DE1954660A1

DE1954660A1 - Method and device for increasing the cutting performance during mechanical cutting

Info

Publication number: DE1954660A1
Application number: DE19691954660
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-10-30
Filing date: 1969-10-30
Publication date: 1971-05-06

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erhöhen der Schnittleistung beim mechanischen Trennen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Schnittleistung beim mechanischen Trennen von Werkstücken mittels einer Säge, einer Trennschleifmaschine oder dgl. , sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung.Method and device for increasing the cutting performance in mechanical Separating The invention relates to a method for increasing the cutting performance mechanical cutting of workpieces by means of a saw, a cut-off machine Or the like., As well as a device serving to carry out this method.

Die beiden für die Schnittleistung maßgebenden Größen, nämlich die Schnittgeschwindigkeit und der Vorschub, lassen sich nicht beliebig steigern, wenn man nicht eine frühzeitige Abnützung oder gar Zerstörung der Trennwerkzeuge in Kauf nehmen will. Bei Überschreitung der für bestimmte zu trennende Werkstoffe und Werkzeuge aufgrund von Erfahrungen ermittelten günstigsten Schnittgeschwindigkeiten, bewirken die im Werkstoff vor den Schneidenspitzen sich aufbauenden Druckspannungen, daß das Abfließen der beim Trennvorgang anfallenden Späne nur unter hoher Reibung erfolgen kann. Da die hierbei in Wärme umgesetzte Reibungsenergie zu einem erheblichen Teil vom Werkzeug aufgenommen wird, kommt man bald auf Werkzeugtemperaturen, denen die Schneiden des Werkzeuges nicht gewachsen sind.The two quantities that are decisive for the cutting performance, namely the Cutting speed and feed cannot be increased at will if one does not accept premature wear or even destruction of the cutting tools want to take. If the limit for certain materials and tools to be cut is exceeded the most favorable cutting speeds determined on the basis of experience the compressive stresses building up in the material in front of the cutting tips, that the chips produced during the cutting process can only flow away under high friction can. Because the frictional energy converted into heat is to a large extent is absorbed by the tool, one soon comes to tool temperatures that the Cutting edges of the tool are not able to cope.

Bisher hat man versucht, die dadurch gezogenen Grenzen durch intensive Kühlung und durch Entwicklung verbesserter Werkstoffe für die Trennwerkzeuge hinauszuschieben, und das ist auch bis zu einem gewissen Grad gelungen.So far, attempts have been made to limit the limits drawn by intensive ones Postpone cooling and the development of improved materials for the cutting tools, and it succeeded to a certain extent.

Weitere Fortschritte sind jedoch in dieser Richtung beim derzeitigen Stand der Entwicklung kaum mehr zu erwarten.However, further progress is made in this direction with the current one State of development hardly to be expected.

Erfindungsgemäß kommt man dagegen einen großen Schritt weiter, wenn man das abzutrennende Werkstück im Bereich der Schnittstelle während des Trennvorganges unter Zuge spannung hält, was auf wirtschaftliche Weise, z. B.According to the invention, on the other hand, you go a big step further if the workpiece to be cut in the area of the interface during the cutting process under tension holds what in an economical way, z. B.

ganz oder teilweise durch Aufbringen eines Biegemomentes geschehen kann. Dabei kann man mit der Belastung bis nahe an die Streckgrenze, jedenfalls aber bis zur Elastizitätsgrenze gehen. Durch Überlagerung der aufgebrachten Zugspannnng mit den durch das Trennwerkzeug hervorgerufenen Schub- oder Scherspannungen ergeben sich dann wesentlich günstigere Verhältnisse als bei den bisher üblichen Trennverfahren. Selbstverständlich müssen die zum Aufbringen der Zug- bzw. Biegespannungen angewandten Kräfte der durch den fortschreitenden Trennvorgang bewirkten Querschnittsverminderung laufend angeglichen werden.entirely or partially done by applying a bending moment can. You can with the load up to close to the yield point, at least but go up to the elastic limit. By superimposing the applied tensile stress with the shear or shear stresses caused by the cutting tool The conditions are then much more favorable than with the previously customary separation processes. Of course, the ones used to apply the tensile or bending stresses must be used Forces of the reduction in cross-section caused by the progressive cutting process continuously adjusted.

Das kann z. B. durch eine Steuerung der Kräfte in Abhängigkeit vom Vorschub des Trennwerkzeuges erfolgen.This can be B. by controlling the forces as a function of Advance of the cutting tool.

Zur Durchführung des Verfahrens bedient man sioy ZWeckw mäßigerweise einer Vorrichtung bei der neben einer einer Seite des Trennwerkzeuges angeordneten Aufspannvorrichtung mit zwei zum Festhalten des zu trennenden Werkstückes dienenden Spannbacken ein weiteres Spannbackenpaar auf der anderen Seite des Trennwerkzeuges vorgesehen ist, das gegenüber der Auf spannvorrichtung unter dem Einfluß von steuerbaren Antriebsmitteln, insbesondere von Hydraulikzylindern, verschiebbar ist.To carry out the process one uses sioy purposes moderately a device in which is arranged next to one side of the cutting tool Jig with two to hold the workpiece to be cut Serving clamping jaws another pair of clamping jaws on the other side of the cutting tool is provided that the opposite of the clamping device under the influence of controllable Drive means, in particular hydraulic cylinders, is displaceable.

Weitere Merkmale des Gegenstandes der Erfindung sind in.Further features of the subject matter of the invention are in.

den Ansprüchen niedergelegt und werden an Htcrid eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das in der Zeichnung in Fig. 1 in Seitenansicht und in Fig. 2, teilweise geschnitten, in der Draufsicht dargestellt ist.laid down the claims and are sent to Htcrid of an exemplary embodiment described, in the drawing in Fig. 1 in side view and in Fig. 2, partially cut, is shown in plan view.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Kreissäge mit einem Gestell 1, einer Aufspannvorrichtung 2 mit einem gegenüber dem Gestell nicht beweglichen Spannbacken 21 und einem mittels eines hydraulischen Spannzylinders 22 querverschiebbaren Spannbacken 23, sowie mit einem Sägeblatt 31, das samt seinem Antrieb 32 mittels eines hydraulischen Vorschubzylinders 33 in einer nicht dargestellten Führung verschiebbar ist.The illustrated embodiment is a circular saw with a frame 1, a jig 2 with one opposite the frame immovable clamping jaws 21 and one by means of a hydraulic clamping cylinder 22 transversely displaceable clamping jaws 23, as well as with a saw blade 31, which together with his Drive 32 by means of a hydraulic feed cylinder 33 in a not shown Guide is displaceable.

Außer der Auf spannvorrichtung 2, die in bekannter Weise zum Festhalten eines zu trennenden Werkstückes 4 dient, ist noch eine weitere Spannvorrichtung 5 mit einem Spannbacken 51 und einem mittels eines hydraulischen Spannzylinders 52 querverschiebbaren Spannbacken 53 vorgesehen. Dabei ruht die Spannvorrichtung 5 auf einem Tragteil 54, das auf dem Gestell 1 mit soviel Spiel gelagert ist, daß es ihm gegenüber bis zu einem gewissen Grad sowohl längsverschiebbar als auch verdrehbar ist.Except for the jig 2, which in a known manner for holding a workpiece to be cut 4 is used, is still another clamping device 5 with one clamping jaw 51 and one by means of a hydraulic clamping cylinder 52 transversely displaceable clamping jaws 53 are provided. The clamping device is at rest 5 on a support part 54, which is on the frame 1 with so much play stored is that it is both longitudinally displaceable to a certain extent in relation to it is also rotatable.

Mit der Aufspannvorrichtung 2 ist das Tragteil 54 der Spannvorrichtung 5 durch zwei Hydraulikzylinder 55 und 56 gelenkig verbunden.With the jig 2 is the support part 54 of the jig 5 articulated by two hydraulic cylinders 55 and 56.

Die Vorrichtung ermöglicht z. B. folgende Arbeitsweise: Ausgehend von einer Ruhestellung, in der alle Hydraulikzylinder drucklos sind, wird das Werkstück 4 eingelegt und dann durch Einleiten eines Druckmittels in die Hydraulikzylinder 2S und 52 festgeklemmt. Nunmehr leitet man Druckmittel in den Zylinder 56 ein, sodaß das Tragteil 54 im Bereich des Zylinders 56 von der Aufspannvorrichtung 2 weggedrängt wird und das Werkstück 4 zwischen den beiden Spannstellen auf Biegung beansprucht wird und dessen dem Sägeblatt 31 zunächst liegende# deite unter Zugspannung steht. Dabei wird der Druck im Zylinder 56 so gesteuert, daß die Zugspannung noch nicht zu einer bleibenden Verformung des Werkstückes führt.The device enables z. B. the following working method: Outgoing from a rest position in which all hydraulic cylinders are depressurized, the workpiece 4 inserted and then by introducing a pressure medium into the hydraulic cylinder 2S and 52 stuck. Now one introduces pressure medium into the cylinder 56, so that the support part 54 is pushed away from the jig 2 in the region of the cylinder 56 and the workpiece 4 is subjected to bending between the two clamping points and the side of which the saw blade 31 is initially under tension. The pressure in the cylinder 56 is controlled in such a way that the tensile stress is not yet applied leads to permanent deformation of the workpiece.

Jetzt wird noch der Vorschubzylinder 33 der Säge, deren Antriebsmotor inzwischen eingeschaltet wurde, an die Druckmittelquelle angeschlossen, worauf der Trennvorgang einsetzt. Da mit fortschreitendem Trennvorgang der Querschnitt, über den das Werkstück mit dem von ihm abzutrennenden Teil zusammenhängt, sich fortlaufend verringert, muß der Druck im Zylinder 56 entsprechend dem jeweils erreichten Vorschub laufend vermindert werden, sodaß die im Werkstück an der Schnittstelle herrsohende Zugspannung einen von den Festigkeitseigenschaften des Werkstückes abhängigen , vorgegebenen Höchstwert nie überschreitet.Now the feed cylinder 33 of the saw is its drive motor has meanwhile been switched on, connected to the pressure medium source, whereupon the Separation process begins. Since as the cutting process progresses, the cross-section over that the workpiece is related to the part to be separated from it, continuously reduced, the pressure in the cylinder 56 must correspond to the advance achieved in each case are continuously reduced, so that the resulting in the workpiece at the interface Tensile stress depends on the strength properties of the workpiece, never exceeds the specified maximum value.

Gegen den Schluß des Trennvorganges ist es zweckmäßig, den Hydraulikzylinder 55 zuzuschalten, sodaß das Werkstück 4 nur noch unter Zugspannung steht.Towards the end of the separation process, it is advisable to use the hydraulic cylinder 55 to be switched on, so that the workpiece 4 is only under tensile stress.

Es ist auch möglich, die anfangs aufzubringende Biegebeanspruchung dadurch zu bewirken, daß man den Hydraulikzylinder 56, wie beschrieben, so wirken läßt, daß er das Tragteil 54 von der Auf spannvorrichtung 2 wegzudrängen sucht und gleichzeitig den Hydraulikzylinder 55 in umgekehrter Richtung so wirken zu lassen, daß in seinem Bereich das Tragteil 54 gegen die Auf spannvorrichtung 2 gezogen wird. Auch hierbei ist gegen Ende des Trennvorganges ein Umschalten auf reine Zugspannung zweckmäßig, was in diesen Falle durch Umschalten des Hydraulikzylinders 55 ait Druck erreichbar ist.It is also possible to apply the bending stress initially applied by causing the hydraulic cylinder 56 to act as described lets that he seeks to push away the support member 54 from the jig 2 and to let the hydraulic cylinder 55 act in the opposite direction at the same time, that in its area the support member 54 is pulled against the jig 2 on. Here, too, there is a switch to pure tensile stress towards the end of the separation process expedient, which in this case by switching the hydraulic cylinder 55 ait pressure is attainable.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich, von Anfang an die beiden Hydraulikzylinder 5 5 und 56 gemeinsam auf Druck zu halten, sodaß das Werkstück 4 ausschließlich unter Zugspannung steht.Of course, it is also possible to do both of them right from the start To hold hydraulic cylinders 5 5 and 56 together on pressure, so that the workpiece 4 is exclusively under tension.

Die Steuerung der verschiedenen Hydraulikzylinder'kann in Abhängigkeit vom Vorschub des Trennwerkzeuges selbsttätig nach einem Programm vorgenommen werden, das für jedes Werkstückprofil einzeln aufzustellen ist und z. B.The control of the various hydraulic cylinders can be dependent on are made automatically by the feed of the cutting tool according to a program, which is to be set up individually for each workpiece profile and z. B.

in Form einer Lochkarte in an sich bekannter und daher hier nicht näher zu beschreibender Weise festgehalten werden kann. Da im allgemeinen nur eine begrenzte Anzahl immer wiederkehrender Profilformen in Betracht kommt, stellt die nur einmal zu leistende Programmierungs arbeit einen durchaus vertretbaren und gegenüber den erzielbaren Vorteilen zurücktretenden Aufwand dar.in the form of a punch card in itself known and therefore not here can be recorded in a more detailed manner to be described. Since generally only one limited number of recurring profile shapes comes into consideration Programming work that has to be done only once is an entirely reasonable and opposite one the achievable benefits.

Wo eine Programmierung nicht in Betracht kommt, ist jedoch auch eine Steuerung über die unter den aufgebrachten Belastungen eintretenden Verformungen des Werkstückes möglich, indem man entsprechend der höchstzulässigen Dehnung und/od&r Biegung Endschalter anbringt, die in den Steuerkreis der den Zylindern 55 und 56 zugeordneten Ventile eingefügt sind.However, where programming is out of the question, there is also one Control over the deformations occurring under the applied loads of the workpiece is possible by using the maximum permissible elongation and / od & r Bending limit switches which are in the control circuit of the cylinders 55 and 56 assigned valves are inserted.

Die beiden zu dem Ausführungsbeispiel abgebildeten Diagramme zeigen die während des Schnittverlaufes an einem I - Träger herrschenden Verhältnisse, und zwar ist in Fig. 3 der Druck p der einzelnen Zylinder aufgetragen über dem Vorschubweg s dargestellt, wie er durch die Programmsteuerung dem jeweiligen Vorschubweg entsprechend eingestellt wird.The two diagrams shown for the exemplary embodiment show the conditions prevailing on an I-beam during the course of the cut, namely, in Fig. 3, the pressure p of the individual cylinders is plotted against the feed path s is shown how it corresponds to the respective feed path through the program control is set.

In Fig. 4 sind die verschiedenen wirkungen der in Fig. 3 dargestellten Druckverhältnisse gleichfalls über dem Vorschubweg aufgetragen, nämlich Biegemoment Mg, Zugkraft P und Zugspannung z.In Fig. 4 the various effects of those shown in Fig. 3 are shown Pressure ratios also plotted over the feed path, namely the bending moment Mg, tensile force P and tensile stress e.g.

z Die Ziffern an den Kurven des in Fig. 3 dargestellten Diagrammes stimmen mit den Ziffern der hydraulischen Zylinder überein, die in der Beschreibung abgebildet sind. In Fig. 4'stellt die Kurve A die Zugspannung an der Schnittstelle, die Kurve-B das Biegemoment und die Kurve C die Zugkraft dar, wie sie am beispielgemät zu trennenden Werkstück auftreten. z The numbers on the curves of the diagram shown in FIG correspond to the digits of the hydraulic cylinders in the description are shown. In Fig. 4 ', curve A represents the tensile stress at the interface, curve-B represents the bending moment and curve C represents the tensile force, as shown on the example workpiece to be separated occur.

Claims

experienced in increasing the cutting performance in mechanical cutting of workpieces using a saw, a cut-off machine or the like, characterized in that the workpiece to be separated is in the area of the interface is kept under tension during the separation process.

2) Method according to claim 1, characterized in that the tensile stress is wholly or partially generated by applying bending moments.

3) To carry out the process specified in claims 1 and 2 serving device, characterized in that in addition to one on one side of the Separating tool (31) arranged on the clamping device (2) on the other side another clamping device (5) is provided, which is controlled under the influence of Drive means, in particular hydraulic cylinders (55, 5 y uer the jig is movable.

4) Device according to claim 3, characterized in that the clamping device (5) rests on a support part (54) which is on the frame supporting the device (1) Slidable and with the clamping device (2) via two hydraulic cylinders (55, 56) is articulated.