剪切机培训资料课件

剪切机培训资料剪切机培训资料1内容1剪切机的用途与分类2平刃剪切机3斜刃剪切机4圆盘式剪切机5飞剪机的结构形式和工作原理6飞剪机剪切长度的调节内容1剪切机的用途与分类21剪切机的用途与分类

用于对轧件进行切头、切尾或剪切成规定尺寸(定尺)的机械称为剪切机。根据剪切机刀片形状、配置以及剪切方式等特点，剪切机可分为平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪切机和飞剪机。表8-1(P256页)表示了这些剪切机的特点和用途。1剪切机的用途与分类用于对轧件进行切3剪切机培训资料课件42平刃剪切机

§2.1类型根据剪切轧件时刀片的运动特点，平行刀片剪切机可分为上切式和下切式两大类。2平刃剪切机

§2.1类型51.上切式平行刀片剪切机特点：下刀固定不动，上刀则上下运动。如图8-1(P257页)所示，其剪切机构是由最简单的曲柄连杆机构组成。剪切时，上刀压着轧件下降，迫使摆动台也下降。当剪切完毕，上刀上升时，摆动台在其平衡装置作用下也回升至原始位置。此类剪切机由于结构简单，广泛用来剪切中小型钢坯。此外，随着快速换刀片的生产需要，也出现了能快速换刀的上切式平行刀片剪切机，用来剪切初轧钢坯和板坯。当然，其设备重量会有较大的增加，结构也稍复杂些。1.上切式平行刀片剪切机6剪切机培训资料课件72.下切式平行刀片剪切机

特点是：上下刀都运动，但剪切轧件的动作由下刀来完成，剪切时上刀不运动。由于剪切时下刀台将轧件抬离辊道(图8-2)(P257页)，故在剪切机后不设摆动台，而且这种剪切机的机架不承受剪切力。由于上述两个特点，下切式平行刀片剪切机普遍用来剪切中型和大型钢坯和板坯，以减轻整个剪切机组的设备重量。这种剪切机的剪切机构较为复杂，往往由多杆机构组成。

2.下切式平行刀片剪切机8剪切机培训资料课件9

平行刀片剪切机一般都由电动机驱动，根据其工作制度，可分为启动工作制和连续工作制两种。

在大型平行刀片剪切机上，除采用电动机驱动外，也有采用液压传动的。

平行刀片剪切机一般都由电动机驱动，根据其工作制度，10§2.2结构参数平行刀片剪切机的主要参数包括两大类：一为结构参数，即刀片行程、刀片尺寸(长度、高度与厚度)和理论空行程次数；二为力能参数，即剪切力、剪切功、剪切力矩及电动机功率。§2.2结构参数111.刀片行程

刀片行程是剪切机最主要的结构参数，它决定了剪切机的高度。在剪切能力允许的范围内，它也决定了所能剪切的轧件最大断面高度。刀片行程根据轧件最大断面高度、剪切终了时刀片的重叠量以及下刀片与辊道表面的距离等参数(图8-3)(P258页)，可按下式计算

H=h+f+q1+q2+S8-11.刀片行程12剪切机培训资料课件13式中H——刀片行程(指刀片的最大行程)；

h——被切轧件最大断面高度；

f——轧件上表面与压板之间的距离，此值的选取要保证轧件有一定翘头时，仍能通过剪切机，一般取f=50～75mm；

q1——为了避免上刀受轧件冲撞，而使压板低于上刀的距离，一般取q1=5～50mm；

q2——为了使轧件能顺利通过剪切机，下刀不被轧件磨损，使下刀低于辊道表面的距离，一般取q2=5～20mm；S——上下刀片的重叠量，一般取S=5～25mm。

对于采用曲柄连杆(或偏心连杆)机构的剪切机，曲柄轴半径(或偏心轴的偏心)R，等于刀片行程的一半。式中H——刀片行程(指刀片的最大行程)；142.刀片尺寸刀片尺寸包括刀刃长度l，刀片横断面高度h’及宽度b’。这些尺寸可以根据被切钢坯最大断面尺寸来选取。刀刃长度可按下述经验公式确定：对剪切方坯的剪切机，刀刃长度分两种情况计算：

1)在小型剪切机上，考虑经常是同时剪切几个小断面钢坯，此时

l=(3～4)bmax

2)在大、中型剪切机上，刀刃长度按下式计算：

l=(2～2.5)bmax

对剪切板坯的剪切机，刀刃长度按下式计算：

l=bmax+(100～300)2.刀片尺寸15式中l——刀刃长度，mm；

bmax——被切钢坯横断面的最大宽度，mm。

刀片断面高度及宽度可按下述经验公式确定

h’=(0.65～1.5)h

b’=h’/(2.5～3)

式中h’——刀片断面高度，mm；

h——被切钢坯断面高度，mm；

b’——刀片断面宽度，mm。式中l——刀刃长度，mm；163．理论空行程次数(剪切次数)

剪切机的每分钟理论空行程次数代表了剪切机的生产率。理论空行程次数(剪切次数)的提高受到电动机功率和剪切机结构型式的限制。确定剪切次数时，可根据轧钢机生产率和有关参考数据选定。

表8-2(P259页)是我国原一机部制定的热钢坯剪切机基本参数(JB2093-77)，表中列出了剪切机刀片行程、刀片尺寸和理论空行程次数等有关数据，可供设计剪切机时选用。

3．理论空行程次数(剪切次数)17

显然，剪切机在剪切轧件时的实际剪切次数，总是远远小于理论空行程次数。因为在轧件两次剪切之间，需要完成轧件运输、定尺等辅助工序。

显然，剪切机在剪切轧件时的实际剪切次数，总是远远小18§2.3轧件剪切过程分析金属的剪切过程可以分为以下几个阶段：刀片弹性压入金属阶段；刀片塑性压入金属阶段；金属塑性滑移阶段；金属内裂纹萌生和扩展阶段；金属内裂纹失稳扩展和断裂阶段。一般可粗略地分为两个阶段：刀片压入金属阶段和金属塑性滑移阶段。在不同阶段，被剪切金属剪切区域内应力状态是不同的。在整个剪切过程中，剪切区应力状态不断变化，剪切力也不断变化。实验表明，最大剪切力产生于刀片塑性压入阶段终了、金属塑性滑移阶段开始之时。因此，一般可将剪切过程分为两个阶段来建立剪切过程的受力模型。压入阶段作用在被剪切金属上的力，如图8-4(P260页)所示。§2.3轧件剪切过程分析19剪切机培训资料课件20§2.4单位剪切阻力曲线与剪切力和剪切功1．单位剪切阻力曲线根据钢种查图表。2．最大剪切力Pmax

在设计剪切机时，首先要根据所剪轧件最大断面尺寸来确定剪切机公称能力，它是根据计算的最大剪切力并参照有关标准和资料确定的。§2.4单位剪切阻力曲线与剪切力和剪切功21

最大剪切力Pmax可按下式计算

Pmax=KτmaxFmax

式中Fmax——被剪轧件最大的原始断面面积，mm；

τmax——被剪轧件材料在相应剪切温度下最大的单位剪切阻力，MPa；

K——考虑由于刀刃磨钝、刀片间隙增大而使剪切力提高的系数，其数值根据剪切机能力选取：小型剪切机(P<1.6MN)K=1.3

中型剪切机(P=2.5～0MN)K=1.2

大型剪切机(P>10MN)K=1.1最大剪切力Pmax可按下式计算22§2.5平行刀片剪切机结构平行刀片剪切机结构型式较多，现介绍曲柄连杆、活动连杆、浮动偏心轴和曲柄杠杆(六连杆)四种剪切机的结构。§2.5平行刀片剪切机结构23§2.5.1曲柄连杆上切式剪切机图8-13(P274页)所示为20MN曲柄连杆上切式剪切机。

§2.5.1曲柄连杆上切式剪切机24剪切机培训资料课件25§2.5.2活动连杆上切式剪切机

图8-15(P275页)为1.6MN偏心活动连杆上切式剪切机。图8-16(P276页)表示该剪切机的剪切过程与上刀台的形状。

§2.5.2活动连杆上切式剪切机26剪切机培训资料课件27剪切机培训资料课件28§2.5.3浮动偏心轴剪切机

这种剪切机是下切式剪切机，用来剪切大型方坯和板坯。按剪切能力分，我国现有8MN、10MN、16MN等类型。国外已有20MN的浮动偏心轴剪切机。按结构特点来分，可分为三种型式：上驱动机械压板式、下驱动机械压板式和下驱动液压压板式(图8-17)(P276页)。图8-18(P277页)为上驱动机械压板浮动偏心轴剪切机立体简图。

§2.5.3浮动偏心轴剪切机29剪切机培训资料课件30剪切机培训资料课件31§2.5.4曲柄杠杆剪切机(六连杆剪切机)

这种剪切机属于下切式剪切机，在850mm和750mm初轧车间以及650mm钢坯车间得到了应用。按剪切能力划分，我国现有2.5MN、4MN、7MN和9MN四种类型。国外有20MN的六连杆剪切机。这些不同剪切能力的六连杆剪切机，其结构型式基本相同，只是电动机型式(交流或直流)与工作制度(连续工作制或启动工作制)稍有差别。表8-8(P280页)列出了某些六连杆剪切机的主要性能。

图8-22(P280页)表示了9MN曲柄杠杆剪切机结构简图。剪切机由剪切机构(包括上刀调整机构)，传动系统，压板装置三部分组成。

§2.5.4曲柄杠杆剪切机(六连杆剪切机)32剪切机培训资料课件333斜刃剪切机§3.1类型根据剪切机机架结构型式，斜刀片剪切机可分为开式和闭式两大类。1.开式机架斜刀片剪切机(图8-26a)(P285页)3斜刃剪切机§3.1类型34剪切机培训资料课件352．闭式机架斜刀片剪切机(图8-26b)(P285页)

根据剪切轧件时刀片的运动特点，闭式机架斜刀片剪切机又可分为上切式和下切式两种。

2．闭式机架斜刀片剪切机(图8-26b)(P285页)36(1)上切式斜刀片剪切机

这种剪切机下刀片固定不动，上刀片向下运动剪切轧件。上切式斜刀片剪切机主要是单独设置，或组成独立的剪切机组。一般是下刀片水平，上刀片具有一定的倾斜角。剪切机采用电动机驱动较多，根据齿轮传动系统特点，可分为单面传动、双面传动、下传动等型式。

(1)上切式斜刀片剪切机这种剪切机下刀片固定不动，37

单面传动斜刀片剪切机(图8-27a)(P285页)因其结构简单，制造方便，应用较为广泛。上刀运动是通过电动机、三角皮带、齿轮和曲柄连杆机构实现的。双面传动斜刀片剪切机(图8-27b)(P285页)的特点是曲轴短，受力好，制造方便。但装配较困难，特别是对两对齿轮的同步问题要求严格。这种剪切机大多用于大型钢板剪切机。下传动斜刀片剪切机(图8-27c)(P285页)可使剪切机高度低、重量轻。例如，对于钢板焊接结构的剪切机，其重量可减轻20％；而对于铸造结构的剪切机，则可减轻30％。

单面传动斜刀片剪切机(图8-27a)38剪切机培训资料课件39(2)下切式斜刀片剪切机这种剪切机通常是上刀片固定不动，由下刀片向上运动剪切轧件。下切式斜刀片剪切机主要装设在连续作业线上，用来剪切板带的头部、尾部、分卷或剪切掉有缺陷的部分。在有的平整机组中，为了适应能调整板带剪切位置的需要，出现了上、下刀片都运动的下切式斜刀片剪切机。电动机驱动的下切式斜刀片剪切机，一般采用偏心轴使下刀台作往复直线运动(图8-29a)(P287页)。

(2)下切式斜刀片剪切机这种剪切机通常是上刀片固定不40剪切机培训资料课件41

在下切式斜刀片剪切机中，液压驱动得到了广泛应用。图8-29b(P287页)为采用液压缸串联同步的液压驱动下切式斜刀片剪切机简图。当下刀台2上升时，液压油先进入液压缸7的下油腔，而将液压缸7上油腔的油排入液压缸6的下油腔，液压缸6的上油腔则与回油管相联。只要使液压缸6下油腔的面积与液压缸7上油腔的面积相等，就可实现下刀台两个液压缸同步升降运动的要求。

在下切式斜刀片剪切机中，液压驱动得到了广泛应用。42§3.2结构参数斜刀片剪切机的主要结构参数为刀片倾斜角a、刀片尺寸、刀片行程和理论空行程次数(剪切次数)。1．刀片倾斜角a

图8-30(P287页)表示了上刀片布置成一定倾斜角时的剪切过程。

§3.2结构参数43

刀片的倾斜角a愈大，剪切时的剪切力愈小，但使刀片行程增加。最大允许倾斜角amax受钢板与刀片间的摩擦条件的限制，当a>amax时，钢板就要从刀口中滑出而不能进行剪切。

近年来有些斜刀片剪切机上刀片做成有双边倾斜角的，此时amax将不受摩擦条件的限制，上刀片采用双倾斜角后，剪切时钢板能保持在中间位置。

刀片的倾斜角a愈大，剪切时的剪切力愈小，但使刀片行442.刀片尺寸剪切时，刀片受到挤压、弯曲和摩擦的作用。刀片尺寸主要由剪切力确定。表8-9(P288页)列出了某些刀片断面尺寸与剪切力的关系。刀片长度则应比所剪切的轧件最大宽度大100～300mm。刀片材料要有一定的强度和韧性，并要求有较高的硬度。表8-10(P288页)列出了某些刀片的材料和硬度值。

2.刀片尺寸45剪切机培训资料课件463.刀片行程由于刀片倾斜角的影响，斜刀片剪切机的刀片行程H，除了式8-1中的有关因素外，还要考虑由于刀片倾斜所引起的行程增加量H’’。可按下式计算

H”=bmaxtana8-47

式中bmax——所剪轧件的最大宽度；

a——刀片倾斜角。因此，斜刀片剪切机的刀片行程H为

H=H’+H”=h+f+q1+q2+S+bmaxtana

式中H’——按式8-1计算的刀片行程；

H”——按式8-47计算的刀片行程增加量。3.刀片行程474.理论空行程次数(剪切次数)

如前所述，剪切机的理论空行程次数(剪切次数)主要根据生产率来确定，也与剪切机结构有关。表8-11(P289页)列出了某些斜刀片剪切机的每分钟剪切次数和电动机功率。

4.理论空行程次数(剪切次数)48§3.3剪切力与剪切功斜刀片剪切机的剪切力由三部分组成

P=P1+P2+P3

式中P1——纯剪切力；

P2——轧件被剪掉部分的弯曲力，即被剪掉部分在剪切时被上刀片沿着AED线(图8-32)(P289页)作用产生的弯曲力；

P3——钢板在剪切区域(近似地以EF弧线为界)内的弯曲力，在此区域内由于上刀片的压力使金属形成局部的碗形弯曲。

§3.3剪切力与剪切功49剪切机培训资料课件50

在斜刀片剪切机上的剪切过程与平行刀片剪切机主要不同之点是：剪切时作用在刀片上的力不是以被剪切钢板全部断面来计算。在稳定剪切时，剪切面积只限于三角形ABC内划阴影线部分(图8-33)(P289页)。

在斜刀片剪切机上的剪切过程与平行刀片剪切51§3.4滚切式剪切机在普通斜刀片剪切机上剪切厚度大于20mm板材时，由于刀片行程大，易使板材产生横向弯曲，在剪切侧边时板边也不齐，影响板材的剪切质量和产量。而滚切式(斜刀片)剪切机(图8-36)(P290页)上刀刃是弧形的，弧形上刀刃在平直的下刀刃上滚动剪切。此时，在整个剪切范围内刀片重叠量不变，被剪板材几乎不弯曲。

§3.4滚切式剪切机52剪切机培训资料课件53

这种剪切机的剪切过程如图8-37(P290页)所示。位置a为处于最大开口度的起始位置。当曲柄轴等逮同向转动时，上刀片左端首先下降开始剪切(位置b)。当上刀片与下刀片之间达到一定的重叠量后，上刀片将沿下刀片滚动。位置c、d和e分别为刀片滚动时左端相切、中间相切和右端相切的简图。

这种剪切机的剪切过程如图8-37(P290页)54课后作业：

1、剪切机的作用是什么？

2、平行刀片剪切机有哪些类型？其主要参数是什么？

3.斜刀片剪切机有哪些类型？其主要参数是什么？

课后作业：554圆盘式剪切机

圆盘式剪切机广泛用于纵向剪切厚度小于20～30mm的钢板及薄带钢。由于刀片是旋转的圆盘，因而可连续纵向剪切运动着的钢板或带钢。由于上述特点，目前各国都在研究扩大圆盘剪剪切厚度范围。有的国家采用两台串联圆盘剪剪切厚度为40mm的钢板，第一台圆盘剪切入板厚的5％～10％，紧接着第二台圆盘剪将钢板全部切断。

4圆盘式剪切机

圆盘式剪切机广泛用于纵向剪切厚度小56

圆盘剪通常设置在精整作业线上，用来将运动着的钢板的纵向边缘切齐或切成窄带钢。根据其用途可分成两种型式：剪切板边的圆盘剪和剪切带钢的圆盘剪。剪切板边的圆盘剪每个圆盘刀片均悬臂地固定在单独的传动轴上，刀片的数目为两对，这种圆盘剪用于中厚板的精整加工线、板卷的横切机组和连续酸洗等作业线上。

圆盘剪通常设置在精整作业线上，用来将运动着的57

剪切带钢的圆盘剪用于板卷的纵切机组、连续退火和镀锌等作业线上。这种圆盘剪的刀片数目是多对的，一般刀片都固定在两根公用的传动轴上，也有少数的圆盘剪刀片固定在单独的传动轴上。

剪切带钢的圆盘剪用于板卷的纵切机组、连续退火和镀锌58

为了使已切掉板边的钢板在出圆盘剪时能够保持水平位置，而切边则向下弯曲，往往将上刀片轴相对下刀片轴移动一个不大的距离(图8-40a)(P294页)，或者将上刀片直径做得比下刀片小些(图8-40b)(P294页)，此时；被切掉的板边将剧烈地向下弯曲。为了防止钢板进入圆盘剪时向上翘曲，通常在圆盘前面靠近刀片的地方装有压辊(图8-40)。为了使已切掉板边的钢板在出圆盘剪时能够保59剪切机培训资料课件60§4.1圆盘式剪切机参数1．结构参数圆盘式剪切机主要结构参数为圆盘刀片尺寸、侧向间隙和剪切速度。

(1)圆盘刀片尺寸圆盘刀片尺寸包括圆盘刀片直径D及其厚度δ。圆盘刀片直径D主要决定于钢板厚度h，其最小允许值与刀片重叠量S和最大咬入角a1有下列关系

D=(h+S)/(1-cosa1)

刀片重叠量S一般根据被剪切钢板厚度来选取。图8-41(P295页)为某厂采用的刀片重叠量S与钢板厚度h的关系曲线。由图可见，随着钢板厚度的增加，重叠量S愈小。当被剪切钢板厚度大于5mm时，重叠量S为负值。

§4.1圆盘式剪切机参数61剪切机培训资料课件62

减小圆盘刀片直径可减小圆盘剪的结构尺寸，但最小圆盘刀片直径受轴承部件结构尺寸的限制。在结构尺寸允许情况下，应尽量选用小直径的圆盘刀片。当剪切厚钢板(h=40mm)时，圆盘刀片直径可按下式选取

D=(22～25)h

圆盘刀片厚度占δ一般取为

δ=(0.06～0.1)D

减小圆盘刀片直径可减小圆盘剪的结构尺寸，但最小圆63(2)圆盘刀片侧向间隙△

确定侧向间隙时，要考虑被切钢板厚度和强度。侧向间隙过大，剪切时钢板会产生撕裂现象。侧向间隙过小，又会导致设备超载、刀刃磨损快，切边发亮和毛边过多。在热剪切钢板时，侧向间隙△可取为被切钢板厚度h的12%～16%。在冷剪时，△值可取为被切钢板厚度h的9％～11％。当剪切厚度小于0.15～0.25mm时，△值实际上接近于零，要把上下圆盘刀片装配得彼此接触，甚至带有不大的压力。(2)圆盘刀片侧向间隙△确定侧向间隙64(3)剪切速度v

剪切速度v要根据生产率、被切钢板厚度和机械性能来确定。剪切速度太大，会影响剪切质量，太小又会影响生产率。常用的剪切速度可按表8-14(P296页)来选取。

(3)剪切速度v剪切速度v要根据生产率、被切钢652.剪切力与剪切功率作用在一个刀片上的总剪切力由两个分力所组成，即

P=P1+P2

式中P1——纯剪切力；

P2——钢板被剪掉部分的弯曲力，是由于剪切伴随着钢板的复杂弯曲而产生的，特别对于较窄的钢板更为显著(图8-43)(P296页)。纯剪切力P1的确定在原则上与斜刀剪类似(图8-44)(P297页)。2.剪切力与剪切功率66剪切机培训资料课件67§4.2圆盘式剪切机结构图8-46(P299页)为具有两对刀片的圆盘式剪切机结构示意图。此剪切机用来冷剪厚度为4～25mm、宽度为900～2300mm的钢板侧边。剪切速度为0.25m/s。§4.2圆盘式剪切机结构68剪切机培训资料课件69

为了减少钢板与圆盘刀刃间的摩擦，每对刀片与钢板中心线倾斜一个不大的角度β(图8-47)。为了减少钢板与圆盘刀刃间的摩擦，每对刀片与钢板中705飞剪机的结构

根据飞剪机的工作特点，飞剪机应包括剪切、调长、匀速、剪刃间隙调整和传动系统等机构。其中剪切机构、剪切长度调整机构(空切机构和变速装置)、匀速机构是决定飞剪机特点的三个主要机构。

5飞剪机的结构根据飞剪机的工作特点，飞剪机应包括71§5.1双滚筒切头飞剪机

如图9-23(P319页)所示，双滚筒切头飞剪机装设在1700热连轧机精轧机组前面，用来剪切轧件的头部和尾部。由于此飞剪机只用来切头和切尾，故没有设置剪切定尺长度的调整机构和匀速机构。

§5.1双滚筒切头飞剪机72剪切机培训资料课件73§5.2回转式飞剪机回转式飞剪机主要装设在小型和线材连轧机组上，用来对轧件进行切头、切尾和切定尺(成品分段剪切)。图9-28(P322页)表示了连续工作制的回转式飞剪机传动简图。连续运转的电动机4通过一对高转矩、低惯量的气动离合器2和制动器1来控制剪切机构的启动、剪切和制动。

§5.2回转式飞剪机74剪切机培训资料课件75§5.3IHI摆式飞剪机

IHI摆式飞剪机的飞剪机本体与矫正机（矫直机）共用一台电动机驱动。由图9-31(P324页)可见，此飞剪机的传动系统可分为剪切机构的齿轮传动系统、矫正机（矫直机）的齿轮传动系统和空切机构的齿轮传动系统。这一飞剪机装设在某厂1700mm热带钢厂的横切机组中，用来剪切厚度为0.9～6.4mm的带钢，剪切轧件的定尺长度为800~12800mm。§5.3IHI摆式飞剪机76剪切机培训资料课件77§5.4曲柄摇杆式飞剪机(施罗曼飞剪机)

此飞剪机是由剪切机构、机械和液压偏心空切机构、径向匀速机构及刀片侧间隙调整装置组成。从机构原理上讲，它是一个八杆件曲柄摇杆机构(图9-32)(P325页)。§5.4曲柄摇杆式飞剪机(施罗曼飞剪机)78剪切机培训资料课件79剪切机培训资料剪切机培训资料80内容1剪切机的用途与分类2平刃剪切机3斜刃剪切机4圆盘式剪切机5飞剪机的结构形式和工作原理6飞剪机剪切长度的调节内容1剪切机的用途与分类811剪切机的用途与分类

用于对轧件进行切头、切尾或剪切成规定尺寸(定尺)的机械称为剪切机。根据剪切机刀片形状、配置以及剪切方式等特点，剪切机可分为平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪切机和飞剪机。表8-1(P256页)表示了这些剪切机的特点和用途。1剪切机的用途与分类用于对轧件进行切82剪切机培训资料课件832平刃剪切机

§2.1类型根据剪切轧件时刀片的运动特点，平行刀片剪切机可分为上切式和下切式两大类。2平刃剪切机

§2.1类型841.上切式平行刀片剪切机特点：下刀固定不动，上刀则上下运动。如图8-1(P257页)所示，其剪切机构是由最简单的曲柄连杆机构组成。剪切时，上刀压着轧件下降，迫使摆动台也下降。当剪切完毕，上刀上升时，摆动台在其平衡装置作用下也回升至原始位置。此类剪切机由于结构简单，广泛用来剪切中小型钢坯。此外，随着快速换刀片的生产需要，也出现了能快速换刀的上切式平行刀片剪切机，用来剪切初轧钢坯和板坯。当然，其设备重量会有较大的增加，结构也稍复杂些。1.上切式平行刀片剪切机85剪切机培训资料课件862.下切式平行刀片剪切机

特点是：上下刀都运动，但剪切轧件的动作由下刀来完成，剪切时上刀不运动。由于剪切时下刀台将轧件抬离辊道(图8-2)(P257页)，故在剪切机后不设摆动台，而且这种剪切机的机架不承受剪切力。由于上述两个特点，下切式平行刀片剪切机普遍用来剪切中型和大型钢坯和板坯，以减轻整个剪切机组的设备重量。这种剪切机的剪切机构较为复杂，往往由多杆机构组成。

2.下切式平行刀片剪切机87剪切机培训资料课件88

平行刀片剪切机一般都由电动机驱动，根据其工作制度，可分为启动工作制和连续工作制两种。

在大型平行刀片剪切机上，除采用电动机驱动外，也有采用液压传动的。

平行刀片剪切机一般都由电动机驱动，根据其工作制度，89§2.2结构参数平行刀片剪切机的主要参数包括两大类：一为结构参数，即刀片行程、刀片尺寸(长度、高度与厚度)和理论空行程次数；二为力能参数，即剪切力、剪切功、剪切力矩及电动机功率。§2.2结构参数901.刀片行程

刀片行程是剪切机最主要的结构参数，它决定了剪切机的高度。在剪切能力允许的范围内，它也决定了所能剪切的轧件最大断面高度。刀片行程根据轧件最大断面高度、剪切终了时刀片的重叠量以及下刀片与辊道表面的距离等参数(图8-3)(P258页)，可按下式计算

H=h+f+q1+q2+S8-11.刀片行程91剪切机培训资料课件92式中H——刀片行程(指刀片的最大行程)；

h——被切轧件最大断面高度；

f——轧件上表面与压板之间的距离，此值的选取要保证轧件有一定翘头时，仍能通过剪切机，一般取f=50～75mm；

q1——为了避免上刀受轧件冲撞，而使压板低于上刀的距离，一般取q1=5～50mm；

q2——为了使轧件能顺利通过剪切机，下刀不被轧件磨损，使下刀低于辊道表面的距离，一般取q2=5～20mm；S——上下刀片的重叠量，一般取S=5～25mm。

对于采用曲柄连杆(或偏心连杆)机构的剪切机，曲柄轴半径(或偏心轴的偏心)R，等于刀片行程的一半。式中H——刀片行程(指刀片的最大行程)；932.刀片尺寸刀片尺寸包括刀刃长度l，刀片横断面高度h’及宽度b’。这些尺寸可以根据被切钢坯最大断面尺寸来选取。刀刃长度可按下述经验公式确定：对剪切方坯的剪切机，刀刃长度分两种情况计算：

1)在小型剪切机上，考虑经常是同时剪切几个小断面钢坯，此时

l=(3～4)bmax

2)在大、中型剪切机上，刀刃长度按下式计算：

l=(2～2.5)bmax

对剪切板坯的剪切机，刀刃长度按下式计算：

l=bmax+(100～300)2.刀片尺寸94式中l——刀刃长度，mm；

bmax——被切钢坯横断面的最大宽度，mm。

刀片断面高度及宽度可按下述经验公式确定

h’=(0.65～1.5)h

b’=h’/(2.5～3)

式中h’——刀片断面高度，mm；

h——被切钢坯断面高度，mm；

b’——刀片断面宽度，mm。式中l——刀刃长度，mm；953．理论空行程次数(剪切次数)

剪切机的每分钟理论空行程次数代表了剪切机的生产率。理论空行程次数(剪切次数)的提高受到电动机功率和剪切机结构型式的限制。确定剪切次数时，可根据轧钢机生产率和有关参考数据选定。

表8-2(P259页)是我国原一机部制定的热钢坯剪切机基本参数(JB2093-77)，表中列出了剪切机刀片行程、刀片尺寸和理论空行程次数等有关数据，可供设计剪切机时选用。

3．理论空行程次数(剪切次数)96

显然，剪切机在剪切轧件时的实际剪切次数，总是远远小于理论空行程次数。因为在轧件两次剪切之间，需要完成轧件运输、定尺等辅助工序。

显然，剪切机在剪切轧件时的实际剪切次数，总是远远小97§2.3轧件剪切过程分析金属的剪切过程可以分为以下几个阶段：刀片弹性压入金属阶段；刀片塑性压入金属阶段；金属塑性滑移阶段；金属内裂纹萌生和扩展阶段；金属内裂纹失稳扩展和断裂阶段。一般可粗略地分为两个阶段：刀片压入金属阶段和金属塑性滑移阶段。在不同阶段，被剪切金属剪切区域内应力状态是不同的。在整个剪切过程中，剪切区应力状态不断变化，剪切力也不断变化。实验表明，最大剪切力产生于刀片塑性压入阶段终了、金属塑性滑移阶段开始之时。因此，一般可将剪切过程分为两个阶段来建立剪切过程的受力模型。压入阶段作用在被剪切金属上的力，如图8-4(P260页)所示。§2.3轧件剪切过程分析98剪切机培训资料课件99§2.4单位剪切阻力曲线与剪切力和剪切功1．单位剪切阻力曲线根据钢种查图表。2．最大剪切力Pmax

在设计剪切机时，首先要根据所剪轧件最大断面尺寸来确定剪切机公称能力，它是根据计算的最大剪切力并参照有关标准和资料确定的。§2.4单位剪切阻力曲线与剪切力和剪切功100

最大剪切力Pmax可按下式计算

Pmax=KτmaxFmax

式中Fmax——被剪轧件最大的原始断面面积，mm；

τmax——被剪轧件材料在相应剪切温度下最大的单位剪切阻力，MPa；

K——考虑由于刀刃磨钝、刀片间隙增大而使剪切力提高的系数，其数值根据剪切机能力选取：小型剪切机(P<1.6MN)K=1.3

中型剪切机(P=2.5～0MN)K=1.2

大型剪切机(P>10MN)K=1.1最大剪切力Pmax可按下式计算101§2.5平行刀片剪切机结构平行刀片剪切机结构型式较多，现介绍曲柄连杆、活动连杆、浮动偏心轴和曲柄杠杆(六连杆)四种剪切机的结构。§2.5平行刀片剪切机结构102§2.5.1曲柄连杆上切式剪切机图8-13(P274页)所示为20MN曲柄连杆上切式剪切机。

§2.5.1曲柄连杆上切式剪切机103剪切机培训资料课件104§2.5.2活动连杆上切式剪切机

图8-15(P275页)为1.6MN偏心活动连杆上切式剪切机。图8-16(P276页)表示该剪切机的剪切过程与上刀台的形状。

§2.5.2活动连杆上切式剪切机105剪切机培训资料课件106剪切机培训资料课件107§2.5.3浮动偏心轴剪切机

这种剪切机是下切式剪切机，用来剪切大型方坯和板坯。按剪切能力分，我国现有8MN、10MN、16MN等类型。国外已有20MN的浮动偏心轴剪切机。按结构特点来分，可分为三种型式：上驱动机械压板式、下驱动机械压板式和下驱动液压压板式(图8-17)(P276页)。图8-18(P277页)为上驱动机械压板浮动偏心轴剪切机立体简图。

§2.5.3浮动偏心轴剪切机108剪切机培训资料课件109剪切机培训资料课件110§2.5.4曲柄杠杆剪切机(六连杆剪切机)

这种剪切机属于下切式剪切机，在850mm和750mm初轧车间以及650mm钢坯车间得到了应用。按剪切能力划分，我国现有2.5MN、4MN、7MN和9MN四种类型。国外有20MN的六连杆剪切机。这些不同剪切能力的六连杆剪切机，其结构型式基本相同，只是电动机型式(交流或直流)与工作制度(连续工作制或启动工作制)稍有差别。表8-8(P280页)列出了某些六连杆剪切机的主要性能。

图8-22(P280页)表示了9MN曲柄杠杆剪切机结构简图。剪切机由剪切机构(包括上刀调整机构)，传动系统，压板装置三部分组成。

§2.5.4曲柄杠杆剪切机(六连杆剪切机)111剪切机培训资料课件1123斜刃剪切机§3.1类型根据剪切机机架结构型式，斜刀片剪切机可分为开式和闭式两大类。1.开式机架斜刀片剪切机(图8-26a)(P285页)3斜刃剪切机§3.1类型113剪切机培训资料课件1142．闭式机架斜刀片剪切机(图8-26b)(P285页)

根据剪切轧件时刀片的运动特点，闭式机架斜刀片剪切机又可分为上切式和下切式两种。

2．闭式机架斜刀片剪切机(图8-26b)(P285页)115(1)上切式斜刀片剪切机

这种剪切机下刀片固定不动，上刀片向下运动剪切轧件。上切式斜刀片剪切机主要是单独设置，或组成独立的剪切机组。一般是下刀片水平，上刀片具有一定的倾斜角。剪切机采用电动机驱动较多，根据齿轮传动系统特点，可分为单面传动、双面传动、下传动等型式。

(1)上切式斜刀片剪切机这种剪切机下刀片固定不动，116

单面传动斜刀片剪切机(图8-27a)(P285页)因其结构简单，制造方便，应用较为广泛。上刀运动是通过电动机、三角皮带、齿轮和曲柄连杆机构实现的。双面传动斜刀片剪切机(图8-27b)(P285页)的特点是曲轴短，受力好，制造方便。但装配较困难，特别是对两对齿轮的同步问题要求严格。这种剪切机大多用于大型钢板剪切机。下传动斜刀片剪切机(图8-27c)(P285页)可使剪切机高度低、重量轻。例如，对于钢板焊接结构的剪切机，其重量可减轻20％；而对于铸造结构的剪切机，则可减轻30％。

单面传动斜刀片剪切机(图8-27a)117剪切机培训资料课件118(2)下切式斜刀片剪切机这种剪切机通常是上刀片固定不动，由下刀片向上运动剪切轧件。下切式斜刀片剪切机主要装设在连续作业线上，用来剪切板带的头部、尾部、分卷或剪切掉有缺陷的部分。在有的平整机组中，为了适应能调整板带剪切位置的需要，出现了上、下刀片都运动的下切式斜刀片剪切机。电动机驱动的下切式斜刀片剪切机，一般采用偏心轴使下刀台作往复直线运动(图8-29a)(P287页)。

(2)下切式斜刀片剪切机这种剪切机通常是上刀片固定不119剪切机培训资料课件120

在下切式斜刀片剪切机中，液压驱动得到了广泛应用。图8-29b(P287页)为采用液压缸串联同步的液压驱动下切式斜刀片剪切机简图。当下刀台2上升时，液压油先进入液压缸7的下油腔，而将液压缸7上油腔的油排入液压缸6的下油腔，液压缸6的上油腔则与回油管相联。只要使液压缸6下油腔的面积与液压缸7上油腔的面积相等，就可实现下刀台两个液压缸同步升降运动的要求。

在下切式斜刀片剪切机中，液压驱动得到了广泛应用。121§3.2结构参数斜刀片剪切机的主要结构参数为刀片倾斜角a、刀片尺寸、刀片行程和理论空行程次数(剪切次数)。1．刀片倾斜角a

图8-30(P287页)表示了上刀片布置成一定倾斜角时的剪切过程。

§3.2结构参数122

刀片的倾斜角a愈大，剪切时的剪切力愈小，但使刀片行程增加。最大允许倾斜角amax受钢板与刀片间的摩擦条件的限制，当a>amax时，钢板就要从刀口中滑出而不能进行剪切。

近年来有些斜刀片剪切机上刀片做成有双边倾斜角的，此时amax将不受摩擦条件的限制，上刀片采用双倾斜角后，剪切时钢板能保持在中间位置。

刀片的倾斜角a愈大，剪切时的剪切力愈小，但使刀片行1232.刀片尺寸剪切时，刀片受到挤压、弯曲和摩擦的作用。刀片尺寸主要由剪切力确定。表8-9(P288页)列出了某些刀片断面尺寸与剪切力的关系。刀片长度则应比所剪切的轧件最大宽度大100～300mm。刀片材料要有一定的强度和韧性，并要求有较高的硬度。表8-10(P288页)列出了某些刀片的材料和硬度值。

2.刀片尺寸124剪切机培训资料课件1253.刀片行程由于刀片倾斜角的影响，斜刀片剪切机的刀片行程H，除了式8-1中的有关因素外，还要考虑由于刀片倾斜所引起的行程增加量H’’。可按下式计算

H”=bmaxtana8-47

式中bmax——所剪轧件的最大宽度；

a——刀片倾斜角。因此，斜刀片剪切机的刀片行程H为

H=H’+H”=h+f+q1+q2+S+bmaxtana

式中H’——按式8-1计算的刀片行程；

H”——按式8-47计算的刀片行程增加量。3.刀片行程1264.理论空行程次数(剪切次数)

如前所述，剪切机的理论空行程次数(剪切次数)主要根据生产率来确定，也与剪切机结构有关。表8-11(P289页)列出了某些斜刀片剪切机的每分钟剪切次数和电动机功率。

4.理论空行程次数(剪切次数)127§3.3剪切力与剪切功斜刀片剪切机的剪切力由三部分组成

P=P1+P2+P3

式中P1——纯剪切力；

P2——轧件被剪掉部分的弯曲力，即被剪掉部分在剪切时被上刀片沿着AED线(图8-32)(P289页)作用产生的弯曲力；

P3——钢板在剪切区域(近似地以EF弧线为界)内的弯曲力，在此区域内由于上刀片的压力使金属形成局部的碗形弯曲。

§3.3剪切力与剪切功128剪切机培训资料课件129

在斜刀片剪切机上的剪切过程与平行刀片剪切机主要不同之点是：剪切时作用在刀片上的力不是以被剪切钢板全部断面来计算。在稳定剪切时，剪切面积只限于三角形ABC内划阴影线部分(图8-33)(P289页)。

在斜刀片剪切机上的剪切过程与平行刀片剪切130§3.4滚切式剪切机在普通斜刀片剪切机上剪切厚度大于20mm板材时，由于刀片行程大，易使板材产生横向弯曲，在剪切侧边时板边也不齐，影响板材的剪切质量和产量。而滚切式(斜刀片)剪切机(图8-36)(P290页)上刀刃是弧形的，弧形上刀刃在平直的下刀刃上滚动剪切。此时，在整个剪切范围内刀片重叠量不变，被剪板材几乎不弯曲。

§3.4滚切式剪切机131剪切机培训资料课件132

这种剪切机的剪切过程如图8-37(P290页)所示。位置a为处于最大开口度的起始位置。当曲柄轴等逮同向转动时，上刀片左端首先下降开始剪切(位置b)。当上刀片与下刀片之间达到一定的重叠量后，上刀片将沿下刀片滚动。位置c、d和e分别为刀片滚动时左端相切、中间相切和右端相切的简图。

这种剪切机的剪切过程如图8-37(P290页)133课后作业：

1、剪切机的作用是什么？

2、平行刀片剪切机有哪些类型？其主要参数是什么？

3.斜刀片剪切机有哪些类型？其主要参数是什么？

课后作业：1344圆盘式剪切机

圆盘式剪切机广泛用于纵向剪切厚度小于20～30mm的钢板及薄带钢。由于刀片是旋转的圆盘，因而可连续纵向剪切运动着的钢板或带钢。由于上述特点，目前各国都在研究扩大圆盘剪剪切厚度范围。有的国家采用两台串联圆盘剪剪切厚度为40mm的钢板，第一台圆盘剪切入板厚的5％～10％，紧接着第二台圆盘剪将钢板全部切断。

4圆盘式剪切机

圆盘式剪切机广泛用于纵向剪切厚度小135

圆盘剪通常设置在精整作业线上，用来将运动着的钢板的纵向边缘切齐或切成窄带钢。根据其用途可分成两种型式：剪切板边的圆盘剪和剪切带钢的圆盘剪。剪切板边的圆盘剪每个圆盘刀片均悬臂地固定在单独的传动轴上，刀片的数目为两对，这种圆盘剪用于中厚板的精整加工线、板卷的横切机组和连续酸洗等作业线上。

圆盘剪通常设置在精整作业线上，用来将运动着的136

剪切带钢的圆盘剪用于板卷的纵切机组、连续退火和镀锌等作业线上。这种圆盘剪的刀片数目是多对的，一般刀片都固定在两根公用的传动轴上，也有少数的圆盘剪刀片固定在单独的传动轴上。

剪切带钢的圆盘剪用于板卷的纵切机组、连续退火和镀锌137

为了使已切掉板边的钢板在出圆盘剪时能够保持水平位置，而切边则向下弯曲，往往将上刀片轴相对下刀片轴移动一个不大的距离(图8-40a)(P294页)，或者将上刀片直径做得比下刀片小些(图8-40b)(P294页)，此时；被切掉的板边将剧烈地向下弯曲。为了防止钢板进入圆盘剪时向上翘曲，通常在圆盘前面靠近刀片的地方装有压辊(图8-40)。为了使已切掉板边的钢板在出圆盘剪时能够保138剪切机培训资料课件139§4.1圆盘式剪切机参数1．结构参数圆盘式剪切机主要结构参数为圆盘刀片尺寸、侧向间隙和剪切速度。

(1)圆盘刀片尺寸圆盘刀片尺寸包括圆盘刀片直径D及其厚度δ。圆盘刀片直径D主要决定于钢板厚度h，其最小允许值与刀片重叠量S和最大咬入角a1有下列关系

D=(h+S)/(1-cosa1)

刀片重叠量S一般根据被