P, wobei die Stange 9 getrennt Wird: Dabei bewegt sich das Schlagwerkzeug 5 aus der Schlagspur des Schlagkörpers 4 und wird Tiber Druckspeicher des Zylinderraums 32 . gebremst. Die im Druckspeicher sich aufbauende Druckspitze kann zur Rücz=führung des Schlagwerkzeugs 5 in Ausgangsstellung genutzt werden oder es erfolgt die Rückführung durch Einleiten eines Druckmittels in die Bohrung 33f wobei die Zylinderräume 17;`L9 nahezu druckfrei werden. Die bewegliche Schnittplätte mit den Klemmbacken 7-8 wird geö--"fnet, die festen Schnittplatten mit den Klemmbacken. (209-22,1 2,1;23) geben die Stange 9 durch Einleiten des Druckmittels in Bohrungen 3435 frei, durch deren nachfolgenden Vorschub die Rohlinge ausgestoßen werden; Hiernach wiederholt sich ex beschriebene Arbeits-.Zyklus.In a tool guide body which .is arranged tangentially to the track of a rotating impact mechanism! ', Which consists of a fixed to a rotating axis 2 plate 3 and a punch body 4, a punch tool 5 is mounted slidingly in its Aussparung6 a movable cutting plate is guided whose Clamping jaws 7; 8 encompass the workpiece bar 9. While the Klenun jaw 7 is fixedly arranged in the recess 6 ′, the clamping jaw 8 is firmly connected to a piston 11 via a piston rod 10 and is lifted off the rod 9 in the initial position by a compression spring 12. Piston 11 slides in a cylinder 13 which is firmly connected to impact tool 5 and which serves as a piston rod for a piston 15 guided in a control cylinder 14 Are connected and in. The introduced via bore 18 in the cylinder chamber 19 pressure medium. the pistons 11; 15 acted upon * Coaxially to the rod 9, two fixed cutting plates are arranged on the side of the tool guide body 1, their clamping jaws 20; 21 are mounted in the tool guide body 1 and their clamping jaws 22; 23 by means of hydraulic control cylinders 24; 25 via piston rods 26; 27 radially are tensionable. A fixed stop 28 fixes the front dead center position of the striking tool 5, which carries a striking pin 28 on its end face facing the striking body 4; The mode of operation of this embodiment is as follows : if the striking tool 5 rests against the fixed stop 28 I and the compression spring 12 has opened the movable cutting plate with the clamping jaws 7; 8: After the rod 9 has been fed by means of a known vor_ehubeinrichtung, bores 29; 30 a pressure medium is introduced into the control cylinders 24; 25 and the clamping jaws 22; 23 are clamped via piston rods 26; 27 . At the same time, a pressure medium is introduced into the cylinder chamber 19 via bore 18 1, which overflows via bores 16 into the cylinder chamber 17, the piston 11 pressing the clamping jaw against the rod 9 via the piston rod 10 with a force P cutting force. At the same time, the piston 15 is connected to the one. directed pressure medium is applied, and the impact tool 5 gives the cross-section to be sheared of the rod g through the: different sizes of the piston surfaces a gate load in direction P "where the radial, pressing force: -the cutting force and the preload in direction P is approximately equal to the yield point of the If the impact body 4 of the rotating impact mechanism hits the firing pin 31, it suddenly gives the impact tool 5 its rotational speed supported by the force P acting in the cutting direction, the rod 9 being separated: the striking tool 5 moves out of the striking track of the striking body 4 and is braked by the pressure accumulator of the cylinder chamber 32. The pressure peak building up in the pressure accumulator can be used to return the striking tool 5 to its starting position or it is returned by introducing a pressure medium into the Bore 33f with the cylinder spaces 17; `L9 almost pressure get free. The movable cutting plate with the clamping jaws 7-8 is opened, the fixed cutting plates with the clamping jaws subsequent feed, the blanks are ejected; then the ex-described work cycle is repeated.

Claims

Claims: 1 , a method for high-speed cutting of rod-shaped 'iderkstücke using known cutting plates designed as pairs, characterized in that the workpiece is uniformly loaded radially on the circumference of the rod and blank and the rod cross-section perpendicular to the longitudinal axis of the rod, preferably in the cutting direction, is preloaded axially and 'a slidingly mounted cutting bar' is guided in a straight line with a uniform face. -

2. The method according to claim 1, characterized in # that the movable cutting plate is passed between two fixed cutting plates enclosing the rod. 3. The method according to claim 1 'thereby. marked that a be :. Any number of movable cutting plates between at least as much fixed cutting plate surrounding the rod is passed * 4. Device for carrying out the method according to claims 1 to 30, characterized in that one in a tool guide body (1) slidably mounted and by a rotating hammer mechanism (2; 3; 4), by means of gas pressure, explosively or electromagnetically driven perpendicular to the workpiece axis (5Y with firing pin (31), cut as clamping jaws (7; 8) designed, flat piston rods (10; 13) 9 pistons (11; 15) and Compression spring (12) via a cylinder (14) rigidly connected to the tool guide body (1) - controllable - and a cutting plate in the form of clamping jaws (21; 23) arranged on the tool guide body (1) in such a way that the clamping jaws (23) radially to the The workpiece axis is movable and both clamping jaws (21; 23) are axially displaceable to the workpiece (g) et that two as. Klemmbaöken. (20; 22; ZI; 23) on both sides of the striking tool (5) `formed feet @ c3 @. @ '. T; @@ tn on the tool guide body (1) angerdnet sense 5" device according to claim 4 wid -. Daü. h) that any number of striking tools (5) are slidably mounted in one or more tool guiding bodies (1) and at least as many as clamping jaws. (20; .21, 22-, 23) formed fixed cutting plates on the tool guiding body ( 1) are arranged in such a way that fixed and movable cutting plates alternate with one another in the workpiece axis direction. 7: Device according to claims 4 to 6 ', characterized in that the front dead center position of the striking tool (5) can be determined by a fixed stop (28) 3. Device according to Claims 4 to 7, characterized in that the controllable pistons (11; 15) can preferably be acted upon hydraulically.

3. Device according to claim: 4 to 8, characterized in that the rear dead center position of the striking tool (5) is adjustable by a pressure accumulator, a0 device according to claim 4 to 9, characterized in that the radially movable clamping jaws (22 ; 23) can be tensioned preferably hydraulically via control cylinders (24; 25), piston rods (26; 27). 1t device according to claims 4 to 10, characterized in that the clamping jaws (20; 22; 21; 23) of the fixed cutting plates can be axially tensioned by means of hydraulic control cylinders and lever systems. i2. Device according to claim 4 to 6, characterized in that the rotating hammer mechanism 2; 3; 4) is displaceable relative to the axis of rotation (2), preferably in direction, R,