钢格板切断剪床的设计和工作原理

钢格板切断剪床的设计和工作原理

    钢格板剪床钢格板生产制作的主要加工机械,是在实验室测试剪切力的大小和力学计算基础上,采用横向剪切理论、差时分段剪切技术和自动消除间隙技术的设计制造的,解决了刀具设计、液压推力系统设计、消除刀具与钢格板间隙机构、升压架系统和进料自动定位系统和机架设计等关键问题。实现对钢格板的整体一次性切断。钢格板高效剪切机的研制可以使钢格板行业的整体加工水平上一个新台阶， 为整个行业的发展起重要的作用，为社会节约了大量的能源，对国民经济的发展起促进作用，能节省劳动力，把劳动力从恶劣的工作环境中解放出来，对提高整个行业劳动力水平起积极作用。

    钢格板剪床的设计要把没个相关要素通过实验掌握清楚。比如剪床的剪切力试验、断面形状的确立等等。

     剪切力测试

     剪切力测试是在实验室完成的。 用扁钢做剪切实验， 测定剪切力的大小、 确定刀片切口形状。 首先， 预制斜、 直、 凹3种形状刀口, 选取了常用的4 种规格的扁钢， 在压力机上测试剪断扁钢所需的剪切力的大小。从数据中可知， 斜刀口或凹刀口的剪切力远远小于直刀口。但是从实验的切口来看， 采用斜刀口或凹刀口的剪切的扁钢切口呈斜或凹型翘曲状况， 不能满足工程需要。 因此在多次实验后， 确定刀口采用直刀口形状。

    断面形状确定

   断面形状不仅由钢格板的规格确定， 而且其形状直接影响刀具材料的所受的应力水平的大小， 因此， 断面形状的设计是刀具设计至关重要的-个环节。 通过力学计算可以发现， 刀片的应力与弯矩分布成正比， 也就是在刀片头部应力最小， 而到根部为应力值为最大。 增加刀片截面的宽度和厚度是降低刀片应力水平的很有效的方法。 但是厚度受到扁钢的问距的制约， 同时还要考虑前道工序压焊的焊接变形产生的间距误差; 刀具宽度也受到横杆间距的制约。 为使钢格板能顺利插入刀具间隙， 刀具厚度和宽度的尺寸必须满足: 厚度＜ 扁钢间距一扁钢厚度-间隙，宽度＜ 垂直横杆间距-横杆厚度-间隙。

   钢格板的规格限制了刀具的厚度; 横杆之间的间距也限制了宽度的大小。 因此设计中刀片厚度值采用了头部小根部大变截面形状设计， 这样设计既考虑了应力分布又能很方便的使钢格板套上或脱下刀具; 在根部最大应力处设计成圆角过渡， 既降低了刀片根部应力， 又大大减少了刀片在加工和热处理时峰值应力， 改善了刀片受力状况。

    差时分段剪切设计

     横向剪切时， 组合刀架最大受力达216t， 考虑设计12的设计余量， 设计推力达到: 260to 如此大的剪切力如果同时剪断所有扁钢， 将使机架不可避免承受强烈的冲击力， 这对机架和刀架的强度和稳定性都是极大的考验， 在刀具设计时为了减少剪切时产生的冲击力， 设计中采用差时剪切技术将钢格板分几段剪切， 这样大大降低了剪切时对机架和刀架冲击力， 大大提高了剪床的稳定性和寿命。

     材料和热处理工艺

   刀具受力特点决定了材料需要有好的韧性而刀刃部分必须有高的表面硬度。 硬度要求: 刀刃H R C 55- - 60， 材料H R C 35- - 4 5。 材料选择高速钢， 高速钢比-般的碳素工具钢和低合金钢具有更高的强度和耐磨性日。 在选择热处理工艺时。 要提高材料的表面硬度针对不同材料， 采用不同的热处理方法。 经过多次试验， 最终选择的材料加工工艺为: 下料-锻造-退火-线切割-淬火+ 回火-表面渗碳。

     刀具试验

   刀具加工好后， 还必须试验材料的强度、 硬度、 韧性， 及抗疲劳性能。 通过剪切试验， 测定刀具材料在剪切不同厚度的钢格板下应变， 分析刀具材料所受应力， 绘制应力应变曲线， 根据应力水平调整刀具断面尺寸; 实验时采用了多种材料和热处理工艺， 通过试验最终确定材料和加工工艺。

   高效节能型钢格板剪床和移动式圆盘冷锯机相比，采用剪切原理的钢格板剪切机既克服了圆盘冷锯机的种种缺陷，同时又具有以下的优越性：

　　(1)高效：扣除上料、定位和压料的时间，实际剪断只需(10～15)s/次，一台钢格板剪床完全可以满足自动压焊机产量需求;

　　(2)节能：用液压油缸推动移动刀具使钢格板剪断，动力为液压柱塞泵，2.2kw电机，工作时间仅为(15～20)s/次，电能消耗为15度/天，相当于圆盘冷锯机能耗的3.75%。与圆盘冷锯机相比，每台节能385度/天;

　　(3)无损：由于是利用剪切原理，不产生任何废料，真正做到无损剪切，且切口光净，平直度高;

　　(4)操作简单：整个设备自动化程度高，劳动强度小，操作安全可靠;

　　(5)无需后续加工：经剪切的钢格板切口平整光滑，不会产生毛刺，一次成型无需后加工;

　　(6)无污染：工作优越，洁净，对环境友好;

　　(7)产品精度高：所有动作都采用液压和气动控制，自动化程度高，自动检测自动控制，工作可靠，产品精度高。

     钢格板剪床能够最大限度的减轻焊接工人的劳动强度，其半封闭式构造又能减轻切割粉末对工人的呼吸引起的刺激。钢格板剪床的批量能带来意想不到的社会效应。