Для правильного понимания работы машины и, для качественной настройки, необходимо понимать принципы скалывания, взаимодействие сил скалывания, сил продвигающих машину (или заготовку) вперед, силы сопротивления движению, силы стремящейся вырвать машину из металла. Теорию расчета и работы кромкоскалывающих машин найти не удалось, пришлось разработать самому.

Методика несовершенна и не полная, не все параметры учтены (хотел сделать как можно проще), но для конструирования и понимания работы при наладке новых машин подошла.

Проверял свою методику в командировках по России и Украине при анализе работы кромкоскалывающих машин производства Украины, Испании, Италии.

Итак:

Методика расчета кромкоскалывающих машин

конструктора Казарина

Рис. 1 Обозначение элементов фаски

– толщина заготовки        –  T

– притупление                  –  L
– ширина фаски                –  W
– глубина фаски               –  D

 – угол скалывания            –  A

Максимальная ширина фаски W зависит от диаметра куттера (скалывающего инструмента) и выхода куттера за габарит заготовки при скалывании. Для стабильной работы машины максимальная ширина фаски равняется:

W=0,2D-w (1)

W – максимальный размер фаски (Рис. 2)

w – выход куттера за деталь

Рис. 2

Максимальный выход куттера за обрабатываемую деталь:

w=0,01D (2)

Отсюда:

W=0,2D-0,01D (3)

W=0,19D (4)

Для машины с диаметром куттера 110 мм максимальный размер фаски будет:

W=0,19*110=20,9 mm

Рассмотрим формулу (1):

W=0,2D-w

Совершенно очевидно, что при увеличении выхода куттера (w) за край детали, максимальный размер фаски (W) уменьшается.

Рассмотрим пример с куттером диаметром 110 мм, которым комплектуются машины украинские СЭЛМА МКС-18, МКС-18У, МКС-21У, МКС 21У-03, итальянские CHALLENGE  GBC-18, GBC-18U,  канадские  GULLKO  KBM-18, KBM-18U.

Диаметр куттера 110 мм, выход куттера за край детали 5 мм.

W=0,2D-5=17 mm

Выход куттера за край детали, при котором машина прекращает работу:

w=0,08D (5)

Для куттера диаметром 110 мм:

w=0,08*110=8,8 mm

В этом случае максимальная ширина фаски равна

W=0,2D-8,8=13,2 mm

Если при таком вылете куттера за заготовку попытаться снять фаску шириной 18 мм, авария неизбежна. Фаски шириной до 13,2 мм машина еще скалывает, теряя в производительности и ресурсе инструмента.

Наиболее производительно и с большим ресурсом инструмента машина работает, когда w стремится к нулю.

     Расчет силы давления куттера на заготовку, необходимой для стабильной работы машины.

При скалывании кромки возникает сила, стремящаяся вырвать куттер из обрабатываемой детали. Сила противодействующая создается машиной, при скалывании кромки с верхней стороны листа, колеса машины поднимают, машина висит на листе, при скалывании кромки с нижней стороны листа, машину поднимают, таким образом, прижимая куттер к листу.

Ссылки в тексте приводятся на универсальную  кромкоскалывающую  машину  МКС 21У-03,  конструктора  С. Казарина. В отличие от импортных машин, где буква U обозначает - машина предназначена для скалывания кромки снизу "…for beveling the under-side of plate”, на машине МКС 21У-03 буква У обозначает - универсальная, скалывание кромки поочередно сверху или снизу листа. Регулировка угла скалывания плавная. Скалывающий модуль регулируется по высоте  легким вращением рукоятки (некоторые фирмы предлагают регулировать по высоте не машину, а стапель на котором лежит заготовка), на переналадку для скалывания кромки сверху или снизу листа уходит буквально несколько секунд.

 

Рис. 3

 Сила Р (Рис. 3) противодействующая выходу куттера из детали равна:

Р=K1*(W+w)*R*Sin A*σв  

Где:

Р – сила противодействия, кг

σв – предел прочности материала заготовки при растяжении, кг/мм²

W – ширина фаски, мм

w – (Рис. 3) выход куттера за габарит обрабатываемой заготовки, мм

R – (Рис. 3) радиус куттера, мм

SinA – (Рис. 3) синус угла скалывания

К1 – Коэффициент размера куттера. Для диаметра 110 мм К1= 0,007

Для примера снова рассматриваем куттер диаметром 110 мм.

W – 21 мм

w – 1 мм

R – 55 мм

A – 30º. Sin 30º=0.5

K1 – 0.007

σв – 45 кг/мм²

Р2=0,007(21+1)55*0,5*45=190,6 кг

Для скалывания кромки 45º, остальные параметры те же:

Р4=0.007(21+1)55*0,7*45=266,8 кг

Для скалывания кромки 45º, веса машины может не хватить и, если прижимные ролики прижаты недостаточно, возникает аварийная ситуация.

Ширина фаски 13 мм, выход куттера 3 мм, сталь 60 кг/мм², угол 45º

Р4=0,007*16*55*0,7*60=258,72 кг

Ширина фаски 13 мм, выход куттера 0,2 мм, сталь 60 кг/мм², угол 45º

Р4=0,007*13,2*55*0,7*60=213,44 кг

При уменьшении выхода куттера на 2,8 мм до 0,2 мм, нагрузка на куттер уменьшилась на 48,28 кг.

С увеличением угла фаски, масса машины необходимая для создания противодействующей силы, увеличивается.

На Рис. 4 показано направление сил скалывания и сил продвигающих заготовку при w стремящегося к нулю.

Рис.4

На Рис.5 показано направление сил скалывания и сил, продвигающих заготовку при w=0,01D. Выход куттера за край заготовки достигает максимальной величины, силы скалывания тормозят продвижение машины, сила продвигающая машину направлена на вырывание куттера из заготовки.

 

Рис. 5

Из схем приведенных на Рис. 4 и Рис. 5 совершенно очевидно, что при увеличении размера выхода куттера за край заготовки сила направленная на скалывание кромки уменьшается, а сила сопротивления, тормозящая продвижение машины вперед, увеличивается. Сила, продвигающая машину вперед, при увеличении размера выхода куттера за край заготовки, изменяет направление и начинает работать не на продвижение машины, а на вырывание куттера из заготовки.

Противодействующая, при скалывании кромки сверху, создается массой машины, при скалывании кромки снизу, пружинами машины.