第一章下料设备.docx
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第一章下料设备.docx
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第一章下料设备
第1章下料设备
本课课题:
剪板机、其他下料设备
教学目的和要求:
1.了解剪板机的剪切过程和分类。
2.熟悉剪板机的技术参数。
3.掌握剪板机的结构和使用要点。
4.了解其他下料设备。
教学方法:
讲授法
教授过程
一、 总则
1) 操作者必须遵守安全操作守则,认真操作。
2) 氧气与乙炔均是易燃易爆介质,使用中要严格遵守“安全操作规程”。
3 ) 认真看清放样线,钢印标记移植和零件形状后方可气割。
二、下料前的准备
下料工艺守则
1) 看清配料表上的材质、规格、尺寸及数量等。
2)核对材质、规格与工艺要求是否相符。
材料代用必须严格履行代用手续。
3) 查看材料外观质量(疤痕、夹层、变形、锈蚀等)是否符合有关质量规定。
4)将不同工件所用相同材质、规格的料单集中,考虑能否套料。
三、号料
号料是指利用样板、样杆、号料草图放样得出的数据,在板料或型钢上画出零件真实的轮廓和孔口的真实形状,以及与之连接构件的位置线、加工线等,并注出加工符号。
号料是工程学上的一个术语,实际就是指把已经展开的零件的真实形状及尺寸,通过样板、样箱、样条或草图划在钢板或型材上的工艺过程。
号料之后就是钢板或型材的切割加工了。
1. 端面不规则的型钢、钢板、管材等材料号料时必须将不规则部分让出。
钢材表面上如
有不平、弯曲、扭曲、波浪等缺陷,在下料切割和成形加工之前,必须对有缺陷的钢材进行矫正。
2 .号料时,应考虑下料方法,留出切口余量。
3 .有下料定尺挡板的设备,下料前要按尺寸要求调准定尺挡板,并保证工作可靠,下料时材料靠实挡板。
4、下料
1剪板下料 、气割下料、锯切下料
1)钢板、扁钢下料时,应优先使用剪切下料。
钢板、扁钢用龙门剪床剪切下料。
2) 用剪床下料时,剪刃必须锋利,并应根据下料板厚调整好剪刃间隙。
3)剪切最后剩下的料头必须保证剪床的压料板能压牢。
4) 下料时应先将不规则的端头切掉。
5)切口断面不得有撕裂、裂纹、棱边。
第1节剪板机
概念:
下料工序:
在冲压生产前,将板料或卷料剪切成条料、带料或块料,这一工序在冲压工艺中-下料工序。
下料设备:
在完成“下料工序”中所使用的设备,如剪板机
1、剪切与剪板机
剪切过程如图1-1所示,剪切时,下刀片固定不动,上刀片向下运动,开始剪切时,上刀片刀刃压入板料,产生一对剪力时F及相应力矩Fd,迫使被剪板料转动,但在转动过程中将受到剪刀侧面的阻挡,在剪刀的另一平面也产生一对侧推力FTC,其方向阻止板料的转动,开始剪切时,板料转角随压入深度的增大而增大,而力矩也随之增大,故剪刃压入一定深度后有Fd=FTC,这时被剪板料就不再转动,直至在剪力作用下被剪断。
这种剪切板料、在完成“下料工序”中所使用的设备——剪板机。
剪板机的分类:
见教材P5表1-1所示
加工对象:
主要金属板材
加工依据:
板材冲压成形性能(主要是塑性)
加工设备:
主要是剪板机
剪板机按其传动方式不同,分为机械传动式和液压传动式。
为了提高剪切精度或扩大工艺范围,剪板机的上下刀片有不同的运动方式,如图1-2所示。
图a上刀片在垂直平面内平行移动(闸式);图b上刀片在倾斜平面内平行移动(上刀片前倾式),前倾角为1~2.5°,图c和图d为上刀片沿一圆环面摆动(摆式),可剪直边,或剪切30的斜边,即剪切出焊接坡口。
平刃剪切与斜刃剪切:
按上刀片相对下刀片的位置不同,分为平刃剪切和斜刃剪切,如图1-3所示。
斜刃又分闸式和摆式。
平刃剪切:
板料与上下刃口全长同时接触,剪切力大,消耗功率大,振动大,但,剪切质量好,平直,无扭曲。
多用于小型剪板机和薄板下料,机械传动多。
斜刃剪切是渐入式,瞬间剪切尺寸小于板宽。
上下刃口夹角为剪切角,0.5°-40°,有些液压剪板机可调,与剪切力和剪切行程有关。
质量不如平刃剪切,有扭曲变形,但,剪切力小,大中型剪板机用。
剪板机按刀架运动方式不同分为:
直线式和摆动式,直线式刀片为矩形,四面刃,耐用,必须调节刃口间隙。
例如:
t=0.25,材料为软钢,间隙为0.050-0.025-0.050
主传动系统有液压传动和机械传动。
导轨形式有滑动导轨和滚动导轨。
摆动剪板机的刀架在剪切时围绕一固定点作摆动运动。
剪切断面的表面粗糙度值小,尺寸精度高,而且切口与板料平面垂直。
摆式刀架是一个箱体构件:
有较好的刚度。
工作时,装在前部的剪刃以后部高于剪刃的支轴5为中心作大半径摆动,所以上剪刃运动在剪切点近似于直线,剪切方向与工作台垂直线形成前倾角(一般0.5~2°)偏心支轴5有偏心机构转动,当松开锁紧手柄3后,转动调节手轮4,手轮通过蜗杆副带动偏心机构转动,调整偏心位置使摆动刀架前后移动,从而改变刃口间的间隙。
摆动剪切的优点:
1上下剪刃之间的摩擦及磨损较小,上剪刀作向后倾斜运动挤压摩擦小,垂直度高。
2。
剪切力小,刀片变形小。
3。
后挡板能略向后摆,件可自由下落,免卡料。
4。
压料用油压装置,压料力大且可调,剪切精度高。
刀架受扭,主要用于板厚大于6mm,板宽不大于4mm的剪板机。
多用途剪板机有板料折弯剪切机和板材型材剪切机。
二、剪板机的技术参数
剪板机的形式与基本参数见JB/T1826-91,主参数以剪切厚度和剪切板料宽度来表示。
1.可剪板厚度
其受剪板机构件强度的限制,最终取决于剪切力。
公式里主要是影响剪切力的因素有:
1.刃口间隙、刃口锋利程度2.剪切角3.剪切料宽度4.剪切速度5.剪切温度
2.可剪板宽度
可剪板宽:
指沿剪板机剪刃方向,一次剪切完成板料的最大尺寸(即:
可剪板宽≤剪刃长度),这种剪切方式称为横切方式。
纵切方式为多次接触剪切,只要条料宽度小于剪板机的凹口-喉口,剪切尺寸不受限制。
3.剪切角度:
指上刀刃相对于下刀刃运动,所偏转的切线与下刀刃平面的夹角。
为了减少剪切板料的弯曲和扭曲,采用较小的剪切角度。
这样剪切力可能会增大,对强度、刚度有影响,但剪切质量有所提高。
4.喉口深度:
采用纵切方式剪切板料,对喉口尝试有要求。
目前趋向较小的喉口深度,这样可以提高机架的刚度、减少整机质量。
5.行程参数:
直接关系到生产效率。
要求剪板机有较高的行程次数。
机械传动的小型剪板机,一般达每分种50次以上。
常用剪板机的技术参数见表1-4和表1-5
2、剪板机的结构
普通剪板机一般由机身、传动系统、刀架、压料器、前挡料架、托料装置、刀片间隙调整装置、灯光对线装置、电气控制装置等部件组成,其主要部件的结构形式如下:
(一)机身
机身一般由左右立柱、工作台、横梁等组成。
机身分铸件组合结构(质量重、刚性差)和整体焊接结构(质量轻、刚性好、便于加工)。
前者机身较重、刚性也差,接合面的机械加工工作量大。
后者机身重量轻、刚性好,便于加工等优点。
目前采用整体式钢板焊接结构的机身日益增多。
(二)传动系统分:
机械传动和液压传动
1.机械传动系统
图1-8为机械上传动式剪板机工作原理:
电动机5通过V带6驱动飞轮轴,再通过离合器7和齿轮减速系统4驱动偏心轴,然后通过连杆带动上刀架2,使其作上下往复运动,进行剪切工作。
偏心轴的左端的凸轮驱动压料油箱3的柱塞,将压力油送向压料脚9,在剪切之前压紧板料。
回程时,由弹簧力使压料脚返回。
图1-9为机械下传动式剪板机工作原理:
电动机12通过飞轮11、联轴器10,再通过离合器8和齿轮减速系统7驱动偏心轴2,然后通过连杆13带动上刀架5,使其作上下往复运动,进行剪切工作。
偏心轴的左端的凸轮驱动压料油箱1的柱塞,将压力油送向压料脚3,在剪切之前压紧板料。
回程时,由弹簧力使压料脚返回。
机械剪板机上传动和下传动的区别在那里?
各自的优劣在哪里?
机械剪板机的上下传动之分区别在传动系统的安装位置,上传动的一二级传动系统安装在剪板机的上部,一般采用于6*2500以上机型,下传动的传动系统安装在剪板机的下部,一般采用于6*2500以下机型,6*2500常见有上传动也有下传动。
大型剪板机因设计和安装需要,采用上传动,更好的弥补上刀架下来的惯性力量和剪切力,将传动结构件布局在上部也可以更好的减少下部空间的拥挤。
3.液压传动
主油路由高压柱塞泵1供油,实现压料、托料器退回和剪切等动作。
齿轮泵2提供低压油,用于调整剪切、进行导轨润滑以及为控制油路输送压力油。
剪切运动:
按下电钮,电液换向阀24动作,高压油通过阀24先到减压阀17,此时压料脚21和托料器22动作,达到预定压力后,顺序阀13打开,主油路供给大液压缸15,活塞下移,活塞下腔的油推动另一个小液压缸18的活塞下移,带动刀架下移,完成剪切动作。
单向阀8和蓄能器12是保证稳定压料及托料器油路提供压力用的,以防止当顺序阀13刚打开、刀架下移上未剪切时,主油路卸载,压料系统可能因卸载而引起振动。
回程运动:
电液换向器24换向,主油路的油进入小液压缸下腔,使刀架上行。
此时,控制油同时打开液动滑阀14,使大液压缸15上腔和压紧系统的油返回油箱,压料脚、托料器和刀架返回起始位置,完成回程动作。
剪切角调整:
需调大时,打开阀门19上的截门②和③,此时控制压力油通过截门②进入小液压缸18下腔,18上腔的油通过截门③回到油箱,上下架右端向上摆动,剪切角增大。
需减小时,打开阀门19上的截门①和②,此时控制压力油进入小液压缸18上下腔,因上腔的活塞面积比下腔的活塞环形面积大,则小活塞下移,上刀架右端向下摆动,剪切角变小
压料力调整:
调整顺序阀13及减压阀7,即可得到所需的压料力。
高压溢流阀3是主油路安全阀。
低压溢流阀4是控制油路安全阀
支承阀23是支承上刀架重量用的,支承力的大小是可以调整的。
(三)刀架
刀架是剪板机的重要部件。
老式小型剪板机多为铸铁件,大型的多为钢件近来,采用钢板的刀架,见图1-6所示
(4)压料器
1.机械压料器
图a为下压式,剪切时,压料力较小,板料易移位,剪切结束时,压料力为最大。
特点:
弹簧力能平衡刀架,回程时,弹簧释放能量,易引起传动系统的冲击。
图b为上压式,剪切时,当压头接触钢板时,压料器立刻压着钢板,压料力不再变化,刀架回程时,弹簧受压。
特点:
刀架刚开始向下运动时有冲击。
图1-11中a和b,由于压料力有限,只适用于小型剪板机。
2.液压压料器
压头13在压力油推动下均匀压紧板料,压力油卸载后,弹簧使其抬起,放松板料。
装于剪板机偏心轴一端的凸轮通过滚子5使活塞6作往复运动,当活塞6向下运动时,液压缸里的油被压向液压缸,多余的油通过孔a将弹簧顶开,顺着孔f流回油箱。
调节螺母2,改变弹簧压紧程度来调节压料力的大小。
(5)刀片间隙调整为适应剪切不同厚度板料的要求,剪板机需根据板厚调节刀片的间隙,刀片间隙过大或过小都会损坏刀片和影响板料剪切断面质量。
要求刀片调整装置操作方便,刚性好。
另有摆式刀架刀片间隙调整装置和微机控制的刀片间隙调整装置。
(6)挡料装置为了控制被剪切板料的尺寸和提高定位效率,剪板机设有挡料装置。
挡料装置有手动和机动两种。
手动挡料装置用于小型剪板机,机动挡料装置多用于大中型剪板机。
(7)光线对线装置当剪板机不使用后挡料装置时或者剪切时剪刃需要与事先划好的刻线对准时,应使用光线对线装置,以保证剪切尺寸精度。
(八)托料器
设在剪板机工作台上,活塞在弹簧作用下上升能托起板料,使板料在工作台上移动轻快。
托料器由液压控制,当压料脚压住板料并完成剪切动作之前,钢球陷到工作台面以下,当剪切结束时,它立即凸起工作台面以上3~4mm。
当托料器内通入压力油时活塞下移,钢球陷入工作台面以下;排油后,活塞在弹簧作用下下移,钢球凸出工作台面。
不用托料器时,将油路截止阀关闭,则托料器不起作用。
四、剪板机使用要点
1)板料厚度、材料性能、形状、剪切方法与剪切设备协调,不违章操作
2)根据料厚调节刀片间隙
3)根据板料尺寸调节挡料装置
4)使用前检查剪板机离合器、制动器和安全装置是否正常
5)多人操作,配合协调,遵守规程
第2节其他下料设备
1、多条板料滚剪机
为了将宽卷料料剪机窄卷料,或者将板料同时剪切成几条条料,可能利用多条板料滚剪机下料。
结构如图示,滚剪机在两个平行布置的刀架轴2上,按条料宽度安装多个园刀1,电动机5经V带及齿轮传动装置4驱动圆盘轴2转动,刀轴2得到园刀片1转动,把宽料剪切成所需尺寸的条料。
二、圆盘剪切机
圆盘剪切机是利用圆盘状剪刀,按其两剪刀轴线相互位置不同及与板料的夹角不同分:
直滚剪、圆盘剪和斜滚剪,其特征
直滚剪主要用于将板料裁成条料,或由板边向内剪裁成圆形坯料,剪切时的咬角α<14,重叠高度b=(0.2~0.3)t,圆盘剪刀直径(板料厚度t<3mm时)D=(35~50)t,h=20~35mm
圆盘剪主要用于剪裁条料,圆形坯料环形坯料的剪切下料,剪切时两圆盘剪刀的轴线斜角β=30°~40°,圆盘剪刀直径(板料厚度t<3mm时)D=28t,h=15~20mm。
斜滚剪主要用于剪切半径不大的圆形坯料、环形坯料和曲线形坯料,剪切时两圆盘剪刀的的间隙α≤0.2t,β≤0.3t°,圆盘剪刀直径(板料厚度t<5mm时)D=20t,h=10~15mm。
圆盘剪切机的传动原理:
剪切机由主机和尾座两部分组成,主机主体为右侧的深喉口结构。
传动箱内有齿轮变速机构,可得到三种速度。
上、下圆盘刀片由齿轮、链轮传动,下圆盘刀片由齿轮传动。
两个圆盘刀片呈45°,以利于曲线剪切。
剪切间隙靠上下刀盘系统的蜗轮-螺旋机构实现。
圆盘剪切机剪切圆形坯料的工作原理:
将被剪切的坯料夹在压料定心盘上,利用尾座上的夹紧机构,通过棘轮和丝杠控制夹紧力,并能绕压料定心盘心o-o转动。
利用尾座上的移动丝杠来调节压料定心盘中心在一旁剪刀的距离,就是剪切圆形坯件的半径R。
通过上下圆盘剪刀的旋转,完成圆形坯件的剪切。
剪切任意曲线时,夹紧机构只起支承作用,依据划线人工送进。
圆盘剪切机也可以剪切条料,但是,剪切后条料弯曲度较大。
三、振动剪切机
振动剪切机又叫冲型剪切机。
工作原理:
通过曲柄连杆机构带动刀杆做高速往复运动,行程次数由每分钟数百次到数千次不等;其传动原理如图1-20所示。
电动机通过带轮、曲轴、连杆系统带动刀杆做往复运动。
刀杆的运动有两种情况:
当刀杆在Ⅰ-Ⅱ位置间运动时,刀杆的运动速度为1000次/min;当刀杆在Ⅱ-Ⅲ位置间运动时,刀杆的运动速度为2000次/min;刀杆运动速度的变换由手柄A来调节。
刀杆的运动行程为2.5~9mm,由手柄A和B来调节,当刀杆抬起时,剪刀作空行程运动,不进行剪切。
练习一
一、填空
1.剪板机按其传动方式不同,分为传动式和传动式。
2.剪板机上刀片相对于下刀片位置不同,板料剪切分为
剪切和剪切。
3.剪板机的主参数以和来表示。
4.剪板机的主要技术参数有和、
、、。
5.为了减少剪切板料的弯曲和扭曲,一般采用的剪切角度。
6.对于机械传动小型的剪板机,一般行程次数达每分钟
以上。
2、判断
二、判断
1.摆式剪板机的剪切断面表面质量好,尺寸精度低。
()
2.摆动剪切的结构主要用于板厚大于6mm,板宽小于4m剪板机。
()
3.剪板机可以对板料定尺寸剪切。
()
三、简答
1.剪板机的使用要点是什么?
1)板料厚度、材料性能、形状、剪切方法与剪切设备协调,不违章操作
2)根据料厚调节刀片间隙
3)根据板料尺寸调节挡料装置
4)使用前检查剪板机离合器、制动器和安全装置是否正常
5)多人操作,配合协调,遵守规程
2.简述液压系统剪板机的剪切原理?
按下电钮,电液换向阀24动作,高压油通过阀24先到减压阀17,此时压料脚21和托料器22动作,达到预定压力后,顺序阀13打开,主油路供给大液压缸15,活塞下移,活塞下腔的油推动另一个小液压缸18的活塞下移,带动刀架下移,完成剪切动作。
单向阀8和蓄能器12是保证稳定压料及托料器油路提供压力用的,以防止当顺序阀13刚打开、刀架下移上未剪切时,主油路卸载,压料系统可能因卸载而引起振动。
3.影响剪切力的因素是什么?
影响剪切力的因素有:
1.刃口间隙、刃口锋利程度2.剪切角
3.剪切料宽度4.剪切速度5.剪切温度
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- 第一章 下料设备 设备