《压力加工设备》第七章2013-7剪切机

第8章剪切机8.1剪切机的用途与分类8.2平刃剪切机8.3斜刃剪切机

8.4圆盘式剪切机8.5飞剪机第一节剪切机的用途与分类一、切断设备类型及作用

二、剪切机的分类剪切方式：横剪、纵剪剪切轧件温度：热剪、冷剪驱动方式：液压剪〔理论剪切次数少，生产率较低，多个液压缸同步性难于解决〕、电动剪〔直流或交流驱动〕机架型式：开式〔机架位于剪刃一侧，常呈悬臂式，刚性较差，剪切断面小，但便于维护和事故处理〕、闭式剪切轧件品种：钢坯剪、钢板剪、型钢剪剪刃形状与配置：平刃剪、斜刃剪〔静态剪切机〕、圆盘剪、飞剪〔动态剪〕第二节平行刀片剪切机

1、特点及命名特点：〔1〕剪刃平行放置；〔2〕刀刃的形状与被剪轧件断面形状相适应。命名：最大剪切力2、上切式平行刀片剪切机工作原理剪切断面900～3600㎜2，剪切大断面需摆动辊道3、下切式平行刀片剪切机工作原理1－压板；2－上刀台；3－下刀台；4－轧件

特点比较上切式下切式结构和运动简单结构复杂剪切断面不齐剪切断面整齐被剪件产生弯曲不用设摆动辊道需设摆动辊道剪切机机架不受力4、结构参数〔1〕刀片行程f=50~75mm，q1=5~50mm，q2=5~20mm，S=5~20mm〔2〕刀片尺寸刀刃长度刀片断面高度h’=(0.65～1.5)hmax刀片断面宽度剪切次数—理论剪切次数大于实际剪切次数，表征剪切能力。5、

平行刀片剪切机结构〔1〕曲柄连杆上切式剪切机1-机架2-曲轴3-上刀台平衡油缸〔传动侧〕4-上刀台平衡油缸〔操作侧〕5-压板6-上刀台行程扩大装置7-连杆8-上刀台压紧油缸9-上刀台连杆垫块10-上刀台本体11-下刀台12-下刀台夹紧油缸13-下横梁〔2〕活动连杆上切式剪切机1-升降气缸2-链轮3、4-缓冲弹簧5-平衡重6-活动连杆7-上刀台8-机架9-离合气缸10-杠杆11-下刀台12、13-皮带轮14、15-齿轮16-偏心轴17-吊杆18-平衡吊架活动连杆剪切机剪切过程示意图a-不剪切时b-上刀台下降准备剪切c-活动连杆推入进行剪切d-上刀台形状1、3-气缸2-连杆4-轧件5-上刀台6、9-缓冲弹簧7-平衡吊架8-链轮〔3〕浮动偏心轴剪切机某些浮动偏心轴剪切机主要性能a-上驱动机械压板式b-下驱动机械压板式c-下驱动液压压板式上驱动机械压板浮动偏心轴下切式剪切机立体简图1-上刀台2-下刀台3-压板4-机架5-上刀台平衡重6-大连杆7-小连杆液压压板浮动偏心轴剪切机结构简图1-电动机2-控制器3-减速机4-万向接轴5-接轴平衡缸6-偏心轴7-下刀台8-连杆9-机架10-上刀台11-心轴12-压板液压缸13-上刀片14-下刀片15-弹簧16-下刀台平衡缸17-上刀台平衡缸18-压板1.压板和上刀台一起向下运动；2.上刀台停住，压板继续向下，直至压住轧件；3.下刀台向上运动，托住轧件，完成剪切；4.上刀台、压板上升回到初始位；5.下刀台托住轧件下降，回到初始位置。4、上切式和下切式比较上切式下切式结构和运动简单结构复杂剪切断面不齐剪切断面整齐被剪件产生弯曲不用设摆动辊道需设摆动辊道剪切机机架不受力第三节斜刀片剪切机1、斜刃剪切机：两个剪刃互成一定角度，一般为1-12度。通常为6度。优点：剪切时只接触轧件的一局部，剪切力比平刃剪小。缺点：剪刃的行程加大了，同时产生了侧向推力。应用：剪切钢板、钢带------钢板剪切机命名：用被剪切轧件最大尺寸〔厚度×宽度〕来命名：Q11-20×2000型剪切机类型：〔1〕开式机架〔操作方便〕〔2〕闭式机架〔弹性好〕2、上切式斜刀片剪切机特点：下刀片固定不动，上刀片向下运动剪切轧件。配置：单独设置或组成独立的剪切机组。齿轮转动方式：a-单面传动b-双面传动c-下传动3、下切式斜刀片剪切机上刀片固定不动，下刀向上运动剪切轧件。设置：连续作业线上应用：剪切板带的头部、尾部、分卷和剪切掉有缺陷的局部驱动方式：a-电动机驱动b-液压驱动1-偏心轴2-下刀台3-机架及导槽4-弹簧压紧辊子5-上刀台6、7-液压缸8-换向阀4、滚切式剪切机1、圆盘剪作用：通常用旋转的圆盘刀片连续、纵向剪切运动的板材和带材。有时将板带材剪成比较窄的带材，或者将他们的边缘剪齐。当用来切边时，通常还装有碎边机，将边切成小段，便于回收。〔1〕剪切板边的圆盘剪：圆盘刀片均悬臂地固定在单独的传动轴上，刀片的数目为2对。应用：中厚板的精整加工线、板卷的横切机组、连续酸洗等。〔2〕剪切带钢的圆盘剪：刀片固定在两根公用的传动轴上〔也有少数固定在单独的传动轴上〕，刀片的数目多对。应用：板卷的纵切机组、连续退火机组、镀锌机组等。第四节圆盘式剪切机两对片的圆盘式剪切机示意图1-刀片2-万向联接轴3-偏心套筒4-改变刀片轴间距离的机构5-调整刀片侧间隙的机构6-上刀片轴的偏移机构2、圆盘剪切机的结构五套传动机构〔1〕刀片旋转机构；〔2〕刀片间距调整机构〔适应不同板宽〕〔3〕上下刀片径向间隙〔重叠量〕调整机构；〔4〕刀片的侧向间隙调整机构；〔5〕刀盘轴心连线倾斜角调整机构。

圆盘式剪切机侧视图

1-圆盘刀片；2-刀片侧向间隙调整手轮；3-碎边机机座；4-碎边机滚筒；5-碎边机剪刃圆盘剪刀盘轴线倾斜示意图3、刀片的配置a-刀盘轴线错开；b-采用辊径差的刀盘

弯曲带钢切边的方法为了使已切掉的钢板保持水平位置，而切边向下弯曲，常采用刀盘轴错开，往往将上刀片轴相对下刀片轴移动一个不大的距离，或上下刀片采用不同直径〔上小、下大〕。采用压辊防止钢板进入圆盘剪时上翘。第五节飞剪机一、飞剪机作用：用来横向剪切运动着的轧件的剪切机，简称飞剪。将轧件切成定尺或仅切头切尾。应用：连续式轧机、横切机组、连续镀锌机组、连续镀锡机组等连续作业精整机组上。类型：按用途〔1〕切头飞剪机、〔2〕定尺飞剪机按工作原理和结构形式，应用较广泛的有：圆盘式飞剪、滚筒式飞剪、曲柄回转杠杆式飞剪、摆式飞剪等。机构构成：传动机构、剪切机构、调节剪切长度机构等组成。〔2〕根据产品规格的不同和用户要求，在同一台飞剪机上应能剪切多种规格的定尺长度，并使长度尺寸公差与剪切断面质量符合国家有关规定。〔3〕能满足轧机或机组生产率的要求。二、对飞剪机的根本要求〔1〕剪刃在剪切轧件时要随着运动着的轧件一起运动，且剪刃在轧件运动方向的瞬时分速度应与轧件运动速度相等或大2%～3%。原因剪刃速度小〔v<<v0)：剪刃将阻碍轧件的运动，会使轧件弯曲，甚至缠刀。剪刃速度大(v>>v0)：在轧件中将产生较大拉应力，会影响轧件的剪切质量，增加飞剪机的冲击负荷。V=v1cosβV---剪刃在轧件运动方向的瞬时分速度。V0---轧件运动速度V1---滚筒切线速度三、飞剪机的类型1、圆盘式飞剪机特点：速度快圆盘式飞剪简图1-剪切前轧件位置；2-剪切后轧件位置允许剪切最高速度12m/s；剪切断面小于900㎜；剪切断面斜的，轧件易弯曲。应用：常用在小型和线材车间。可以剪切运动速度达10m/s以上的轧件。一般安装在精轧机前剪切头部或安装在冷床前将轧件切成倍尺。举例：线材车间圆盘式切头飞剪。五槽轧制。五对刀片。连续工作制。工作原理：飞剪由两个圆盘形剪刃成组装配使用，圆盘的轴线与轧件运动方向成一个角度。例Β=50度，使刀盘圆周速度在轧件运动方向上的分速度与轧件运动速度相等或稍大，这也是圆盘式飞剪能横向剪切运动着的乍见的动作原理。优点：结构简单、工作可靠、安装和使用方便缺点：轧件的剪切断面是倾斜的，但对于切头或冷床前粗剪轧件影响不大。2、滚筒式飞剪机1-刀片2-滚筒3-送料辊4-杠杆特点：速度快运动特性好；动力特性好，最大剪切速度15m/s，可切头、尾或切定尺；剪切厚度范围㎜；滚筒直径可不同，剪刃作圆周运动。应用：连轧机组前后或横切机组上。应用很广。剪切厚度小于12的薄钢板或小于φ30mm小型型钢；切头可达45mm；碎边剪；可剪切速度高达15m/s以上的轧件。工作制度：切头时，启开工作制；定尺剪切：连续工作制缺点：由于刀片做简单的圆周运动，所以刀片在剪切区不是做平行移动，在剪切厚轧件时，轧件断面不平整。回转式飞剪机1-刀片2-杠杆3-传动齿轮3、曲柄回转杠杆式〔连杆式〕飞剪机：用剪切机剪切厚度较大的板带或钢坯时，为了保证剪切后轧件剪切断面的平整，往往采用刀片做平行运动的飞剪机，该飞剪就是其中之一。剪切厚度为30-70mm；轧件速度小于5m/s。应用及工作制度：连续式热带钢精轧机组前切头，只有剪切机构，启开工作制；板带横切机组切定尺，有剪切机构、空切机构及匀速机构，连续工作制。工作原理：飞剪的剪切机构是由刀架、偏心套筒、摆杆组成的四连杆机构。当偏心套筒〔曲柄〕转动时，刀架在剪切区域内做近似平移运动，刀片能垂直或近似垂直于轧件，所以剪切断面比较平整。空切机构：摆杆2的摆动支点铰接在可升降的立柱3上，3下降，两剪刃不相遇，实现空切。1-刀架2-曲柄轴3-摆杆4-传动齿轮①剪刃作平面运动，切口质量好；②运动特性差，最大剪切速度2.2m/s；③传动机构多，复杂；④剪切轧件厚度h小于6mm。

4、曲柄偏心式飞剪机1-小齿轮2、11-传动导架的齿轮3、4-铰链5-双臂曲柄轴的曲柄头6-连杆7-摆杆8-刀架9-双臂曲柄轴10-导架12-偏心轴13、14-传动偏心轴的齿轮15-刀片16-滚动轴承4、曲柄偏心式飞剪机：连续钢坯轧机后，剪切方钢坯1-小齿轮2、11-传动导架的齿轮3、4-铰链5-双臂曲柄轴的曲柄头6-连杆7-摆杆8-刀架9-双臂曲柄轴10-导架12-偏心轴13、14-传动偏心轴的齿轮15-刀片16-滚动轴承匀速机构：通过改变偏心轴12和双臂曲柄轴9的角速度比值，可改变刀片轨迹半径，以调整轧件定尺长度。5、摆式飞剪机：IHI〔Ishikawajima-Harima-HeavyIndustriesCo.Ltd)结构简图。剪切厚度小于6.4mm的板带1-上刀架2-下刀架3-连杆4-套式连杆5-内偏心套6-外偏心套7-销轴8-主曲柄轴9、10-摇杆11-摇杆轴头12-连杆工作原理：上下刀架不仅能上下运动，还能摆动，故能剪切运动中的轧件。三、剪切长度调整送料辊与飞剪机布置简图1-送料辊2-飞剪机调长根本方程剪切下的轧件长度：1、启开工作制飞剪机的调长光电装置设置在飞剪机前面

光电装置设置在飞剪机后面

a-刀片作简单运动线路b-刀片作复杂运动线路1-刀片初始位置2-刀片剪切位置3-刀片低速反转的初始位置2、连续工作制飞剪机的调长〔1〕调长根本方程式中，n-剪刃每分钟转速，K-孔切次数。为保证剪切长度的精确性，必须使V0/n值保持常数，以使送料辊和剪机速度同步。假设V0为常数，那么被剪切轧件长度的调节可通过改变n和K值来实现。(2)假设飞剪前有夹送辊，那么：式中，D0、你n0-分别为夹送辊直径及其每分钟转速。(3)最简单的连续飞剪工作制

剪刃圆周速度V与轧件运动速度V0在一定转速下相等；V0不变，调整剪刃转速n,调节剪切长度，适于热剪薄板或小型型材。轧件长度调节范围I-按第1、3种方法剪切；Ⅱ-按第2种方法剪切(4)具有匀速机构的连续飞剪工作制

i带双曲柄匀速机构的飞剪工作原理

飞剪布置简图

刀片速度与双曲柄主动遥杆转角的关系

1、2-送料辊、飞剪；3、4-主、从动遥杆；5、6-减速器、电动机iii不剪L<Lj的定尺，否那么n<nj,e为负值，剪切在在最小的瞬时速度下进行〔见图虚线所示〕，剪后加速不合理。ⅳ该机构动负荷大，电机功率及飞轮惯量大，较高的加速度和减速度，切头困难。(5)具有径向匀速机构的连续飞剪工作制i工作原