斜刃剪切機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算

12第一章 緒論第一節(jié)概述線金屬流程的平衡問題。剪切機(jī)還廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造和修理等部門。切機(jī)。其次節(jié)斜刃剪切機(jī)概述、液壓傳動和壓縮空氣傳動三種。在實(shí)際生產(chǎn)中多承受前兩種傳動方式。170076%。時，液壓系統(tǒng)的工作壓力一般在60~140公斤/厘米2范圍之內(nèi)，個別狀況也有承受210公斤/2。一般固定刀架的刀片是水平的，活動刀架的刀片是傾斜的。剪切原理如下圖：6切頭、切尾或者分切。2~4的運(yùn)動特點(diǎn)也可以分為上切式、下切式和復(fù)合式等。2025由于它是下剪刃向上運(yùn)動進(jìn)展剪切，故不需要設(shè)置搖擺輥道，一般多用于連續(xù)作業(yè)線上橫切帶材。這種剪切機(jī)的剪刃通常上剪刃是傾斜的，下剪刃是水平的。但近來承受上剪刃是水平的，下剪刃是傾斜的越來越多，生產(chǎn)閱歷證明，這種形式能夠保證剪切面相對帶材中心線及外表垂直度。其缺點(diǎn)是由于壓板要放在下面而造成了構(gòu)造簡單化。復(fù)合式斜刃剪：在連續(xù)式作業(yè)線上的尾部，為了將原來焊接起來的長帶材分雙層斜刃剪切機(jī)。當(dāng)帶材通過固定雙刃刀架上部，帶材由1取。第三節(jié)中厚板液壓斜刃剪切機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)留意的幾點(diǎn)問題其典型構(gòu)造，介紹一下該種剪切機(jī)在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)留意的幾點(diǎn)問題。1構(gòu)造簡介及存在的問題的上刀刃2重疊將板材剪斷。在液壓缸的無桿腔管路上安裝了分流集流閥，以保證在剪切時兩液壓缸的動作能夠同步。這是一種常規(guī)設(shè)計(jì)，構(gòu)造緊湊而且外形美觀。800mm、厚8mn。的純鋁板來檢驗(yàn)剪切機(jī)的最大剪切力量時覺察，當(dāng)板材為熱態(tài)(400℃左右)時可以順當(dāng)?shù)乇患魯?，但下幾方?①機(jī)械制造的精度不符合要求;②剪切力不夠;③構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理。通過現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)展檢查，排解了緣由①。下面從設(shè)計(jì)計(jì)算及構(gòu)造兩個方面來進(jìn)展分析。2緣由分析板材寬度450-800mm6-8mm7MPa刀刃傾角20，刀刃長l000mm，壓板壓力8000N，雙液壓缸驅(qū)動，則液壓缸的直徑為：式中：P—剪切力，N；jPb——

壓板壓力，N；P一液壓油工作壓力，MPa；y一液壓缸效率；在這里，只需計(jì)算出剪切力，便可確定液壓缸的工作直徑，剪切力可以由下式算出：式中： P1

—純剪切力，N；KK=1.15-1.2；a一刀刃傾斜角，°；h—被切金屬厚度，mm;S(1000-1500mm)，取S=0.95； 一被剪切金屬的強(qiáng)度極限，N/mm2；b5—被剪切金屬斷裂時的相對延長率，%；y一刀片側(cè)向間隙d與被切板厚h的比值；被切板厚的比值，初步計(jì)算取x=10.最終的計(jì)算結(jié)果為: P=46100N, D=70mm.j在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，為了確保有足夠的剪切力，選用了兩個直徑為125mm的液壓2.2構(gòu)造分析從圖1可以看出，由于構(gòu)造的限制，兩側(cè)液壓缸的中心距小于板材最大寬度，僅為外側(cè)，故使得剪切開頭時h刀刃有順時針扭轉(zhuǎn)的趨勢(圖2a),剪切完畢時下刀刃有逆時針扭轉(zhuǎn)的趨勢(圖2b).2可以看出，在不同的剪切階段，兩液壓缸所承受的剪切阻力是不同的，靠時，其強(qiáng)度只有常溫時的1/3左右，而且由于所選液壓缸直徑較大，所以仍舊可以順當(dāng)?shù)丶魯喟宀摹?、結(jié)論可以承受以下幾種方法避開類似狀況的消滅:地削減由于兩側(cè)速度偏差而形成的傾斜卡阻；受的扭轉(zhuǎn)力矩；變大。第四節(jié) 中板斜刃剪切機(jī)剪切質(zhì)量問題及解決方法具體的解決方案。某中板廠現(xiàn)有4架剪板機(jī)，分別為2架4m縱剪，1架2.8m橫剪，1架3m橫剪，見圖1。圖1某中板廠剪切機(jī)布置狀況1、長、寬剪切尺寸偏差及解決方法頭尾寬度偏差其分4—5刀剪切，并要保證這幾刀根本在一條線上，偏差在±2mm以內(nèi)，剪切時間一般為1.5—2.0min。1#剪剪切后，送到2#剪定尺剪切，同樣剪4—5刀，鋼板寬度公差須在0以內(nèi)。這在生產(chǎn)中難度很大，尺寸易超差，經(jīng)多年總結(jié)，實(shí)行了以下措施可解決頭尾寬度超差問題：〔1〕在1#剪前安裝1臺激光劃線儀，依據(jù)劃線儀標(biāo)示，調(diào)整好毛邊板位置和剪切量；剪調(diào)整好寬度定尺機(jī)，保證4個立輥在同一條線上，立輥滑道壓板間隙不得大于2mm，以防剪切時立輥抬頭造成尺寸變化；證鋼板頭尾寬度尺寸公差為0—10mm。長度剪切偏差長度剪切要求剪切公差小于25mm，兩邊偏差小于10mm，長度剪切主要在3#和4#橫剪上完成。本廠目前產(chǎn)品以2倍尺鋼板居多，3#剪剪第1塊鋼板頭、尾，然后送4#剪剪第2塊〔1〕剪尾時對線是否準(zhǔn)確；〔3〕3#、4#剪定尺鋼軌是否與剪刃垂直。此中板廠定尺鋼軌是用工字鋼制作的，本身不是很直，在調(diào)整與剪刃垂直時，實(shí)際焊制2—4mm。掌握剪切長度的另一個難題是對線困難，完全靠輥道與鋼板間的摩擦力對線，一次對線10—15s些問題，可實(shí)行如下措施解決：〔1〕4#剪安裝1臺測溫儀，依據(jù)所測鋼溫來掌握冷縮量，從而確定剪切長度L：式中，t為溫差；L0L為長度公差。剪前輥道增加變頻掌握，頻率為0—50HZ降低，到達(dá)目標(biāo)長度后準(zhǔn)確停住，這種對齊方式的對線時間只需5—8秒，且對輥道的機(jī)械損傷大大減小，鋼板的剪切公差減小到0—20mm。2、縱剪產(chǎn)生的剪切缺陷及解決方法水平方向臺階和反咬縱剪剪1條邊〔10—20mm〕通常需剪多刀，如刀未對好，板面上將消滅臺階或反咬。在斜刃縱剪剪切過程中，臺階或反咬是由于寬度定尺機(jī)的立輥和剪刃不平行造成0.5mm以內(nèi)，不影響鋼板外觀。垂直斷面臺階0.3—0.5mm。假設(shè)此時在鋼板斷面上留下垂直斷面臺階。襯板，使上剪床與內(nèi)襯板靜態(tài)間隙為0.3—0.5mm。上面呈直線、下面呈臺階板。3、橫剪產(chǎn)生的缺陷及其解決方法沿寬度方向下彎20mm以上厚板時，塑性變形最明顯，彎曲程度最大可達(dá)4—5mm。用1臺橫剪剪鋼板，一般在剪頭部時，鋼板放于剪前輥道上，不會產(chǎn)生下彎；而當(dāng)剪尾部時鋼板置于搖擺輥道上，會產(chǎn)生下彎。用2臺橫剪剪切時，如剪單倍尺鋼板，3#剪剪頭，4#剪剪尾，鋼板均置于剪前輥道上，可避開下彎；假設(shè)剪雙3#剪剪第1塊鋼板尾，鋼板長度剪成L+100mm，然后L，最終將第2塊鋼板送至4#剪剪尾，這樣的剪切工藝可保證&塊鋼板均在剪前輥道上完成剪頭、尾，鋼板不會產(chǎn)生下彎。沿寬度方向上的上彎1—2mm以內(nèi)。上彎程度隨鋼板溫度上升而加大，要消退鋼板上彎必需在橫剪上裝壓緊裝置。4、縱切斜刃剪易產(chǎn)生的缺陷及解決方法塌邊和毛刺如剪厚6—8mm0.3—0.4mm，剪厚板時往上限靠。剪裂會引起剪裂。解決方法：依據(jù)鋼種掌握剪切溫度。另外，將切邊量掌握在35—60mm。其次章 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算第一節(jié) 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)1〕產(chǎn)品尺寸： h＝25㎜ b＝3000㎜2〕剪切材料： 一般碳素鋼20鋼 45鋼其中查表得20鋼 =150牛/毫米2 45鋼 =220牛/毫米2b b3〕剪切溫度： 600～700℃4〕剪切次數(shù)： 12次/分其次節(jié) 斜刃剪切機(jī)的構(gòu)造參數(shù)選擇與計(jì)算1〕傾斜角的選擇現(xiàn)象，軋件也產(chǎn)生比較大的變形。所以目前，傾斜角的設(shè)計(jì)傾向于較小值。傾斜角的選擇可以依據(jù)下表選取：鋼板厚度，毫米剪刃傾斜角，度鋼板厚度，毫米剪刃傾斜角，度3～191～312～353～5＞358～12依據(jù)上表選取剪刃的傾斜角=4°。2〕HxH H H H B tgx P 1 P max式中——H ——是按平行剪刃行程公式計(jì)算的剪刃行程，H H s r，p p 1 11最大截面高度；

H1H5—25毫米之間選取；—壓板低于上剪刃的數(shù)值，一般取5—25毫米；1r—輥道上平面高于下剪刃的數(shù)值，一般取5—20毫米；B ——被剪軋件的最大寬度；max ——剪刃傾角；代入數(shù)值： H H H H B tgx P 1 P max=50+60+10+15+15+3000×tg4=360mm剪刃的尺寸剪刃的尺寸是由剪切力打算的，一般是依據(jù)下表選取的。剪切力，噸HBhK2—66016151.56—16702017.5216—258025202.525—601003025360—10012035303.5100—16015040353.5160—25018050455250—40020060506度是120毫米，寬度是30毫米。剪刃的長度：LB

300〔毫米〕max=3000+200=3200毫米刀刃的側(cè)向間隙7～10%，剪切面接近垂直，因此，一般選取刀刃的側(cè)向間隙為板帶材的厚度的5～10%。所以，本剪切機(jī)的側(cè)向間隙為：〔5～10%〕h=10%×25=2.5毫米。第三節(jié)力能參數(shù)計(jì)算1、剪切力很多文獻(xiàn)對剪切過程的分析都是將剪切力看作是純剪切力，實(shí)際上，斜刃刀片剪切還有一些因素比方剪切斷面、切入深度以及分別面的摩擦力等，對剪切力也有影響。下面是計(jì)算剪切力的計(jì)算公式以便參考。、采利柯夫—諾沙利公式P K K1

K n 2 3 0 b

h2tan ，公斤式中：K——考慮刀刃變鈍的系數(shù)，一般取K≈1.2；1 1K——表示 和關(guān)系的系數(shù)，K max，對于鋼可以取K≈0.7；2 max b 2 2b ——最大的剪切應(yīng)力，公斤/毫米2；max——被剪切金屬的強(qiáng)度極限，公斤/毫米2；bK3n——表示a與

max

n=

刀片傾斜角刀片傾斜角系數(shù)K32°3°4°6°2.11.61.21.0max

，對于鋼可以取約為0.78；a——單位剪切功，公斤×毫米/毫米2，可以按a=0 p

計(jì)算；——相對切入深度，平均≈1.2～1.6，對于鋼一般取≈1.25；0 0 5 0 5——被剪切金屬試樣斷裂時的延長率，%；5——刀片傾斜角，度；、諾沙利公式 tan 1 P P1S 1 0.6 5 1

10 5 P——純剪切力,P h2 a,公斤；

y2xb1 1 tan切功，a=K K ，公斤毫米/毫米2；冷剪時K =0.6，K =1.0，4 b 5 5 4 5則a≈0.6b

；P5

0.6b 5

h2tan；

計(jì)算出ltanlhl5得出S的值，切頭比較長時取S=0.95；y=；h取x=10。15～20%。120鋼時的剪切力本次設(shè)計(jì)使用的是諾沙利公式。將數(shù)值代入公式得： tan 1 PP1S 1 0.6 5 1

10 5 y2xb =0.630%150

252

10.95

tan4 1tan4 0.630%

1030% 15010%210=530357N15～20%。所以P=530357×1.2=636428N245鋼時的剪切力將數(shù)值代入公式得： tan 1 PP1S 1

5 1

10 5 y2xb 0.625%220

252

10.95

tan4 1tan4 0.625%

1025% 22010%210=686518N15～20%。所以P=686518×1.2=823822N=84063.3公斤力=85噸。2、壓板力的計(jì)算2°～3°〔對斜刃剪切機(jī)而言〕壓住被剪切金屬。的壓力為1.4×85=119噸，則鋼板的壓緊力為120噸。第四節(jié)油缸的計(jì)算15毫米；空行程是125毫米，剪切3秒，反程2秒。主油缸：速度v360mm/3s120mm/s壓力85T85103kg8510310N8.5105Np15N/mm28.5105F 56666.7154F3.14456666.71043.14單缸時：d 4F3.14456666.71043.14

270mm4F23.1424F23.14256666.73.14

189.98mm190mm1行程l360 取d200mm1QvF12020233.14 3768000mm3/s3.8(L/s)4取Q4.0l/s1壓緊油缸：速度v250mm/3s83.33mm/s壓力120T120103kg12010310N1.2106Np15N/mm21.2106F15

800004F3.144800003.144F3.144800003.14

319.2mm320mm4F23.1424F23.142800003.14

225.7mm230mm行程l250 取d250mm1QvF83.3325023.144取Q4.5l/s

4.1(L/s)1第三章設(shè)備選型第一節(jié) 液壓技術(shù)的特點(diǎn)在此次斜刃剪切機(jī)的設(shè)計(jì)中，我承受的是液壓式斜刃剪切機(jī)，液壓技術(shù)在一切工程是由于液壓技術(shù)有著優(yōu)異的特點(diǎn)，歸納起來如下：1.5至于尺寸相差更大，前者約為后者的0.12—0.13。50%左右，而液壓馬達(dá)則不大于5%。所以在加速中同等功率的電動機(jī)需要一秒到幾秒的時間，而液壓馬達(dá)只需秒。因此，液壓傳動與掌握可以在高速狀態(tài)下啟動、制動和換向。再加上精度高、抗載剛度大的優(yōu)點(diǎn)，在自動掌握系統(tǒng)中，具有穩(wěn)、準(zhǔn)、快的特點(diǎn)，因而被廣泛的應(yīng)用于各種自動掌握系統(tǒng)。和2023：1〕，而電動機(jī)只能到達(dá)20。能傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。傳遞較大的力或者轉(zhuǎn)矩是液壓傳動的突出優(yōu)點(diǎn)。件所需的操縱力，以微小的信號輸入而得到較大的功率輸出。簡單的挨次動作和遠(yuǎn)程掌握。命較長。便利，本錢較低。但是，液壓傳動與掌握目前也有一些缺點(diǎn)：2.油液在流淌中產(chǎn)生肯定的阻力損失。在高壓高速下會使油溫上升，影響油的粘性和元件的壽命。液壓元件制造要求精度高，使用維護(hù)比較嚴(yán)格。液壓系統(tǒng)的故障緣由有時不簡潔查明。剪切機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多。其次節(jié)剪切方式的選擇時候的壓力比較大，能更好的固定住鋼板，以避開鋼板在剪切時的滑動。移動對鋼板進(jìn)展剪切。這個設(shè)計(jì)的剪切原理比較簡潔，但是設(shè)計(jì)起來也是很簡單的。剪切時兩邊可能簡潔晃動，影星剪切效果和質(zhì)量。但是承受兩個油缸的話，兩端有油缸固定住了剪刃，剪刃就不簡潔晃動，可以保障剪切效果和質(zhì)量?；蝿?。第三節(jié)各個部件的選擇方案機(jī)架的選擇方案：250毫米，所以，在我的設(shè)Q235-A的鋼板的焊接是用地腳螺栓國定在地表上。上下導(dǎo)架的側(cè)向?qū)蜓b置的選擇上下導(dǎo)架是固定在導(dǎo)桿裝置上進(jìn)展前后導(dǎo)向的，但是必需在兩側(cè)有側(cè)向?qū)蜓b置。這種方式有一個問題，就是在導(dǎo)輪的地方的軸承是漏在外面的，簡潔受到灰塵的污染。上下移動，并不是要求周密的地方，所以軸承漏在外面的問題應(yīng)當(dāng)不是很大。導(dǎo)桿裝置的設(shè)計(jì)方案螺母擰緊時，下面的楔形塊就緊緊地貼在機(jī)架上，使導(dǎo)桿很好的固定住。刀架的設(shè)計(jì)方案Q235-A的鋼板焊接起來的焊接件。首先要使刀架焊接成盡管焊接件的加工比較繁瑣。第四章 焊接的校核方法焊接的校核方法以及管材。焊條的種類很多，常用的型號有E4301、E4303、E5001、E5003等。焊接的強(qiáng)度校核方法。焊縫的強(qiáng)度計(jì)算，通常都是在假設(shè)應(yīng)力均勻分布，而且不計(jì)剩余應(yīng)力的條件下進(jìn)展的簡化計(jì)算，并依據(jù)試驗(yàn)來取定其許用應(yīng)力。這樣做的緣由是：2〕被焊接件以及焊縫本身多為塑性較大的3〕在設(shè)計(jì)及制造時，可以承受各種措施保證應(yīng)力集中和內(nèi)應(yīng)力不致過大?！矇骸郴蛘邚澢鷷r，其強(qiáng)度計(jì)算公式見下表1。，其中[”]、[”]分別為焊縫的許用正應(yīng)力以及許用切應(yīng)力。焊縫的強(qiáng)度與被焊接件本身的強(qiáng)度之比，稱為焊縫強(qiáng)度系數(shù)，現(xiàn)以表示，因焊縫的許用應(yīng)力[”