剪板機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計

剪板機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計[1]畢業(yè)設(shè)計的目的畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生完成本專業(yè)教學(xué)計劃的最后一個極為重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練，這對學(xué)生即將從事的有關(guān)技術(shù)工作和未來事業(yè)的開拓都有重要的意義，其主要目的是：1、 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨立工作能力，拓寬和深化學(xué)生的知識。2、 培養(yǎng)了學(xué)生正確使用技術(shù)資料，國家設(shè)計計策，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。3、 培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想的設(shè)計的構(gòu)思和創(chuàng)新思維掌握工程設(shè)計的一般程序規(guī)范和方法。4、 培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查研究面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，而向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。5、 是從理論到實際的一次結(jié)合。11.1課題的背景和意義剪切機(jī)是隨著工業(yè)自動化進(jìn)程的深入而得到越來越廣泛的應(yīng)用。近二十年來，國內(nèi)的軋鋼生產(chǎn)得到了長足的發(fā)展，由于市場對產(chǎn)品不斷提出新的要求，生產(chǎn)廠對各種剪切機(jī)的要求也在不斷的變化。在鋼板彈簧的生產(chǎn)工藝中，鋼板剪切下料是關(guān)鍵工序之一，因此，下料機(jī)是其重要的板簧設(shè)備。過去的下料設(shè)備一般采用圓棒剪切機(jī)、機(jī)械鱷魚剪床等，都是采用皮帶輪、齒輪傳動，噪音大，占地面積大，節(jié)拍固定，靈活性差。因此，需要開發(fā)一種新形式的液壓剪床，以適應(yīng)國內(nèi)外市場的需求。精密加工是現(xiàn)代機(jī)械加工發(fā)展的方向之一，它對毛坯的體積（重量）誤差，斷面形狀及其他幾何參數(shù)提出越來越高的要求，而現(xiàn)在的下料方法普遍存在能耗高、效率低、材料消耗大和下料質(zhì)量差等問題。板料高速剪切機(jī)是一種新型的剪切下料設(shè)備，它采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，實現(xiàn)高速剪切；板料高速剪切機(jī)的液壓系統(tǒng)，是保證板料高速剪切機(jī)實現(xiàn)動作循環(huán)和決定其性能優(yōu)劣的核心環(huán)節(jié)。板料高速剪切機(jī)要求液壓系統(tǒng)工作可靠、響應(yīng)靈敏度高，具有廣闊的市場前景。因此，針對舊式剪切機(jī)的上述缺點，展開對液壓系統(tǒng)剪切機(jī)的研究是符合市場需要的1.2剪切機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀1.2.1剪切機(jī)的分類剪切機(jī)的種類很多。對剪切機(jī)的分類，從不同的角度出發(fā)，有不同的分法。按剪切方式可分為橫剪和縱剪；按被剪切鋼板的溫度分為熱剪和冷剪；按剪切機(jī)的驅(qū)動方式分為機(jī)械剪、液壓剪和氣動剪;按機(jī)架的形式分為開式剪和閉式剪；按剪切鋼板的品種又分為鋼坯剪切機(jī)、鋼板剪切機(jī)、型鋼剪切機(jī)和切管機(jī)等。通常，按剪切機(jī)的剪刃形狀與配置等特點可分為平行刃剪切機(jī)（見圖1.1）、斜刃剪切機(jī)（見圖1.2）和圓盤剪切機(jī)（見圖1.3）。下面按剪切機(jī)的剪刃形狀的分類對三種結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行介紹：圖1-1平行刃剪切機(jī)圖1-2斜刃剪切機(jī)圖1-3圓盤剪切機(jī)（1） 平行刃剪切機(jī)平行刃剪切機(jī)的兩個剪刃是彼此平行的，它通常用來在熱態(tài)下橫向剪切方形及矩形斷面的鋼坯。也可用來冷剪型材，將刀片做成成型剪刃來剪切非矩形斷面的鋼板。平行刃剪切機(jī)按剪切機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點，分為上切式和下切式兩種型式。上切式剪切機(jī)的下剪刃是固定的，由上剪刃的上下運(yùn)動進(jìn)行剪切。其剪切機(jī)構(gòu)通常采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。下切式剪切機(jī)的兩個剪刃都運(yùn)動，剪切過程是通過下剪刃上升來實現(xiàn)剪切的，其剪切機(jī)構(gòu)通常有偏心軸式和浮動式。平行刃剪切機(jī)，在工作時能承受的最大剪切力是它的主要參數(shù)，故人們習(xí)慣上以最大剪切力來命名。（2） 斜刃剪切機(jī)斜刃剪切機(jī)的一個剪刃相對另一個剪刃成某一角度放置。斜刃剪切機(jī)按剪切機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點也可分為上切式、下切式和復(fù)合式等。上切式斜刃剪:這種剪切機(jī)的下剪刃平直而固定，上剪刃是傾斜的并上下運(yùn)動實現(xiàn)剪切。上切式斜刃剪通常是作為單獨設(shè)備，用來剪切寬的板材，當(dāng)板材厚度大于20mm時，可用在連續(xù)作業(yè)線上橫切板材，但要有擺動輥道，另外，當(dāng)板材厚度大于25mm不能用圓盤剪切邊時，在連續(xù)作業(yè)線上的兩邊設(shè)置上切式斜刃剪進(jìn)行切邊。下切式斜刃剪:這種剪切機(jī)的上剪刃是固定的，由下剪刃上下運(yùn)動進(jìn)行剪切。由于它是下剪刃向上運(yùn)動進(jìn)行剪切，故不需要設(shè)置擺動輥道，一般多用于連續(xù)作業(yè)線上橫切帶材。這種剪刃機(jī)的剪刃通常上剪刃是傾斜的，下剪刃是水平的。但近來采用上剪刃是水平的，下剪刃是傾斜的愈來愈多，生產(chǎn)經(jīng)驗證明，這種型式能夠保證鋼板的剪切面相對帶材中心線及表面垂直度。其缺點是由于3壓板要放在下面而造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。復(fù)合式斜刃剪:在連續(xù)式作業(yè)線上的尾部，為了將原來焊接起來的長帶材分成一定重量的卷材，設(shè)有復(fù)合式斜刃剪切機(jī)。這種剪中間有固定的雙刃刀架，上下有活動刀架，也稱上下雙層斜刃剪切機(jī)。當(dāng)帶材通過固定雙刃刀架上部，帶材由一臺卷取機(jī)卷取。當(dāng)需要分卷時，上活動刀架下降切斷帶材，后面的帶材通過固定雙刃刀架下部，由另一臺卷取機(jī)卷取。（3）圓盤式剪切機(jī)這種剪切機(jī)的上下剪刃是圓盤狀的。剪切時，圓盤刀以相等于鋼板的運(yùn)動速度做圓周運(yùn)動，形成了一對無端點的剪刃。圓盤剪通常設(shè)置在板材或帶材的剪切線上，用來縱向剪切運(yùn)動的板材或帶材。值得注意的還有塑性力學(xué)Durkcer公設(shè)的提出者Ducrker等力學(xué)家的工作。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀技術(shù)工藝是衡量一個企業(yè)是否具有先進(jìn)性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著國內(nèi)液壓剪切機(jī)市場的迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點。了解國內(nèi)外液壓剪切機(jī)生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢，對于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格，提高市場競爭力十分關(guān)鍵。丁時鋒等人針對板料剪切生產(chǎn)線采用人工控制，定長過程耗時過多，鋼板長度尺寸不一致，同時剪切過程總是簡單的重復(fù)勞動，工人勞動強(qiáng)度大等問題，改為繼電器接觸器控制，但控制柜接線復(fù)雜，使用維護(hù)不便。為了解決剪切過程中的板料定長問題，減少加工工時，提高生產(chǎn)效率，同時為了提高生產(chǎn)的自動化程度，并保證生產(chǎn)的穩(wěn)定，對原系統(tǒng)進(jìn)行了改造，設(shè)計了一種基于PLC的板料液壓剪切機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定，完全解決了剪切過程中板料的定長問題，提高了生產(chǎn)線的自動化程度，并切實提高了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。在棒料剪切機(jī)液壓系統(tǒng)的研究方面，杜詩文等人應(yīng)用液壓大系統(tǒng)建模方法建立了數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了仿真模型，對棒料高速剪切機(jī)液壓系統(tǒng)動態(tài)特性進(jìn)行了建模與仿真研究。實踐表明：采用液氣聯(lián)合驅(qū)動、徑向夾緊的棒料高速剪切機(jī)，生產(chǎn)效率高，棒料剪切斷面質(zhì)量得到顯著提高。仿真結(jié)果表明：液壓系統(tǒng)具有良好的動態(tài)特性，液壓大系統(tǒng)建模方法與理論可廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)動態(tài)特性分析為了解決精軋生產(chǎn)線取料問題，梁春光等人通過對剪切及剪應(yīng)力的分析，同時根據(jù)液壓剪的工作原理，進(jìn)行了HC520-3新型液壓剪主要幾何尺寸及其結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計。實驗結(jié)果證明：該液壓剪能快速剪切①20mm以下的銘不銹鋼以及合金鋼等，不但保證了軋材的表面質(zhì)量，還保護(hù)了設(shè)備，且經(jīng)濟(jì)效益顯著。液壓剪切機(jī)構(gòu)的設(shè)計有兩種方案，一種是主剪切驅(qū)動缸安置在機(jī)架的一側(cè)，而且是只有一個主液壓缸。當(dāng)液壓缸產(chǎn)生向外的推力后，利用杠桿關(guān)系將推力進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成向下的推力，然后推動上刀架向下運(yùn)動進(jìn)行剪切，美國的PCO中板廠就是采用的這種剪切機(jī)構(gòu)。另一種是采用兩個主剪切驅(qū)動缸直接安裝在機(jī)架的頂部，推動上刀架兩端向下運(yùn)動進(jìn)行剪切。第二種剪切機(jī)構(gòu)是一種新型式，也是第一次采用。兩種方案都是可行的，但比較而言，采用第一種機(jī)構(gòu)，其液壓系統(tǒng)設(shè)計相對于第二種機(jī)構(gòu)要小得多，而且單一的主缸產(chǎn)生推力比起第二種方案需兩缸同步產(chǎn)生的推力來講，控制要簡單得多，需用的液壓油量也相對較少，僅液壓系統(tǒng)就能省下不少的投資；另外，由于主缸放置在機(jī)架的側(cè)面，避免了向上熱氣流的直接烘烤，對主驅(qū)動缸的保護(hù)有一定的好處?，F(xiàn)在剪切機(jī)正向著數(shù)控方向發(fā)展，即數(shù)控剪切機(jī)。其特點如下：數(shù)控剪切機(jī)精度高對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)模具等產(chǎn)品單件生產(chǎn)的特點，為模具的制造提供了合適的加工方法；加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件；加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間；機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的3~5倍）；機(jī)床自動化程度高，可以減輕勞動強(qiáng)度；5有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息，使用了計算機(jī)控制方法，為計算機(jī)輔助設(shè)計、制造及管理一體化奠定了基礎(chǔ)；對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高；可靠性高。數(shù)控剪切機(jī)介紹：一種數(shù)控剪切機(jī)，包括有機(jī)體（1）、電腦單片機(jī)和送料臺面（13）,所述機(jī)體（1）上設(shè)有數(shù)控按鈕（12），并在機(jī)體（1）上安裝有上下送料輥筒（11），所述機(jī)體（1）內(nèi)設(shè)有送料步進(jìn)電機(jī)（5），所述輥筒與所述送料步進(jìn)電機(jī)（5）傳動連接，所述機(jī)體（1）的側(cè)面設(shè)有刀架（9），所述刀架（9）上安裝有上切刀（7）在機(jī)體（1）上固定安裝下切刀（8），所述上切刀（7）可以隨刀架（9）上下移動，其特征在于所述機(jī)體（1）內(nèi)還設(shè)有剪切步進(jìn)電機(jī)（6），所述電腦單片機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動器與上述步進(jìn)電機(jī)電連接，所述上切刀（7）由剪切步進(jìn)電機(jī)（6）驅(qū)動。數(shù)控剪切機(jī)，該數(shù)控剪切機(jī)包括有機(jī)體（1）、電腦單片機(jī)和送料臺面（13）所述機(jī)體上設(shè)有數(shù)控按鈕（12），并在機(jī)體上安裝有上下送料輥筒（11）所述機(jī)體內(nèi)設(shè)有送料步進(jìn)電機(jī)（5），所述輥筒通過所述送料步進(jìn)電機(jī)傳動連接，所述機(jī)體的側(cè)面設(shè)有刀架（9）,所述刀架上安裝有上切刀（7）,在機(jī)體上固定安裝下切刀（8）,所述上切刀可以隨刀架上下移動，其特征在于所述機(jī)體內(nèi)還設(shè)有剪切步進(jìn)電機(jī)（6）,所述電腦單片機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動器與上述步進(jìn)電機(jī)電連接，所述上切刀由剪切步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。本實用新型的上切刀通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動后，使上切刀定位準(zhǔn)確，步進(jìn)電機(jī)啟動力矩大，并可以自由調(diào)節(jié)剪切機(jī)的剪切速度、剪切深度，本實用新型由機(jī)體內(nèi)的電腦單片機(jī)進(jìn)行精確控制，穩(wěn)定可靠工作，按照本實用新型設(shè)計主題所制作的數(shù)控剪切機(jī)，必將給電子、電器、電機(jī)行業(yè)的切帶、切軟管等帶來積極的使用效果。1.3剪切機(jī)特點（1） .電機(jī)按需求米用可編程控制器；（2） .液壓系統(tǒng)采用先進(jìn)的插裝閥或滑閥系統(tǒng)控制，實行按鈕集中操作的液壓機(jī)；本機(jī)器用于剪切厚度為1~6mm，寬度為2500mm的鋼板。被剪切板料強(qiáng)度以450N/mm2為準(zhǔn)，如需剪切其它強(qiáng)度的板料時,應(yīng)相應(yīng)減薄被剪板料的厚度。本機(jī)器采用鋼板焊接結(jié)構(gòu),液壓傳動,氮氣缸回程，電氣控制.工作平穩(wěn)可靠，機(jī)器體積小,重量輕，剛性好，操作方便等優(yōu)點。調(diào)整刃口間隙迅速方便，機(jī)器設(shè)有前后擋料，后擋料采用機(jī)械傳動,轉(zhuǎn)數(shù)器顯示數(shù)值，并能作手動微調(diào),調(diào)節(jié)方便可靠.前擋料采用標(biāo)尺計數(shù)，擋塊定位，另外還設(shè)有燈光照明,便于劃線剪切，通過時間繼電器可任意調(diào)節(jié)上刀架的行程，以提高剪切窄板料的效率。1.2.課題簡介本課題剪板機(jī)的主機(jī)功能本次設(shè)計的液壓剪切機(jī)主要用于板料的剪切加工。其主機(jī)由送剪刀，壓塊，料機(jī),料架，等組成。物料的壓緊裝置和剪切裝置是由液壓缸來執(zhí)行的。在各個工作機(jī)構(gòu)的行程上，設(shè)置有電器行程開關(guān)，通過這些電器行程開關(guān)發(fā)出的信號和可編程控制器即PLC來實現(xiàn)自動控制。剪板機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)原理剪板機(jī)工作原理剪切機(jī)在初始位置時，壓緊裝置1在工作位置的上方，行程開關(guān)SQ2被頂開。剪切裝置2也在上方位置，行程開關(guān)SQ4被壓開。行程開關(guān)SQ1和SQ5均為常開。剪板機(jī)在進(jìn)入工作狀態(tài)前，物料放在用于送料的皮帶上，然后啟動液壓系統(tǒng)并升壓到工