一種長尺寸金屬板材縱向精密滾動剪切的制造方法
【專利摘要】一種長尺寸金屬板材縱向精密滾動剪切機，屬于金屬板剪切【技術領域】，包括傳動機構及工作機構。優點是：采用雙電機分別驅動左右兩個錐齒輪換向器、減速機帶動左右兩個曲柄軸轉動，曲柄軸再通過連桿帶動上剪刃刀架實現滾切運動，解決了由于鋼板過長，雙曲柄軸間距過大，傳動減速機結構尺寸過于龐大，無法加工制造的難題；雙側曲柄軸相位角采用不等值非對稱裝配，解決了剪切力大的問題；采用直線型剪刃和半徑不等值的兩段圓弧的結構，解決了切入量大，剪切力過大，上下剪刃重疊量不均勻和超長整體剪刃無法加工制造的難題；上述技術保證了其能夠實現對超長鋼板：6000mm～18000mm的滾動剪切，上下剪刃重疊量控制在5-10mm范圍內。
【專利說明】一種長尺寸金屬板材縱向精密滾動剪切機

【技術領域】
[0001] 本發明屬于金屬板材加工領域的精密剪切下料領域，具體涉及一種縱向尺寸為 6000-18000mm的金屬板材的精密滾動剪切機。

【背景技術】
[0002] 目前，重型汽車廠、起重機廠、大型閥門廠、工程機械廠等單位，在車架主梁、起重 梁、閥門筒體、工作動臂的剪切下料時，使用的還是斜刃剪切機。由于斜刃剪切機剪切時，為 了完成超長板材的剪切，切入側上剪刃的附加行程必須足夠大，才能完成鋼板尾部的剪切， 從而引起板材的頭部發生嚴重彎曲變形和鐮刀彎等缺陷(如圖1所示)，如剪切長3000mm的 板材，剪切附加行程要達到95~120_(取剪切角1. 8°?2. 3° )，那么剪切長12000mm的板 材，剪切附加行程要達到377mnT482mm(取剪切角1. 8°?2. 3° )。金屬板材的彈性壓彎量 通常在50mm左右，因此用斜刃剪剪切寬度在3000mm以上板材時，切口都要發生不可恢復 的塑性變形，那么對精整剪切后的下一道工序，如冷彎、沖壓、壓力成形、折彎、卷筒及焊接 等工作造成極大影響，必須對頭部彎曲和鐮刀彎等進行矯直后，才能使用，導致生產效率低 下、成本高、產品質量差等一系列問題。因此斜刃剪切機已經遠遠不能滿足超長鋼板，尤其 是6000mnTl8000mm長度區間板材的剪切質量要求。如采取減小剪切角降低剪切附加行程 的辦法，則會導致剪切力急劇增大，進而會使剪切機的傳動功率和設備重量大幅增加，通常 在剪切厚度IOmm以上，寬度3000mm以上的鋼板時，剪切角大于1. 2°，否則剪切力過大，設 備重量和造價龐大。


【發明內容】

[0003] 本發明目的是提供一種長尺寸金屬板材縱向精密滾動剪切方案，可有效實現對超 長鋼板的縱向剪切 本發明是這樣實現的，如圖2、3所示，它主要包括傳動機構及工作機構兩部分。其中傳 動機構由電機、錐齒輪換向器、減速機、離合器組成。工作機構是由左右曲柄軸、連桿機構、 上剪刃和下剪刃組成。右曲柄軸4的曲柄相位角為α，左曲柄軸5的曲柄相位角為β，為 了能實現超長板材的剪切，相位角α和β采取不等值設計。1#連桿1和2#連桿2的上 端分別與右曲柄軸4和左曲柄軸5上的曲柄聯接，下端與上剪刃刀架10上的C、D聯接，1# 平衡液壓缸7和2#平衡液壓缸8的上端通過鉸接與機架連接，下端通過鉸接與上剪刃刀 架10上的Α、Β聯接，導向桿9對剪切過程的上剪刃刀架10進行導向，其一端與機架F點鉸 接，另一端與上剪刃刀架10上P點鉸接。當啟動1#電動機14和2#電動機16時，通過1# 錐齒輪換向器3和2#錐齒輪換向器6及1#減速機構13和2#減速機構17,并借助于同步 軸15和離合器18把1#電動機14和2#電動機16聯接到一起，實現兩臺電機同步轉動，為 工作機構提供動力，帶動1#連桿、2#連桿運動，同時借助導向桿9的約束作用，驅動上剪刃 刀架10上安裝的圓弧剪刃沿著下剪刃刀架11做滾動剪切，保證上下剪刃沿著鋼板寬度方 向上重疊量近似相等。1#平衡液壓缸7和2#平衡液壓缸8在剪切過程中能起到平衡上剪 刃刀架10重量的作用，并能消除工作機構之間的鉸接的間隙，減小各部件之間的振動和沖 擊，提高聯接軸瓦的使用壽命 為了能夠實現超長鋼板的滾動剪切，上述結構設計中采取的創新特征如下： (1) 采用雙電機分別傳動左右錐齒輪換向器及減速機，帶動左右兩個曲柄軸轉動，進 而帶動上剪刃刀架實現滾切運動，左右兩個電機通過同步軸及離合器聯接。本發明的傳 動機構解決了超長鋼板（6000mnTl8000mm)剪切機設計時，由于鋼板過長，左右曲柄軸間距 (5000-15000mm)過大，傳動減速機結構尺寸過于龐大，無法加工制造的問題，進而解決了 制約超長機械式鋼板滾動剪切機傳動機構無法實現的難題 (2) 左右兩個電機采用尾部同步軸加離合器聯接，即解決了左右電機同步，又可實現對 左右曲軸偏心相位角的單獨調整，以解決相位角裝配精度差及通過相位角的調整實現滾動 剪切運動軌跡及重疊量（5-10_)的調整，提高滾切效果和鋼板剪切質量 (3) 為了能實現超長板材的剪切，雙側曲柄軸相位角采用不等值設計，即導向桿側曲柄 軸的相位角β小于另一側曲柄軸的相位角α，α和β的差值在12°?2Γ之間，裝配曲 柄相位角α和β的徑向投影夾角為96° ~128°之間，可以解決超長板剪切時因剪切角過 小，剪切力過大的問題 (4) 采用直線型剪刃和半徑不等值的兩段圓弧剪刃組合設計，分體制造，之后組裝成一 整體剪刃的結構，解決了超長鋼板剪切時切入量大，剪切力過大，上下剪刃重疊量不均勻、 局部過大和整體超長剪刃無法加工制造的難題。分體剪刃對應的弦長和圓弧半徑尺寸按下 表選取：

【權利要求】
1. 一種長尺寸金屬板材縱向精密滾動剪切機，屬于金屬板剪切【技術領域】，包括傳動機 構及工作機構，其結構采用雙電機傳動（14)、（ 16)，分別驅動錐齒輪換向器（3)、（6)和減速 機構（13 )、（ 17 )帶動左右兩個曲柄軸（4)、（ 5 )轉動，進而帶動上剪刃刀架（10 )實現滾切運 動，左右兩個電機（14)、（16)通過尾部同步軸（15)進行同步及相位角單獨調整；雙側曲柄 軸（4)、（5)相位角采用不等值非對稱裝配，即導向桿（9)側曲柄軸（5)的相位角β小于另 一側曲柄軸（4)的相位角α，α和β的差值在12° ~2Γ之間，裝配曲柄（4)、（5)相位角 α和β的徑向投影夾角在96°?128°之間；安裝在上剪刃刀架（10)上的剪刃采用直線型 剪刃和半徑不等值的兩段圓弧剪刃組合設計，分體制造，之后組裝成一整體剪刃的結構，分 體剪刃對應的弦長和圓弧半徑尺寸按下表選取：
備注：半徑為"…"表示該段弦長對應的剪刃形狀為直線。
【文檔編號】B23D31/00GK104227122SQ201410316400
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月4日 優先權日:2014年7月4日
【發明者】楚志兵, 馬立峰, 黃慶學, 何小培, 洪善晶, 李玉貴 申請人:太原科技大學