《轧制成形设备》课件：第7章-1.pptx

1、一、切断设备的类型主要有三大类，即剪切机，锯机和火焰切割机。剪切机 应用：主要用来剪切轧件的头、尾或切定尺、切边、切试样以及切除轧件的局部缺陷等，主要用于板带材的剪切； 特点：生产效率高，剪切断面不整齐。锯机 应用：用来锯切各种断面的型材及管材； 特点：断口平整，剪切断面质量有明显提高。火焰切割机：切割厚板及连铸坯。1、定义 剪切机定义：将轧件剪切成规定尺寸的机械称为剪切机。2、类型 按照刀片形状与配置以及轧件的情况不同，将剪切机分为以下四类：二、剪切机类型 特点：两个刀片是彼此平行的。 应用： 横向剪切初轧坯（方坯、板坯）和其它形状及矩形断面的钢坯。 用两个成型刀片来冷剪管坯及小型圆钢等轧件

2、。成型刀片的形状与被剪轧件的断面形状相同。（1）平行刀片剪切机）平行刀片剪切机( 平刃剪切机平刃剪切机) 特点：一个刀片相对于另一刀片成某一角度，一般上刀片是倾斜的，倾角为1-6。 应用：常用于冷剪和热剪钢板、带钢、薄板坯及焊管坯等，有时用于剪切成束的小型型材。（2）斜刀片剪切机（斜刃剪切机）斜刀片剪切机（斜刃剪切机） 特点：两个刀片成圆盘状。 应用：用来纵向剪切钢板及带钢的边或将钢板和带钢纵向剪切成窄条。（3）圆盘式剪切机）圆盘式剪切机（4）飞剪机）飞剪机 特点：横向剪切运动着的金属。 应用：剪切轧件头、尾及将轧件剪切成定尺长度。一、分类按剪切方式可分上切式与下切式两类。1、上切式 特点：下

3、刀刃固定不动，上刀刃是运动的。剪切轧件的动作由上刀刃来完成。 应用：小吨位剪切机。轧件断面小于30-60mm2、下切式 特点：上下两个刀刃都是运动的，但剪切轧件的运动是由下刀刃上升来完成的。 应用：大吨位剪切机。轧件断面大于30-60mm。1、上切式剪切机 通常是曲柄连杆式结构。（1）摆动辊道 由于被剪切的轧件易弯曲，剪切断面不垂直，因此，当剪切较厚轧件（大于30-60mm）时，在剪切机的后边增设摆动辊道。如图.二、结构 结构：连杆和上刀台的滑块在运动中是可以分离的，结构简单，理论剪切次数高。而一般曲柄连杆式剪切机是不可分离的，采用牙嵌离合器和制动器。如教材P117图3.1-2所示：连杆6的下

4、端与一拉杆相连，拉杆由“汽缸杠杆”机构带动，由汽缸操纵连杆下端的位置。剪切时，连杆下端置于上刀台的上平台A上；而非剪切时，连杆下端置于上刀台右侧的凹槽中，并随曲柄的转动作上下空转。 （2 2）曲柄）曲柄活活连杆上切式剪切机连杆上切式剪切机 剪切前：如A图所示，由于电机长期转动，连杆在上刀台的凹槽中空程摆动。 剪切时：如B图所示，操纵气缸1使上刀台快速下降压住钢坯；然后如C图所示，小汽缸9把连杆推到上刀台上的平台A上，上刀台在曲柄连杆的作用下，向下移动剪切钢坯。 剪切后：小汽缸9把连杆拉到上刀台右侧的凹槽中，操纵汽缸1使上刀台快速上升原始位置，以备下次剪切。特点 优点：结构简单、理论剪切次数高；

5、 缺点：活连杆与上刀台上表面经常接触和冲击，磨损较快 以浮动偏心轴式剪切机为例，讲述下切式剪切结构与原理等。（1）结构 剪切机构、压料机构、传动装置、平衡系统，以及活动定尺挡板、切头推出机和切头运输机等附属机构组成。 参阅：教材P120第四段 2、下切式剪切机剪切机构：图3.16中，下刀台架在上刀台架的垂直导轨中移动，而上刀台架则在剪切机机架的导轨中移动，所以剪切时机架不承受剪切力和作用于剪刃上的侧向推力。传动的回转双偏心曲轴ABC安装在刀台上，双偏心曲轴的一个偏心作为上刀台I的心轴C，另一个偏心则通过大连杆G与下刀台H的心轴铰接。当双偏心曲轴回转时，上刀台下降，下刀台上升实现剪切，剪切力作用

6、在大连杆上。压料机构：为了保证剪切断面规整，在E端固定有压板机构J，压板杠杆OE的O端固定于机架上，另一端通过缓冲器、压板连杆K与压板J相连。平衡系统：如3.17所示，与上刀台相连。平衡的是上刀台的重量。传动系统：图3.16所示。 首先，上剪切刃下降，当压板压住钢坯并达到一定压力后，即行停止。其后是下剪切刃上升进行剪切。最后，下剪切刃下降到原始位置，接着上剪刃也上升到原始位置。 启动剪切机时，在上下刀台的自重与上刀台的平衡力的作用下，使偏心轴绕A点旋转，这样上刀台和压板下降。由于臂ABBC、ODDE，所以，在压板未与金属接触之前，上刀台和压板将以同一速度下降，把金属压在辊道的辊子上，如图b所示

7、。 当压板压住金属后，机构向下运动阻力增大，迫使转动中心由A移向B，以B为转动中心，一直到下刀台抬起接触金属为止，这个过程很短。（2）剪切过程）剪切过程 下刀台接触金属后，其转动中心又由B点移向C点，即以C为转动中心，这时下刀台和压板夹持金属以相同速度向上移动，进行剪切，如图c所示。 复位，金属被剪断后，偏心轴仍继续回转。首先是下刀台、压板和夹在它们之间的被剪金属下降，到金属接触到辊道后，压板不动，下刀台开始脱离金属向下运动，回到原始位置，之后，上刀台和压板同时上长升，回到原始位置。到曲轴转过360时，机构全部回到位置，完成一次剪切循环。第一阶段 剪切机构按平面机构分析是属于活动度为2的偏心连

8、杆机构，也就是说，当主轴开始旋转时，存在着两种可能的运动。一个是以A点为中心旋转，另一个以C点为中心旋转。以A为中心旋转则上刀台下降，下刀台不动；以C为中心旋转则上刀台不动，下刀台上升。第一阶段，我们要的是以A点为中心旋转。究竟是以A点还是C点运动，应按最小阻力定律确定。 设绕A点和C点旋转时的阻力矩分别为MA与MC，则以A点为旋转中心时，其条件：（3 3）剪切机构运动分析）剪切机构运动分析 MAMC （Q上G上）Rsin G下Rsin Q上G上G下 式中 G上、G下分别为上刀台、下刀台重量； Q上：上刀台平衡力。第二、三阶段 由于上刀台与下刀台已分别处于强迫静止状态，机构只有一个浮动度，运动

9、是确定的。（4）优点剪切时钢材高于辊道面，因此剪切机后面不需摆动辊道；剪切长轧件时，上剪刃一侧的钢材不会弯曲；剪切机机架不承受剪切负荷；剪切机装设有活动挡板，能保证剪切时钢材处于正确位置，以获得整齐的切面。 剪切机的主要参数包括两大类：一类为结构参数，即刀片行程、刀片尺寸(长度、高度与厚度)和理论空行程次数；二类为力能参数，即剪切力、剪切功、剪切力矩及电动机功率等。1、剪切力 剪切力是剪切机的重要参数，是剪切机的结构设计和型式选择的主要依据，剪切力的选择主要是利用单位剪切抗力曲线。(1) 单位剪切抗力曲线 单位剪切抗力曲线，即 曲线，是通过实验测定的方法获得的。其典型的单位剪切抗力曲线如图所示

10、。)(f三、参数其中横坐标为相对切入深度，它是刀刃压入被剪金属的深度z与金属的原始厚度h的比值，即纵坐标是单位剪切抗力(kPa)，它是与相对切入深度相应下测得的剪切力P与被剪金属的原始断面F0的比值，即单位剪切应力不是真实的剪切应力。hz0/FPxhz从单位剪切抗曲线图可以看出： 剪切抗力是一个变量，随相对切入深入的增大剪切抗力是先增加后减少。 剪切断裂时， 1。 剪切抗力的主要因素是剪切温度与被剪切金属的材质。温度越高，剪切抗力越小；通常材料的强度越高，剪切抗力越大。(2) 剪切力的计算应用剪切抗力曲线，剪切力的计算为： P= F (3.1-2) 式中 F：剪切面积； P：剪切力； ：单位剪

11、切抗力。(3) 最大剪切力的计算 在实际计算中，最大剪切力的计算具有更重要的意义，通常可以根据最大单位剪切抗力来计算 Pmax=K1 max F (3.1-3) 式中 K1：由于剪刃变钝以及剪刃间隙变形而使剪切力的增大系数； 小型剪切机(P1600kN)：K1=1.3 中型剪切机(P=25009000kN)：K1=1.2 大型剪切机(P10000kN)：K1=1.1 对于新材料以及最大剪切抗力不清楚的材料，可用材料的强度极限来换算，换算关系如下： max =K2b式中K2：换算系数，对有色金属K2=0.80.9； 钢K2=0.7-0.8。然后把换算后的最大剪切抗力代入(3.1-3)式，就可算出最大剪切力。2、剪切行程 (自学10min, P125-126)3、剪刃长度4、剪切次数