Verfahren und Vorrichtung zum Hochgeschwindigkeitskaltschneiden von Werkstücken in Stücke Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zum Hochgeschwindigkeitskaltschneiden von Werkstücken in Stücke.
Es ist bekannt, Stangen mittels parallel zueinander beweglicher, die Stange umfassender Schneidbacken oder -buchsen zu trennen. Die Schneidkraft steigt dabei allmählich bis auf einen Wert, bei welchem der Schnitt erfolgt.
Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass für die Erzeugung der Schneidgeschwindigkeit Kurbeltriebe verwendet werden, wobei die ungleichförmige gegen Null abfallende Schneidgeschwindigkeit genutzt wird. Die hierdurch erzielten Trennflächen verlaufen in der Schnittebene konvex-konkav je nach Werkstoffestig keit.
Es ist fernerhin ein Verfahren bekannt, bei wel chem zur Erzeugung einer hohen, gleichförmigen Schneidgeschwindigkeit ein die teilweise Form des Stangenquerschnitts aufweisendes Messer auf einer Kreisbahn rotiert.
Mit diesem Verfahren lassen sich nur bei kleinen Stangenquerschnitten und Abschnitten begrenzter Längen annähernd ebene und rechtwinklig zur Mantelfläche bestehende Trennflächen erzielen, da die Stangen abschnittsseitig nicht gehalten werden kön nen, der Abschnitt deshalb während des Schnittes ab kippt und mehr oder weniger stark deformiert wird.
Um das Abkippen des Abschnittes zu verhindern, ist deshalb vorgeschlagen worden, die Stangen zusätzlich abschnittsseitig zu halten. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung einwandfreier Planflächen nur bei klei neren Stangenquerschnitten und Abschnitten begrenz ter Längen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die es er möglichen, Werkstücke beliebiger Längen und Quer- schnittsgrössen mit einwandfreien Planflächen wirt- schaftlich herzustellen,
ohne dass die Trennflächen nachträglich durch Pressen oder spangebend geebnet werden müssen. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird dies dadurch erreicht, dass das Werkstück am Umfang radial mit einer Kraft P1 _>__ der Schneidkraft und der Werkstückquerschnitt mit einer Kraft P2- entspre chend der Fliessgrenze des Werkstoffes senkrecht zu seiner Längsachse belastet und anschliessend durch eine gleitend gelagerte Schneidplatte getrennt wird,
die geradlinig mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit _2 1 m/s an einer die Stange umschliessenden festen Schneidplatte vorbeigeführt wird.
Gemäss Weiterausbildungen des erfindungsgemäs- sen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Kraft P2 in Schnittrichtung wirkt, dass die bewegliche Schneidplatte zwischen zwei die Stange umschliessenden festen Schneidplatten an diesen vorbeigeführt wird, und dass eine beliebige Anzahl beweglicher Schneid platten an mindestens ebensovielen die Stange um- schliessenden festen Schneidplatten vorbeigeführt wird.
Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Durchfüh rung des erfindungsgemässen Verfahrens isst dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Werkzeugführungs körper gleitend gelagertes und durch ein rotierendes Schlagwerk mittels Gasdruck, auf explosivem Wege oder elektromagnetisch senkrecht zur Achse der Werk stückaufnahme angetriebenes, mit einem Schlagbolzen versehenes Schlagwerkzeug,
in welchem eine aus einer festen Klemmbacke und einer mittels Antriebszylinder- kolbenaggre.gat spannbaren Klemmbacke bestehende bewegliche Schnittplatte angeordnet ist,
mittels eines steuerbaren Antriebszylinderkolbenaggregats im Werk- zeugführungskörper bewegbar ist und eine aus einer festen Klemmbacke und einer radial zur Achse der Werkstückaufnahme spannbaren Klemmbacke beste hende feste Schnittplatte in dieser Achsrichtung vor oder hinter dem Schlagwerkzeug am Werkzeugfüh- rungskörper angeordnet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäs sen Vorrichtung können dadurch erzielt werden, dass zwei je als Klemmbackenpaar ausgebildete feste Schnittplatten beidseitig des Schlagwerkzeuges am Werkzeugführungskörper angeordnet sind, dass im Werkzeugführungskörper mehrere Schlag werkzeuge gleitend gelagert sind und mindestens eben soviel von Klemmbacken gebildete feste Schnittplatten am Werkzeugführungskörper dergestalt angeordnet sind, dass feste und bewegliche Schnittplatten mitein ander in Werkstückaufnahmeachsrichtung abwechseln,
dass die vordere Totpunktlage des Schlagwerkzeu- ges durch einen festen Anschlag bestimmt isst, dass die hintere Totpunktlage des Schlagwerkzeu- ges durch einen Druckspeicher einstellbar ist, dass die am Werkzeugführungskörper angeordneten radial beweglichen Klemmbacken vorzugsweise hydraulisch über Steuerzylinder, Kolben und Kolben stangen spannbar sind, und dass das rotierende Schlagwerk senkrecht zu seiner Drehachse verschiebbar ist.
Von der erfindungsgemässen Vorrichtung ist nach stehend ein auf der Zeichnung dargestelltes Ausfüh rungsbeispiel zum Schneiden von Stangenwerkstoff und anhand von dem auch das Verfahren nach der Erfin dung beispielsweise erläutert. In der Zeichnung stellen dar: Fig. 1 Vorderansicht im teilweisen Schnitt, Fig. 2 Ansicht von unten.
In einem Werkzeugführungskörper 1, der tangen tial 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 Ausspa rung 6 eine bewegliche Schnittplatte geführt ist, deren Klemmbacken 7, 8 die Werkstückstange 9 umfassen.
Während die Klemmbacke 7 in, der Aussparung 6 fest angeordnet ist, ist die Klemmbacke 8 über Kolben stange 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 Bohrungen 16 auf, die mit dem Zylinderraum 17 in Verbindung stehen und in die das über Bohrung 18 im Zylinder raum 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 Werkzeug führungskörper 1 gelagert sind und deren Klemmbak- ken 22,23 mittels hydraulischer Steuerzylinder 24,25 über Kolbenstangen 26,27 am Werkstück radial spann bar sind.
Ein fester Anschlag 28 fixiert die vordere Totpunktlage des Schlagwerkzeugs 5, das an seiner dem Schlagkörper 4 zugewandten Stirnseite einen Schlagbolzen 31 trägt.
Die Arbeitsweise dieser Ausführung ist folgende: In Ausgangsstellung liegt das Schlagwerkzeug 5 am festen Anschlag 28 an und die Druckfeder 12 hat die bewegliche Schnittplatte mit den Klemmbacken 7, 8 geöffnet. Nach Zuführung der Stange 9 mittels einer bekannten Vorschubeinrichtung wird über Boh rungen 29,30 ein Druckmittel in die Steuerzylinder 24,25 eingeleitet und die Klemmbacken 22,
23 über Kolbenstangen 26,27 gespannt. Zugleich wird über Bohrung 18 ein Druckmittel in den. Zylinderraum 19 eingeleitet, das über Bohrungen 16 in den Zylinder- raum 17 überströmt, wobei der Kolben 11 über Kol- benstange 10 den Klemmbacken 8 mit einer Kraft P1 > Schnittkraft gegen die Stange 9 presst.
Zugleich wird der Kolben 15 mit dem eingeleiteten Druckmittel beaufschlagt, und das Schlagwerkzeug 5 erteilt dem zu scherenden Querschnitt der Stange 9 durch die unter- schiedlichen Grössen der Kolbenflächen eine Vorlast in Richtung P, wobei diese Vorlast P2 annähernd gleich der Fliessgrenze des Stangenwerkstoffes ist,
Trifft nun der Schlagkörper 4 des rotierenden Schlagwerks auf dien Schlagbolzen 31 auf, so erteilt er schlagartig dem Schlagwerkzeug 5 seine Umlaufgeschwindigkeit, unter stützt durch die in Schnittrichtung wirkende Kraft P, wobei die Stange 9 getrennt wird. Dabei bewegt sich das Schlagwerkzeug 5 aus der Schlagspur des Schlag körpers 4 und wird über Druckspeicher des Zylinder raums 32 gebremst.
Die im Druckspeicher sich aufbau ende Druckspitze kann zur Rückführung des Schlag werkzeugs 5 in Ausgangsstellung genutzt werden oder es erfolgt die Rückführung durch Einleiten eines Druckmittels in die Bohrung 33, wobei die Zylinder räume 17,19 nahezu druckfrei werden.
Die bewegliche Schnittplatte mit den Klemmbacken 7,8 wird geöffnet, die festen Schnittplatten mit den Klemmbacken (20,22; <B>21,23)</B> geben die Stange 9 durch Einleiten des Druck- mittels in Bohrungen 34,35 frei, durch deren nachfol genden Vorschub die Rohlinge ausgestossen werden. Hiernach wiederholt sich der beschriebene Arbeitszy klus.
Method and device for high-speed cold cutting of workpieces into pieces The invention relates to a method and a device for high-speed cold cutting of workpieces into pieces.
It is known to separate rods by means of cutting jaws or bushings which are movable parallel to one another and encompass the rod. The cutting force increases gradually up to a value at which the cut takes place.
The disadvantage of this method is that crank drives are used to generate the cutting speed, the non-uniform cutting speed falling towards zero being used. The separating surfaces achieved in this way run convex-concave in the cutting plane, depending on the material strength.
Furthermore, a method is known in which a knife having the partial shape of the rod cross section rotates on a circular path in order to generate a high, uniform cutting speed.
With this method, almost flat and at right angles to the outer surface of the existing parting surfaces can only be achieved with small rod cross-sections and sections of limited lengths, as the rods cannot be held on the section side, the section therefore tilts during the cut and is more or less deformed.
In order to prevent the section from tipping over, it has therefore been proposed to additionally hold the rods on the section side. This process enables the production of flawless flat surfaces only with small rod cross-sections and sections of limited lengths.
The invention is based on the object of driving a method and developing a device that makes it possible to economically manufacture workpieces of any length and cross-sectional size with perfect flat surfaces,
without having to level the parting surfaces afterwards by pressing or cutting. According to the method according to the invention, this is achieved in that the workpiece is loaded radially on the circumference with a force P1 _> __ of the cutting force and the workpiece cross-section with a force P2 corresponding to the flow limit of the material perpendicular to its longitudinal axis and then loaded by a slidingly mounted cutting plate is separated,
which is guided in a straight line at a uniform speed of _2 1 m / s past a fixed cutting plate surrounding the bar.
According to further developments of the method according to the invention, it is provided that the force P2 acts in the cutting direction, that the movable cutting plate is passed between two fixed cutting plates surrounding the rod, and that any number of movable cutting plates on at least as many surrounding the rod fixed cutting plates is passed.
The device according to the invention for performing the method according to the invention is characterized in that an impact tool, which is slidably mounted in a tool guide body and is driven by a rotating impact mechanism by means of gas pressure, explosively or electromagnetically perpendicular to the axis of the workpiece holder, is provided with a striking pin,
in which a movable cutting plate consisting of a fixed clamping jaw and a clamping jaw that can be clamped by means of a drive cylinder piston unit is arranged,
is movable by means of a controllable drive cylinder piston unit in the tool guide body and a fixed cutting plate consisting of a fixed clamping jaw and a clamping jaw that can be clamped radially to the axis of the workpiece holder is arranged in this axial direction in front of or behind the impact tool on the tool guide body.
Advantageous refinements of the device according to the invention can be achieved in that two fixed cutting plates, each designed as a pair of clamping jaws, are arranged on both sides of the impact tool on the tool guide body, that several impact tools are slidably mounted in the tool guide body and at least as many fixed cutting plates formed by clamping jaws are arranged on the tool guide body in this way that fixed and movable cutting plates alternate in the direction of the workpiece mounting axis,
that the front dead center position of the striking tool is determined by a fixed stop, that the rear dead center position of the striking tool can be set by a pressure accumulator, that the radially movable clamping jaws arranged on the tool guide body can be tensioned preferably hydraulically via control cylinders, pistons and piston rods, and that the rotating hammer mechanism can be moved perpendicular to its axis of rotation.
From the device according to the invention is shown in the drawing Ausfüh approximately example for cutting rod material and based on which the method according to the inven tion for example explained. The drawings show: FIG. 1 a front view in partial section, FIG. 2 a view from below.
In a tool guide body 1, which is arranged tangentially to the track of a rotating striking mechanism, which consists of a disk 3 fastened on an axis of rotation 2 and an impact body 4, a striking tool 5 is slidably mounted, in the recess 6 of which a movable cutting plate is guided, the clamping jaws 7, 8 of which encompass the workpiece bar 9.
While the clamping jaw 7 is fixedly arranged in the recess 6, the clamping jaw 8 is firmly connected via piston rod 10 to a piston 11 and, in the initial position, is lifted off the rod 9 by compression spring 12. The piston 11 slides in a cylinder 13 which is firmly connected to the impact tool 5 and which serves as a piston rod for a piston 15 guided in a control cylinder 14.
The cylinder 13 has in its part facing the piston 15 bores 16 which are in communication with the cylinder chamber 17 and into which the pressure medium introduced via the bore 18 in the cylinder chamber 19 acts on the piston 11, 15. Two fixed cutting plates are arranged coaxially to the rod 9 on the side of the tool guide body 1, the clamping jaws 20,21 of which are mounted in the tool guide body 1 and whose clamping jaws 22,23 can be radially clamped on the workpiece by means of hydraulic control cylinders 24,25 via piston rods 26,27 .
A fixed stop 28 fixes the front dead center position of the striking tool 5, which carries a striking pin 31 on its end face facing the striking body 4.
The mode of operation of this embodiment is as follows: In the starting position, the striking tool 5 rests against the fixed stop 28 and the compression spring 12 has opened the movable cutting plate with the clamping jaws 7, 8. After feeding the rod 9 by means of a known feed device, a pressure medium is introduced into the control cylinder 24, 25 via boreholes 29, 30 and the clamping jaws 22,
23 stretched over piston rods 26,27. At the same time, a pressure medium is in the bore 18. The cylinder chamber 19 is introduced, which flows over bores 16 into the cylinder chamber 17, the piston 11 pressing the clamping jaw 8 via the piston rod 10 against the rod 9 with a force P1> cutting force.
At the same time the piston 15 is acted upon by the introduced pressure medium, and the impact tool 5 gives the cross-section of the rod 9 to be sheared a preload in direction P due to the different sizes of the piston surfaces, this preload P2 being approximately equal to the flow limit of the rod material,
If the striking body 4 of the rotating striking mechanism hits the striking pin 31, it suddenly gives the striking tool 5 its rotational speed, supported by the force P acting in the cutting direction, the rod 9 being separated. The impact tool 5 moves out of the impact track of the impact body 4 and is braked space 32 via pressure accumulator of the cylinder.
The pressure peak building up in the pressure accumulator can be used to return the percussion tool 5 to its starting position, or it is returned by introducing a pressure medium into the bore 33, the cylinder spaces 17, 19 being virtually free of pressure.
The movable cutting plate with the clamping jaws 7, 8 is opened, the fixed cutting plates with the clamping jaws (20, 22; <B> 21, 23) </B> release the rod 9 by introducing the pressure medium into bores 34, 35 , by the subsequent feed the blanks are ejected. The described work cycle is then repeated.