一种长尺寸金属板材纵向精密滚动剪切的制造方法
【专利摘要】一种长尺寸金属板材纵向精密滚动剪切机，属于金属板剪切【技术领域】，包括传动机构及工作机构。优点是：采用双电机分别驱动左右两个锥齿轮换向器、减速机带动左右两个曲柄轴转动，曲柄轴再通过连杆带动上剪刃刀架实现滚切运动，解决了由于钢板过长，双曲柄轴间距过大，传动减速机结构尺寸过于庞大，无法加工制造的难题；双侧曲柄轴相位角采用不等值非对称装配，解决了剪切力大的问题；采用直线型剪刃和半径不等值的两段圆弧的结构，解决了切入量大，剪切力过大，上下剪刃重叠量不均匀和超长整体剪刃无法加工制造的难题；上述技术保证了其能够实现对超长钢板：6000mm～18000mm的滚动剪切，上下剪刃重叠量控制在5-10mm范围内。
【专利说明】一种长尺寸金属板材纵向精密滚动剪切机
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属板材加工领域的精密剪切下料领域，具体涉及一种纵向尺寸为 6000-18000mm的金属板材的精密滚动剪切机。
【背景技术】
[0002] 目前，重型汽车厂、起重机厂、大型阀门厂、工程机械厂等单位，在车架主梁、起重 梁、阀门筒体、工作动臂的剪切下料时，使用的还是斜刃剪切机。由于斜刃剪切机剪切时，为 了完成超长板材的剪切，切入侧上剪刃的附加行程必须足够大，才能完成钢板尾部的剪切， 从而引起板材的头部发生严重弯曲变形和镰刀弯等缺陷(如图1所示)，如剪切长3000mm的 板材，剪切附加行程要达到95~120_(取剪切角1. 8°?2. 3° )，那么剪切长12000mm的板 材，剪切附加行程要达到377mnT482mm(取剪切角1. 8°?2. 3° )。金属板材的弹性压弯量 通常在50mm左右，因此用斜刃剪剪切宽度在3000mm以上板材时，切口都要发生不可恢复 的塑性变形，那么对精整剪切后的下一道工序，如冷弯、冲压、压力成形、折弯、卷筒及焊接 等工作造成极大影响，必须对头部弯曲和镰刀弯等进行矫直后，才能使用，导致生产效率低 下、成本高、产品质量差等一系列问题。因此斜刃剪切机已经远远不能满足超长钢板，尤其 是6000mnTl8000mm长度区间板材的剪切质量要求。如采取减小剪切角降低剪切附加行程 的办法，则会导致剪切力急剧增大，进而会使剪切机的传动功率和设备重量大幅增加，通常 在剪切厚度IOmm以上，宽度3000mm以上的钢板时，剪切角大于1. 2°，否则剪切力过大，设 备重量和造价庞大。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提供一种长尺寸金属板材纵向精密滚动剪切方案，可有效实现对超 长钢板的纵向剪切 本发明是这样实现的，如图2、3所示，它主要包括传动机构及工作机构两部分。其中传 动机构由电机、锥齿轮换向器、减速机、离合器组成。工作机构是由左右曲柄轴、连杆机构、 上剪刃和下剪刃组成。右曲柄轴4的曲柄相位角为α，左曲柄轴5的曲柄相位角为β，为 了能实现超长板材的剪切，相位角α和β采取不等值设计。1#连杆1和2#连杆2的上 端分别与右曲柄轴4和左曲柄轴5上的曲柄联接，下端与上剪刃刀架10上的C、D联接，1# 平衡液压缸7和2#平衡液压缸8的上端通过铰接与机架连接，下端通过铰接与上剪刃刀 架10上的Α、Β联接，导向杆9对剪切过程的上剪刃刀架10进行导向，其一端与机架F点铰 接，另一端与上剪刃刀架10上P点铰接。当启动1#电动机14和2#电动机16时，通过1# 锥齿轮换向器3和2#锥齿轮换向器6及1#减速机构13和2#减速机构17,并借助于同步 轴15和离合器18把1#电动机14和2#电动机16联接到一起，实现两台电机同步转动，为 工作机构提供动力，带动1#连杆、2#连杆运动，同时借助导向杆9的约束作用，驱动上剪刃 刀架10上安装的圆弧剪刃沿着下剪刃刀架11做滚动剪切，保证上下剪刃沿着钢板宽度方 向上重叠量近似相等。1#平衡液压缸7和2#平衡液压缸8在剪切过程中能起到平衡上剪 刃刀架10重量的作用，并能消除工作机构之间的铰接的间隙，减小各部件之间的振动和冲 击，提高联接轴瓦的使用寿命 为了能够实现超长钢板的滚动剪切，上述结构设计中采取的创新特征如下： (1) 采用双电机分别传动左右锥齿轮换向器及减速机，带动左右两个曲柄轴转动，进 而带动上剪刃刀架实现滚切运动，左右两个电机通过同步轴及离合器联接。本发明的传 动机构解决了超长钢板（6000mnTl8000mm)剪切机设计时，由于钢板过长，左右曲柄轴间距 (5000-15000mm)过大，传动减速机结构尺寸过于庞大，无法加工制造的问题，进而解决了 制约超长机械式钢板滚动剪切机传动机构无法实现的难题 (2) 左右两个电机采用尾部同步轴加离合器联接，即解决了左右电机同步，又可实现对 左右曲轴偏心相位角的单独调整，以解决相位角装配精度差及通过相位角的调整实现滚动 剪切运动轨迹及重叠量（5-10_)的调整，提高滚切效果和钢板剪切质量 (3) 为了能实现超长板材的剪切，双侧曲柄轴相位角采用不等值设计，即导向杆侧曲柄 轴的相位角β小于另一侧曲柄轴的相位角α，α和β的差值在12°?2Γ之间，装配曲 柄相位角α和β的径向投影夹角为96° ~128°之间，可以解决超长板剪切时因剪切角过 小，剪切力过大的问题 (4) 采用直线型剪刃和半径不等值的两段圆弧剪刃组合设计，分体制造，之后组装成一 整体剪刃的结构，解决了超长钢板剪切时切入量大，剪切力过大，上下剪刃重叠量不均匀、 局部过大和整体超长剪刃无法加工制造的难题。分体剪刃对应的弦长和圆弧半径尺寸按下 表选取：
【权利要求】
1. 一种长尺寸金属板材纵向精密滚动剪切机，属于金属板剪切【技术领域】，包括传动机 构及工作机构，其结构采用双电机传动（14)、（ 16)，分别驱动锥齿轮换向器（3)、（6)和减速 机构（13 )、（ 17 )带动左右两个曲柄轴（4)、（ 5 )转动，进而带动上剪刃刀架（10 )实现滚切运 动，左右两个电机（14)、（16)通过尾部同步轴（15)进行同步及相位角单独调整；双侧曲柄 轴（4)、（5)相位角采用不等值非对称装配，即导向杆（9)侧曲柄轴（5)的相位角β小于另 一侧曲柄轴（4)的相位角α，α和β的差值在12° ~2Γ之间，装配曲柄（4)、（5)相位角 α和β的径向投影夹角在96°?128°之间；安装在上剪刃刀架（10)上的剪刃采用直线型 剪刃和半径不等值的两段圆弧剪刃组合设计，分体制造，之后组装成一整体剪刃的结构，分 体剪刃对应的弦长和圆弧半径尺寸按下表选取：
备注：半径为"…"表示该段弦长对应的剪刃形状为直线。
【文档编号】B23D31/00GK104227122SQ201410316400
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】楚志兵, 马立峰, 黄庆学, 何小培, 洪善晶, 李玉贵 申请人:太原科技大学