2.2.2 Классификация способов безотходной разделки проката

Сущность разделительных операций, обусловленная целью их применения в машиностроении, состоит в преобразовании состояния объекта обработки из цельного (монолитного) в состояние двух объектов в результате разрушения. По характеру разрушения, взятого в качестве первичного классификационного признака, данное явление подразделяется на два вида:

П - перемещением внутренних сопряжённых точек части и целого в соседние положения с образованием новых сопряжений до выхода за пределы объекта;

О – отрывом сопряжённых точек с мгновенным переходом их в граничное положение.

Объекты, не составляющие единого целого и не связанные в кинематическую цепь, обладают шестью степенями подвижности один относительно другого (рис. 1).

Рис. 24 Относительная подвижность объектов

По характеру воздействия, предшествующего перемещению, группа относительных поступательных перемещений может быть подразделена на «сдвиги» {S_y, S_z} и «растяжение - сжатие» {S_x}, а группа относительных поворотов – на «изгибы» {φ_y, φ_z} и «кручение» {φ_x}.

Подразделение указанных перемещений по характеру воздействия весьма удобно принять в качестве вторичного классификационного признака. При этом будет целесообразно воздействие «растяжение – сжатие» в аспекте отделения заготовки рассматривать как «растяжение», так как трудно представить отделение части от целого сжатием.

Исходя из того, что кинематическая цепь есть единое целое другого уровня общности объектов относительно уровня монолита и сама состоит из отдельных кинематически связанных тел – звеньев, логично заявить, что для рассмотрения объекта отдельным от целого достаточно наличие одной степени относительной свободы, т.е. одного относительного перемещения. Следовательно, по вторичному классификационному признаку – характеру преднамеренного воздействия способы обработки исходного материала, приводящие к отделению изделия, полуфабриката или отхода, подразделяются на разделку: С – сдвигом, К – кручением, И – изгибом, Р – растяжением.

В технологических процессах сообразно поставленным целям (интенсификации упрочнения, геометрической точности и т.д.) применяют различные сочетания первичных способов, вариации которых образует область распада обобщённого понятия «разделка» (рис. 2).

Рис. 25 Классификация способов разделки

Представленный рисунок является геометрической моделью четырёхмерного пространства на плоскости, закономерности построения которой систематизируют многообразие вариантов способов отрезки.

В состав зоны П входят монады способов С, К и их сочетание - диада СК, зоны О – монады Р, И и их сочетание – диада ИР.

Сочетание трёх способов с учётом равнозначности инверсий образует следующий набор находящихся в области перекрытия зон П и О триад: РСИ, СКИ, СКР, КИР. В области перекрытия зон П и О находятся так же диады СИ, РС, РК, КИ и/или их равнозначные инверсии и сочетание четырёх способов – тетрада СКИР.

В таблице 1 приведены примеры способов отрезки согласно данной классификации.

Табл. 5

Обозначение	Описание способа	Схема
1 С	Отрезка прямыми ножами без осевого зазора прямолинейно движущимся инструментом
2 К	Отрезка вращающимся соосно оси прутка под действием пары сил ножом
3 И	Поперечный изгиб на двух опорах (разделка на хладноломах)
4 Р	Отрубка клиновыми рубилами (например, клещевины в отрубном ручье)
5 СК	Отрезка вращающимся эксцентрически относительно оси прутка ножом
6 ИР	Отрубка рубилом на выпуклом бойке (на роге)
7 СИ	Отрезка прямыми ножами с осевым зазором прямолинейно движущимся инструментом
8 РС	Отрезка прямолинейно движущимися косыми ножами без осевого зазора
9 РК	Разрезка односторонними клиновыми роликами вращающейся с оправкой трубы
10 КИ	Ломка неколлинеарным кручением отрезаемой части прутка
11 РСИ	Отрезка прямолинейно движущимися косыми ножами с осевым зазором
12 СКИ	Отрезка прямыми ножами на гильотинных ножницах с осевым зазором
13 СКР	Отрезка косыми ножами на гильотинных ножницах без осевого зазора
14 КИР	Разделение круглого проката и труб обкаткой односторонним клиновым роликом с подпором цилиндрическим роликом
15 СКИР	Разделение круглого проката и труб обкаткой односторонними клиновыми роликами и сдвигом опоры консольного вылета

Приведенные в таблице 1 примеры механических схем нагружения, обеспечивающие указанные в наименовании способа отрезки перемещения, с одной стороны, не являются единственно возможными, с другой стороны, подтверждают право на существование всех пятнадцати рассмотренных способов. Но сама система из этих пятнадцати способов, скорее всего, несёт на себе признак единственно возможной до тех пор, пока не будет найден какой либо другой вид разрушения.