11剪切機解析課件

平刃剪切機

11.1斜刃剪切11.2第十一章剪切機圓盤剪11.3飛剪機11.41.基本要求：重點與難點：了解剪切機作用、類型、結(jié)構(gòu)；理解飛剪的工作原理；掌握剪切機的結(jié)構(gòu)選型及其主要參數(shù)選擇。飛剪工作原理；剪切機的結(jié)構(gòu)及其選型；剪切機主要參數(shù)選擇。2.圖11-1不同類型剪切機剪刃配置圖a-平刃剪切機；b-斜刃剪切機；c-圓盤剪切機3.11.1平刃剪切機11.1.1平刃剪分類平刃剪切機按其剪切方式可分為上切式和下切式兩種上切式剪切機的特點是下刀刃固定不動，剪切軋件的動作由上刀刃來完成；下切式剪切機，其上、下兩個刀刃都是運動的，但剪切軋件的運動是由下刀刃上升來完成的。4.平刃剪切機還可分為閉式剪切機和開式剪切機閉式剪切機的機架位于刀刃的兩側(cè)，通常做成門型，剛性好，剪切斷面大，但不易觀察剪切情況，不便于設(shè)備的維修和事故處理；開式剪切機的機架位于刀刃的一側(cè)，通常做成懸臂式的，剛性較差、剪切斷面小，但是便于檢修維護和事故處理。5.

11.1.2平刃剪的結(jié)構(gòu)11.1.2.1上切式平刃剪切機圖11-2帶擺動輥道的上切式剪切機6.圖11-320MN曲柄連桿上切式剪切機1-機架；2-曲軸；3-上刀臺平衡油缸（傳動側(cè)）；4-上刀臺平衡油缸（操作側(cè)）；5-壓板裝置；6-上刀臺行程擴大裝置；7-連桿；8-上刀臺壓緊油缸；9-上刀臺連桿墊塊；10-上刀臺主體；11-下刀臺；12-下刀臺夾緊油缸；13-下橫梁7.圖11-420MN曲柄活連桿式剪切機結(jié)構(gòu)及剪切過程a-非剪切時；b-上刀臺下降準(zhǔn)備剪切；c活連桿推入進行剪切1-汽缸；2-鏈輪；3、4-彈簧；5-平衡重；6-活連扦；7-上刀臺；8-機架；9-小汽缸；10-桿；11-下刀臺；12-吊桿；13-偏心軸；l4-橫梁；15-軋件8.11.1.2.2下切式平刃剪切機⑴浮動偏心軸式剪切機圖11-5浮動偏心軸式剪切機類型a-雙偏心上驅(qū)動帶機械聯(lián)動壓板式；b-雙偏心下驅(qū)動帶機械聯(lián)動壓板式；c-單偏心下驅(qū)動帶液壓壓板式9.圖11-616MN液壓壓板浮動偏心軸剪切機結(jié)構(gòu)簡圖1-電動機；2-控制器；3-減速機；4-萬向接軸；5-接軸平衡缸；6-偏心軸；7-下刀臺；8-連桿；9-機架；10-上刀臺；11-心軸；12-壓板液壓缸；13-上刀片；14-下刀片；15-彈簧；16-下刀臺平衡缸；17-上刀臺平衡缸；18-壓板10.圖11-7浮動偏心軸式剪切機的剪切過程示意圖a-原始位置；b-上刀下降；c-上刀停止，下刀上升，剪切；d-搖桿受力圖11.剪切過程

①當(dāng)啟動剪切機時，由于上下刀臺自重以及上刀臺平衡力作用，使偏心軸繞A點旋轉(zhuǎn)，上刀臺和壓板下降，由于臂長AB=CB、ED=DO，所以當(dāng)壓板未與金屬接觸之前，上刀臺和壓板將以同一速度下降，把金屬壓在輥道的輥子上。②當(dāng)壓板壓住金屬后，機構(gòu)向下運動阻力增大，迫使轉(zhuǎn)動中心由A移向B，以B為轉(zhuǎn)動中心，一直到下刀臺抬起接觸金屬為止（這個過程是很短的）。③下刀臺接觸金屬后，其轉(zhuǎn)動中心又由B點移向C點，即以C為轉(zhuǎn)動中心，這時下刀臺和壓板夾持金屬以相同速度向上移動，進行剪切。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)過180°時，上刀臺下降到最低位置，下刀臺上升到最高位置，剪切過程結(jié)束。④復(fù)位。金屬被剪斷后，偏心軸仍繼續(xù)回轉(zhuǎn)。首先是下刀臺，壓板和夾在它們之間被剪斷的金屬下降，到金屬接觸輥道后，壓板不動，下刀臺開始脫離金屬向下運動，回到原始位置，之后，上刀臺和壓板同時上升，回到原來位置。到曲軸轉(zhuǎn)過360°時，機構(gòu)全部回到原始位置，完成一次剪切循環(huán)。12.圖11-8剪切機構(gòu)運動分析簡圖13.⑵六連桿式剪切機圖11-99MN六連桿式剪切機結(jié)構(gòu)簡圖1-上剪股；2-曲柄連桿；3-曲柄軸；4-下剪股；5-連接上下剪股的連桿；6-上刀臺14.圖11-10六連桿式剪式機工作原理a-原始狀態(tài)；b-上刀臺下降愛導(dǎo)行套限制；c-下刀臺上升；d剪切終了1-上刀臺；2-導(dǎo)行套；3-上剪股；4-連桿；5--偏心軸；6-下剪股；7-拉桿15.11.1.3平刃剪切機的主要參數(shù)11.1.3.1剪切力⑴軋件剪切過程分析

圖11-11平刃剪剪切過程受力分析圖11-12剪切力隨相對切入深度變化曲線16.若忽略軋件的重量，在開始滑移時，兩個力偶矩相等，即處于平衡狀態(tài)，軋件轉(zhuǎn)動傾角為，壓入軋件的深度為，剪刃與軋件接觸面積的寬度為，力P與T均作用在軋件接觸面積寬度的中間位置上。并假定壓入階段剪刃與軋件接觸的表面上的單位壓力均勻分布且相等。結(jié)合圖11-11中的幾何關(guān)系：，，，則有：*由此可知，壓入深度愈大，軋件轉(zhuǎn)角就愈大，側(cè)向推力亦愈大。

17.⑵單位剪切抗力的確定圖11-13熱剪切低碳鋼單位剪切抗力曲線圖11-14冷剪切不同金屬單位剪切抗力曲線18.19.⑶剪切力在設(shè)計或選擇剪切機時，往往只需要根據(jù)被剪切材料的最大截面尺寸計算出最大剪切力，可用下式計算：式中，-被剪切金屬在對應(yīng)溫度下的最大單位剪切抗力；-被剪材料原始截面積；-考慮剪刃磨鈍、剪刃間隙增大的系致，其值按剪切機能力選：小型剪切1.6MN)，取l.3；中型剪切機（2.5～8MN)，取1.2；大型剪MN)，取l.1。機（切機（若被剪切材料無單位剪切杭力試驗數(shù)據(jù)，可按下式計算最大剪切力：-被剪切材料在相應(yīng)溫溫度下的強度極限。式中，20.11.1.3.2剪刃行程圖11-15剪刃行程示意圖l-上刀臺；2-壓料板；3-被剪金屬；4-輥道；5-下刀臺剪刃行程主要取決于剪切軋件的最大厚度，可按下式確定（見圖11-15所示）：21.11.1.3.3剪刃尺寸剪刃尺寸包括剪刃長度、高度和寬度。這些尺寸主要根據(jù)被剪金屬的最大截面尺寸來選定。剪刃長度可按下表11-2確定，其中，為被剪金屬的最大寬度。22.11.1.3.4剪切次數(shù)

剪切次數(shù)是表示剪切機生產(chǎn)能力的參數(shù)。剪切次數(shù)有理論剪切次數(shù)和實際剪切次數(shù)。理論剪切次數(shù)是指剪切機在每分鐘時間內(nèi)，連續(xù)運轉(zhuǎn)可實現(xiàn)的剪切次數(shù)，該值取決于剪切機的結(jié)構(gòu)。實際剪切次數(shù)總是小于理論剪切次數(shù)，因此，在選擇剪切機時，實際剪切次數(shù)應(yīng)保證在軋制節(jié)奏時間內(nèi)，剪完工藝規(guī)程規(guī)定的全部定尺和切頭、切尾。

23.24.11.2斜刃剪切

圖11-16斜刃剪剪切示意圖25.11.2.1斜刃剪切機結(jié)構(gòu)11.2.1.1上切式斜刃剪圖11-17Q11-20×2000型剪切傳動系統(tǒng)圖1-電動機；2、3-減速齒輪；4-滾動軸承；5-離合器；6-皮帶輪；7-曲柄；8-上刀臺；9-剪刃；10-長軸；11-連桿26.11.2.1.2下切式斜刃剪圖-11-18下切式液壓剪1-限位擋快；2、3-液壓缸；4-橫梁；5-拉桿；6-上刀臺；7-下刀臺；8-下剪刃；9-上剪刃；10-擋快；11-機架；12-滑槽；13-擋快；14-齒條27.11.2.2斜刃剪切機參數(shù)剪切力剪刃長度剪刃傾角剪刃行程剪切次數(shù)主要參數(shù)為:28.11.2.2.1剪切力圖11-19金屬作用在刀片上的剪切力圖11-20斜刃剪剪切板材時，板材變形示意圖29.B.B.諾薩里計算公式由圖11-20剪切板材時變形分析可知，總剪切力包括三部分：式中，-純剪切力；-剪刃作用于被剪掉部分產(chǎn)生的彎曲力；-板材受剪刃壓力（近似地以EF為界）產(chǎn)生的局部變形彎曲力。由圖11-19可知，作用在三角形內(nèi)寬為的微分面積上的剪切力為：式中，-被剪切金屬的厚度；-作用在剪刃單位長度上的剪切力；-被剪切金屬的剪切抗力。30.剪切區(qū)內(nèi)任意一點，相對切入深度為：式中，-剪刃傾角。31.圖11-21系數(shù)與的關(guān)系圖11-22壓板和剪切面的距離32.11.2.2.2剪刃行程

斜刃剪剪刃行程除考慮平刃剪剪切時的各種因素外，尚須考慮由于剪刃的傾斜所引起的行程增加量：式中，-相當(dāng)于平刃剪的行程；-剪刃傾斜引起的行程增加；-被剪切板材最大寬度。33.11.2.2.3剪刃長度剪刃長度取決于被剪板材的最大寬度，按下式確定：34.11.2.2.4剪刃傾角剪刃傾角大小，主要取決于剪切板材的厚度。薄板斜刃剪取～；～。為了保證剪切質(zhì)量，有的斜刃剪傾角剪切較厚板材取11.2.2.5剪刃側(cè)向間隙剪刃側(cè)向間隙的取值與板材的材質(zhì)及板材的厚度有關(guān)，一般取為被剪板材厚度的5%～7%。合理的設(shè)計，應(yīng)使斜刃剪的側(cè)向間隙可調(diào)。做成可調(diào)節(jié)的。35.11.2.2.6剪切傾角

圖11-23剪切傾角示意圖11.2.2.7剪切次數(shù)斜刃剪剪切次數(shù)可參照平刃剪確定，也可參閱斜刃剪的參數(shù)系列。36.11.3圓盤剪11.3.1圓盤剪切機結(jié)構(gòu)用途：用于縱向連續(xù)剪切板帶材分類：圓盤剪按用途可分為兩種，即切邊用圓盤剪和分條用圓盤剪；按圓盤剪的傳動方式又有拉剪和動力剪之分。

37.圖11-24圓盤式剪切機結(jié)構(gòu)示意圖1-剪刃；2-萬向接軸；3-偏心套筒；4-調(diào)整剪刃距離機構(gòu)；5-剪刃側(cè)向間隙調(diào)整機構(gòu)；6-主傳動電機；7-移動機架電機38.圖11-25圓盤剪刀盤軸線傾斜示意圖圖11-26帶材切邊彎曲的方法39.11.3.2圓盤剪的主要參數(shù)11.3.2.1剪切力、剪切力矩及功率圖11-27圓盤剪剪切板邊示意圖圖11-28圓盤剪剪切金屬時的力圓盤剪剪切力的計算方法與斜刃剪相似。設(shè)作用在一個剪刃上的總剪切力由兩個部分組成：式中，-純剪切力；-板材被剪掉部分的彎曲力，見圖11-27所示。40.總剪切力可按下式計算：上式中第二項為分力。系數(shù)決定于被剪掉板邊寬度與板厚的比值，見圖11-29所示。當(dāng)時，的數(shù)位趨于漸近線。圖11-29與的關(guān)系曲線41.圓盤剪的剪切功率可根據(jù)作用在圓盤刃上的力矩來確定。在上下剪刃圓盤垂直作用在剪刃上，則轉(zhuǎn)動一對剪刃所需力矩：

直徑相同時，合力驅(qū)動圓盤剪的總力矩：式中，-剪刃對數(shù)；-一對剪刃軸的摩擦力矩,，為剪刃軸頸的直徑，為剪刃軸軸承的摩擦系數(shù)。驅(qū)動圓盤剪所需功率為：式中，-考慮剪刃與剪板間摩擦損失系數(shù)，；-板材運行速度；-傳動系統(tǒng)效率。42.11.3.2.2圓盤剪刃直徑及其厚度圓盤剪刃直徑()根據(jù)所剪板材厚度()、剪刃重疊量()及允許咬入角()來確定：式中，-圓盤剪剪刃重疊量，一般根據(jù)剪切板厚選取，mm，當(dāng)剪切板厚大于5mm時，重疊量可為零或負(fù)值；-咬入角，一般取為，角與剪切速度有關(guān)，速度快時時，圓盤剪刃直徑。取小值，速度慢時取大值。當(dāng)可在下列范圍內(nèi)選取，圓盤刀片厚度可按下式計算：43.11.3.2.3剪切速度剪切速度要根據(jù)生產(chǎn)率、板材厚度和材質(zhì)來決定。常用的剪切速度可參考表11-3。11.3.2.4剪刃側(cè)向間隙剪刃側(cè)向間隙大小與剪切的板厚、材質(zhì)有關(guān)。44.11.4飛剪機11.4.1對飛剪機的基本要求⑴剪刃在剪切軋件的同時還要隨著運動的軋件一起運動，即剪刃應(yīng)同時完成剪切與移動兩個動作，且剪切時，剪刃在軋件運動方向的分速度應(yīng)與軋件運動速度保持一定的關(guān)系，即，

⑵必須能滿足剪切長度的要求，并能準(zhǔn)確調(diào)長；⑶應(yīng)能滿足軋機或機組生產(chǎn)率的要求；⑷飛剪運動構(gòu)件的加速度和質(zhì)量應(yīng)盡可能小，以減少運動構(gòu)件的慣性力和動負(fù)荷。45.11.4.2飛剪的類型及其結(jié)構(gòu)11.4.2.1切頭飛剪的主要類型及其結(jié)構(gòu)

⑴滾筒式切頭、尾飛剪圖11-30滾筒式切頭、尾飛剪a-刀片裝在滾筒上；b-刀片裝在杠桿上1-送料輥；2-刀片；3-滾筒；4-杠桿；5-傳動齒輪46.圖11-31雙滾筒切頭飛剪1、2-機架；3-下橫梁；4-下滾筒；5-同步齒輪；6-上滾筒；7-上滾筒；8-壓緊楔快；9-平衡裝置；10-平衡彈簧；11-機架輥；12-側(cè)向擋板；13-地腳螺絲；14-滾筒軸承座；15剪刃；16出口導(dǎo)板47.⑵曲柄式切頭、尾飛剪①傳動裝置

圖11-32飛剪傳動裝置布置圖48.②機架本體：機架本體由底座和左、右兩片機架及上橫梁組成，它們均為焊接結(jié)構(gòu)。機架實際上是上、下剪鼓曲柄軸的軸承座，有軸套壓入機架，軸承裝入軸套內(nèi)。飛剪上擺桿與下擺桿軸承座固定在機架和底座上。③剪切機構(gòu)：剪切機構(gòu)由上剪鼓、下剪鼓、剪刃、擺桿機構(gòu)等組成。④剪刃隙調(diào)整機構(gòu)：飛剪把下擺桿的支點軸做成偏心軸，偏心量10mm。當(dāng)液壓馬達通過兩級圓柱蝸輪減速機帶動偏心軸轉(zhuǎn)動時，擺桿的實際長度將發(fā)生變化，剪刃間隙則隨之改變。擺桿長度變化范圍±10mm。49.⑶曲柄連桿式飛剪圖11-33曲柄連桿式飛剪機(機箱內(nèi)有一級減速齒輪副)1-曲柄軸；2-擺桿；3-連桿；4-傳動齒輪50.11.4.2.2定尺飛剪51.⑴滾筒式定尺飛剪圖11-34橢圓齒輪勻速機構(gòu)52.⑵曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪（斯米特曼式飛剪）

圖11-35曲柄連桿式飛剪（斯米特曼式）1-刀片架；2-剪刃；3-擺桿；4-升降桿；5-曲折桿；6-偏心軸53.⑶曲柄偏心式飛剪圖11-36曲柄偏心式飛剪結(jié)構(gòu)簡圖1、11-傳動導(dǎo)架的齒輪；2-小齒輪；3-雙臂曲柄軸的曲柄頭；4、5-鉸鏈；6-刀架；7-擺桿；8-連桿；9、16-傳動偏心軸的齒輪；10-偏心軸；12-導(dǎo)架；13-雙臂曲柄軸；14-剪刃；15-滾動軸承54.⑷曲柄-回轉(zhuǎn)聯(lián)合飛剪機圖11-37曲柄-回轉(zhuǎn)聯(lián)合飛剪機a-曲柄式飛剪機；b-回轉(zhuǎn)式飛剪機1-刀架；2-曲柄軸；3-箱體；4-擺桿；5-連桿55.11.4.3飛剪剪切長度的調(diào)節(jié)圖11-38送料輥與飛剪機布置圖1-送料輥；2-飛剪機

通常用最后一架軋機或?qū)ｉT的送料輥1將軋件送往飛剪2進行剪切，如果軋件運行速度為常數(shù)，而飛剪每隔秒剪切一次軋件，則被剪下的軋件長度為：56.11.4.3.1啟動工作制飛剪調(diào)長圖11-39啟動工作制飛剪調(diào)定尺簡圖a-光電管放置飛剪前；b-光電管放且飛剪后面1-光電管；2-送料輥；3-飛剪機57.11.4.3.2連續(xù)工作制飛剪調(diào)長飛剪的連續(xù)工作制用在軋件運動速度較高的情況下，此時所剪下的軋件定尺長度為：式中，-剪刃每分鐘轉(zhuǎn)速；-在相鄰兩次剪切時間內(nèi)，剪刃所轉(zhuǎn)的周數(shù)，亦稱為空切次數(shù)。如果在剪切機前面用送料輥來送進軋件時，則上式可寫成下式：式中，-送料輥直徑；-送料輥每分鐘轉(zhuǎn)速。58.調(diào)節(jié)剪切長度的三種常用方法

⑴最簡單的飛剪工作制,此種工作制的特點是在剪刃圓周速度等于或大于軋件運行速度條件下切定尺。若保待軋件運行速度不變，在一定范圍內(nèi)改變剪刃轉(zhuǎn)數(shù),可以得到不同的剪切長度。圖11-40軋件長度調(diào)節(jié)范圍I-按第1、3種方法剪切；Ⅱ-按第2種方法剪切59.⑵具有均勻速度機構(gòu)的飛剪工作制。該工作制同樣是利用變化剪刃每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的方法來調(diào)節(jié)軋件定尺長度。區(qū)別在于在改變剪刃每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的同時，采用均勻速度機構(gòu)使飛剪作不等速度運動，保持剪刃剪切瞬時速度與軋件速度相適應(yīng)。60.圖11-41帶雙曲柄勻速機構(gòu)的飛剪布置簡圖圖11-42刀片速度與雙曲柄主動遙桿轉(zhuǎn)角的關(guān)系1、2-送料輥、飛剪；3、4-主、從動遙桿；1-時；2、3-5-減速器；6-電動機時61.⑶具有徑向均勻速度機構(gòu)的工作制。該工作制免除了上述均勻速度方法較大的慣性動力矩。它是基于使剪刃的軌跡半徑在與之間來調(diào)節(jié)的。圖11-43在徑向均勻速度時，具有最大和最小半徑的剪刃軌跡62.⑷采用空切機構(gòu)調(diào)整剪切定尺長度。改變空切系數(shù)（即改變相鄰兩次剪切期間內(nèi)剪刃所轉(zhuǎn)周數(shù)）的機構(gòu)稱為空切機構(gòu)?？涨袡C構(gòu)的形式基本上有兩種：①改變上、下兩剪刃角速度的比值，即在剪刃運動軌跡不變的情況下改變上、下兩剪刃相遇的次數(shù)，以實現(xiàn)空切達到調(diào)節(jié)長的目的。②改變剪刃運動軌跡，使上下兩剪刃不是每轉(zhuǎn)