鋼格板切斷剪床的設(shè)計和工作原理

鋼格板切斷剪床的設(shè)計和工作原理

    鋼格板剪床鋼格板生產(chǎn)制作的主要加工機械,是在實驗室測試剪切力的大小和力學(xué)計算基礎(chǔ)上,采用橫向剪切理論、差時分段剪切技術(shù)和自動消除間隙技術(shù)的設(shè)計制造的,解決了刀具設(shè)計、液壓推力系統(tǒng)設(shè)計、消除刀具與鋼格板間隙機構(gòu)、升壓架系統(tǒng)和進料自動定位系統(tǒng)和機架設(shè)計等關(guān)鍵問題。實現(xiàn)對鋼格板的整體一次性切斷。鋼格板高效剪切機的研制可以使鋼格板行業(yè)的整體加工水平上一個新臺階， 為整個行業(yè)的發(fā)展起重要的作用，為社會節(jié)約了大量的能源，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起促進作用，能節(jié)省勞動力，把勞動力從惡劣的工作環(huán)境中解放出來，對提高整個行業(yè)勞動力水平起積極作用。

    鋼格板剪床的設(shè)計要把沒個相關(guān)要素通過實驗掌握清楚。比如剪床的剪切力試驗、斷面形狀的確立等等。

     剪切力測試

     剪切力測試是在實驗室完成的。 用扁鋼做剪切實驗， 測定剪切力的大小、 確定刀片切口形狀。 首先， 預(yù)制斜、 直、 凹3種形狀刀口, 選取了常用的4 種規(guī)格的扁鋼， 在壓力機上測試剪斷扁鋼所需的剪切力的大小。從數(shù)據(jù)中可知， 斜刀口或凹刀口的剪切力遠遠小于直刀口。但是從實驗的切口來看， 采用斜刀口或凹刀口的剪切的扁鋼切口呈斜或凹型翹曲狀況， 不能滿足工程需要。 因此在多次實驗后， 確定刀口采用直刀口形狀。

    斷面形狀確定

   斷面形狀不僅由鋼格板的規(guī)格確定， 而且其形狀直接影響刀具材料的所受的應(yīng)力水平的大小， 因此， 斷面形狀的設(shè)計是刀具設(shè)計至關(guān)重要的-個環(huán)節(jié)。 通過力學(xué)計算可以發(fā)現(xiàn)， 刀片的應(yīng)力與彎矩分布成正比， 也就是在刀片頭部應(yīng)力最小， 而到根部為應(yīng)力值為最大。 增加刀片截面的寬度和厚度是降低刀片應(yīng)力水平的很有效的方法。 但是厚度受到扁鋼的問距的制約， 同時還要考慮前道工序壓焊的焊接變形產(chǎn)生的間距誤差; 刀具寬度也受到橫桿間距的制約。 為使鋼格板能順利插入刀具間隙， 刀具厚度和寬度的尺寸必須滿足: 厚度＜ 扁鋼間距一扁鋼厚度-間隙，寬度＜ 垂直橫桿間距-橫桿厚度-間隙。

   鋼格板的規(guī)格限制了刀具的厚度; 橫桿之間的間距也限制了寬度的大小。 因此設(shè)計中刀片厚度值采用了頭部小根部大變截面形狀設(shè)計， 這樣設(shè)計既考慮了應(yīng)力分布又能很方便的使鋼格板套上或脫下刀具; 在根部最大應(yīng)力處設(shè)計成圓角過渡， 既降低了刀片根部應(yīng)力， 又大大減少了刀片在加工和熱處理時峰值應(yīng)力， 改善了刀片受力狀況。

    差時分段剪切設(shè)計

     橫向剪切時， 組合刀架最大受力達216t， 考慮設(shè)計12的設(shè)計余量， 設(shè)計推力達到: 260to 如此大的剪切力如果同時剪斷所有扁鋼， 將使機架不可避免承受強烈的沖擊力， 這對機架和刀架的強度和穩(wěn)定性都是極大的考驗， 在刀具設(shè)計時為了減少剪切時產(chǎn)生的沖擊力， 設(shè)計中采用差時剪切技術(shù)將鋼格板分幾段剪切， 這樣大大降低了剪切時對機架和刀架沖擊力， 大大提高了剪床的穩(wěn)定性和壽命。

     材料和熱處理工藝

   刀具受力特點決定了材料需要有好的韌性而刀刃部分必須有高的表面硬度。 硬度要求: 刀刃H R C 55- - 60， 材料H R C 35- - 4 5。 材料選擇高速鋼， 高速鋼比-般的碳素工具鋼和低合金鋼具有更高的強度和耐磨性日。 在選擇熱處理工藝時。 要提高材料的表面硬度針對不同材料， 采用不同的熱處理方法。 經(jīng)過多次試驗， 最終選擇的材料加工工藝為: 下料-鍛造-退火-線切割-淬火+ 回火-表面滲碳。

     刀具試驗

   刀具加工好后， 還必須試驗材料的強度、 硬度、 韌性， 及抗疲勞性能。 通過剪切試驗， 測定刀具材料在剪切不同厚度的鋼格板下應(yīng)變， 分析刀具材料所受應(yīng)力， 繪制應(yīng)力應(yīng)變曲線， 根據(jù)應(yīng)力水平調(diào)整刀具斷面尺寸; 實驗時采用了多種材料和熱處理工藝， 通過試驗最終確定材料和加工工藝。

   高效節(jié)能型鋼格板剪床和移動式圓盤冷鋸機相比，采用剪切原理的鋼格板剪切機既克服了圓盤冷鋸機的種種缺陷，同時又具有以下的優(yōu)越性：

　　(1)高效：扣除上料、定位和壓料的時間，實際剪斷只需(10～15)s/次，一臺鋼格板剪床完全可以滿足自動壓焊機產(chǎn)量需求;

　　(2)節(jié)能：用液壓油缸推動移動刀具使鋼格板剪斷，動力為液壓柱塞泵，2.2kw電機，工作時間僅為(15～20)s/次，電能消耗為15度/天，相當(dāng)于圓盤冷鋸機能耗的3.75%。與圓盤冷鋸機相比，每臺節(jié)能385度/天;

　　(3)無損：由于是利用剪切原理，不產(chǎn)生任何廢料，真正做到無損剪切，且切口光凈，平直度高;

　　(4)操作簡單：整個設(shè)備自動化程度高，勞動強度小，操作安全可靠;

　　(5)無需后續(xù)加工：經(jīng)剪切的鋼格板切口平整光滑，不會產(chǎn)生毛刺，一次成型無需后加工;

　　(6)無污染：工作優(yōu)越，潔凈，對環(huán)境友好;

　　(7)產(chǎn)品精度高：所有動作都采用液壓和氣動控制，自動化程度高，自動檢測自動控制，工作可靠，產(chǎn)品精度高。

     鋼格板剪床能夠最大限度的減輕焊接工人的勞動強度，其半封閉式構(gòu)造又能減輕切割粉末對工人的呼吸引起的刺激。鋼格板剪床的批量能帶來意想不到的社會效應(yīng)。