Способ резки листового стекла

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 03 В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ф115ьНЫ;. Г:ц е ей е -1ициент инт сивности напряжений костС ффициент П от вершины тия. Спасо воляет лег а, 1 - ко асстояние ансона, трещины до прост в а о и надеж- ровать нт а зоны сж зации, по нтролиров сс резки но к проц ь и регуекла. 2 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Черниговский филиал Киевскогополитехнического института им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРУ 530858, кл, С 03 В 33/04, 1976,(54) СПОСОБ РЕЗКИ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА(57) Изобретение относится к областирезки листового стекла и может бытьиспользовано на предприятиях стекольной промьппленности. Целью изобретения является упрощение процессарезки. Резка стекла осуществляетсядвижущейся управляемой трещиной,образуемой эа счет создания в стекле сжимающих напряжений вдоль линии реза. Сжимающие напряжения создают локальным механическим воздействием, которое прикладывают на противоположные стороны листа стекла перпендикулярно его поверхности. Величина механического воздействия на одну сто" рону листа определяется по формулеИзобретение относится к резке листового стекла и может быть использовано на предприятиях стекольной промышленности.Цель изобретения - упрощениепроцесса резки.На фиг.1 представлена схема создания сжимающих напряжений; нафиг,2 - разрез А-А на фиг.1. 10Способ заключается в том, чторезка стекла осуществляется движущейся управляемой трещинрй. Трещина образуется за счет создания встекле сжимающих напряжений, кото Врые возникают от механического воздействия, например, давления двухдисков на противоположные сторонылиста стекла перпендикулярно егоповерхности. 20Два металлических диска диаметром 2 Р прижимают к стеклу силамиР, При таком нагружении область11сжатия находится непосредственно поддисками. В примыкаемых к ним зонах 25действуют окружные растягивающие нап"ряжения. При первоначальной установкедисков на расстоянии С2 В от краялиста происходит зарождение исходнойтрешины, где 2 В - толщина листа. 30Трещина устремляется к сжимающим дискам, возле которых окружные растягивающие напряжения максимальны, и, попадая между дисками в область сжатия,останавливается. Для дальнейшего еепродвижения необходимо переместитьлист (или сжимающие диски) в следующее положение и повторить нагружение(фиг.1) .Периодически чередуя перемещение 40листа и воздействие на него сжимающихнапряжений можно получить длину трещины д, необходимую для разделениялиста на части, При этом, как показано на фиг.1, можно задавать различную 45траекторию перемещения листа и получать такую же траекторию трещины,т.е. производить не только прямолинейную, но и фигурную резку листового стекла. 50Учитывая уменьшение окружных рас-. тягивающих напряжений с удалениемот зоны сжатия, величина каждого перемещения воздействия Р от вершины трещины должна находиться в пределах С, ЗР. Иначе возможно разрушение стекла от сжимающей нагрузки.Необходимое для резки стекла сжимающее усилие может быть определенорасчетным путем на основании известного решения задачи теории упругос - ти о поперечном сжатии пластины с трещиной.При этом сжимающие напряжения 1 вызывающие рост трещины, определяются по формуле: 4 Ксб с= Р, =б. ГРС учетом (1) формула (2) длярасчетного определения величинымеханического воздействия принимаетокончательный вид 4 К, 2 СРс 2(3) Для расчета величины Р, необходимо знать две постоянные материала, а именно - величинукритического коэффициента интенсивности напряжений К и коэффициент Пуассона. Длязастекла К , = 1 , 7 к г /мм , ко эффициент Пуассона 1 для стекла равен О , 2 5 . Для случая резки листового стекла толщиной 2 В = 6 мм и 2 Р =6 мм получим:при С = 2,5 Р = 2,5 3 = 7,5 мм Р 7 кН;при С = 3 Р = 3 3 = 9 мм 9,2 кН.С увеличением расстояния С увеличивается также и значение критичес кой силы Р , необходимой для резкисстекла. В пределе может наступить такое явление, когда сжимающие напряжения б, превысят предел прочности стекла на сжатие б . В этом случаеЬсгде К, - коэффициент интенсивности напряжений материаласжимаемой пластины (стекла);- коэффициент Пуассона;С - расстояние от вершины трещины до центра сжатойэоны;Р - радиус эоны сжатия (см.фиг,1).Формула (1) справедлива при С Р2 5 и -- ) 0 5, Величина Р оп- Р1 Вс ределяется как произведение сжимающих напряжений 6 на площадь сжатой зонырезка стекла описываемым способом становится невозможной, поскольку оно будет разрушаться под действием сжимающей нагрузки независимо от наличия трещины. Экспериментально установлено, что разрушение имеет место уже при С = 3,5 Р. При уменьшении расстояния С сила Р также уменьшается. Однако, с уменьшением расстояния от вершины до центра сжатой зоны снижается производительность процесса резки, так как при одной и той же длине реза необходимо большее количество перемещений точки приложения сжимающей нагрузки. Поэтому, с учетом изложенного выше, расстояние С =" (2,5-3)Р является оптимальным для резки стекла данным способом.П р и м е р. Резке подвергают лист силикатного стекла толщиной 2 В = 6 мм. Механическое воздействие осуществляют стальными дисками диаметром 2 Р = 6 мм, расположенными на расстоянии С9 мм от вершины трещины. При этом величина воздействия составляет Р = 7,5 кН.Полученные при этом значения величины воздействия Р = 7,5 кН с точностью до 7 Е совпадает с расчетным ее значением. Создаются две локальные зоны сжимающих напряжений, между которыми образуется зона локального сжатия. Трещина после каждого воздействия гарантированно останавливается в зоне локального сжатия поэтому удаление сжимающего усилия производится уже после ее остановки, независимо от того, когда она начала расти и с какой скоростьювошла в сжатую зону, Далее лист перемещают в следующее положение, соответствующее линии реза 1,или перемещают стальнь;е диски вдоль линии резав место их следующего воздействия).Для реализации способа используютпростейшее оборудование, например,винтовую струбцину или штамповочныйпресс с контролируемым усилием. Предлагаемый способ резки листового стекла прост в осуществлении позволяет надежно контролировать про цесс резки и легко управлять им. Формула изобретения 4 К, 5 Ср - Ы с2 где К35С коэффициент интенсивностинапряжений стекла;коэффициент Пуассона;расстояние от вершины трещины до центра эоны сжатия. Способ резки листового стекла, 20 движущейся управляемой трещиной, образуемой путем дискретного создания в стекле сжимающих напряжений вдоль линии реза, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ,что, с целью упрощения процесса резки, сжимающие напряжения создают путем приложения локальных механических воздействий на противоположные стороны листа перпендикулярно его поверхности, при этом величину ЗО воздействия на одну сторонулиста определяют по формуле1344745Составитель Н,Борисова редактор М.Товтин Текред Л.Сердюкова Корректор И,Зрдейи Заказ 4884/25 Тираж 427 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11,3035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул. Проектная, 4