我(wǒ)们機(jī)床小編今(jīn)天來(lái)聊一聊(liáo)液壓剪(jiǎn)闆機的結(jié)構是(shì)以什麼标準參數設計的
(1)液壓剪闆(pǎn)機的剪切角
液壓閘(zhá)式剪(jiǎn)闆機的(de)上剪刃與水(shuǐ)平(píng)下(xià)剪刃(rèn)之(zhī)間(jiān)自左向右(yòu)一直存在一個(gè)角度,即上剪刃(rèn)與水平面傾斜(xié)一個角度,這個(gè)角度就稱為剪(jiǎn)切角(jiǎo)Φ,剪切(qiē)角對闆料的剪切質(zhì)量和剪闆機的(de)剪切(qiē)精度有着(zhe)重要影(yǐng)響。剪闆(pǎn)機企(qǐ)業為(wéi)了減(jiǎn)少生産成(chéng)本,一般将剪切角設(shè)計的較大(dà),不僅可(kě)以減(jiǎn)小剪切(qiē)力,而且可(kě)以在設計時(shí)減(jiǎn)小某(mǒu)些零(líng)部(bù)件尺寸(cùn)和液(yè)壓缸直徑(jìng)[25]。但(dàn)液壓閘式剪闆機的(de)剪(jiǎn)切角過(guò)大,會對剪切質量産生重要(yào)影(yǐng)響(xiǎng),剪切(qiē)角過大會産生(shēng)相當(dāng)大(dà)的側向(xiàng)推力(lì),使(shǐ)剪切時(shí)的闆料(liào)被上剪(jiǎn)刃推出,同時,過(guò)大的(de)剪切(qiē)力也會造成闆(pǎn)料翹(qiào)曲。因(yīn)此,在(zài)實際(jì)生産(chǎn)中選用适當的剪切角。
該液壓閘式(shì)剪闆機的(de)剪切角為 2.5o,這樣(yàng)既可(kě)以(yǐ)産(chǎn)生較(jiào)大的(de)剪切力,同時也可以(yǐ)避免(miǎn)剪切(qiē)斷面(miàn)産(chǎn)生(shēng)撕裂的狀(zhuàng)況,減(jiǎn)少闆料(liào)剪切後(hòu)産生的翹曲。
(2)液壓剪(jiǎn)闆機的剪切行(háng)程
剪切行(háng)程的(de)衡量标準,是能(néng)夠順(shùn)利剪斷闆(pǎn)料。在剪切時,應(yīng)選擇合适的剪(jiǎn)切行(háng)程。剪(jiǎn)切行程公式如下:
h x = h p + h l = h p + bmaxtga (2.1)
h p = h1 + s + e1 + r (2.2)
式中:bmax 為(wéi)被剪(jiǎn)鋼闆(pǎn)的較大寬度,此(cǐ)處取(qǔ) 2500mm;a 為(wéi)剪(jiǎn)切角,此處(chù)取 2.5o;h1 為(wéi)入口(kǒu)台架到(dào)壓(yā)闆下平面間的(de)距離(lí),設計過程中取(qǔ)剪闆機可剪切(qiē)鋼闆(pǎn)的較(jiào)大厚(hòu)度再加上 50~75mm,此處取 91mm; s 為上剪(jiǎn)刃與下剪刃的(de)重疊(dié)量,設計過(guò) 程中(zhōng)的選擇範(fàn)圍(wéi)為 5~25mm,此處取 25mm; e1 為(wéi)壓料闆與(yǔ)上剪刃之(zhī)間的距離,它的作用(yòng)是(shì)确保剪切過(guò)程中上剪刃不(bú)會被所剪(jiǎn)闆料(liào)碰撞,一般取 5~25mm,此處取(qǔ) 25mm; r 為下(xià)剪刃(rèn)與入口台架之(zhī)間(jiān)的(de)距離(lí),它的作用是确(què)保剪切過程中(zhōng)下(xià)剪(jiǎn)刃不會被所剪闆料碰(pèng)撞(zhuàng),一般可取 5~20mm,此處(chù)取 20mm;h x =91+25+25+20+2500×tan2.5o=270.25(mm)
剪刃行(háng)程初定為(wéi) 275mm。液壓缸(gāng)行程兩端的位置(zhì)主要是(shì)由(yóu)其行程開(kāi)關進行适(shì)度調節,并且充(chōng)分考(kǎo)慮到液(yè)壓(yā)缸還存在緩沖(chòng)行程,因此(cǐ)選擇(zé)剪切行程(chéng)為 300mm。
(3)液(yè)壓剪(jiǎn)闆機的(de)剪(jiǎn)刃尺寸(cùn)
液壓閘(zhá)式剪闆機為斜刃剪(jiǎn)闆機,斜刃(rèn)剪闆機的剪刃尺寸(cùn)與可(kě)剪闆(pǎn)料的較大寬度有着重要關系(xì)。一般按以下公式(shì)選取:
l = b + (100 ~ 300) (2.3)
液壓閘(zhá)式剪(jiǎn)闆機上(shàng)下剪刃(rèn)均是(shì)由兩塊刀(dāo)片組成,每塊刀片都(dōu)是(shì)由(yóu)螺栓(shuān)緊固(gù)在下(xià)刀座(zuò)和上刀架上,且(qiě)每塊刀片(piàn)長度(dù)都為 1200mm。每塊(kuài)刀片的材料(liào)都為 cr12mov 鋼(gāng),鋼的(de)淬透性、淬火回火的硬度(dù)、耐磨性、強(qiáng)度(dù)均(jun1)比cr12 高(gāo),同(tóng)時在 300-400℃仍可(kě)保持良(liáng)好的耐(nài)磨性和硬度。
剪刃尺寸(厚、寬(kuān)、長)實際尺寸為:a×c×l=16×50×2600。
(4)液壓(yā)剪闆機的剪切力
斜刃剪闆機(jī)的剪切力(lì)理論(lùn)上主要由以下(xià)三個(gè)部分組成:
p = p + p + p (2.4)
1 2 3
式中(zhōng):p 為純(chún)剪切力(lì);p 為闆料被剪切部分的(de)彎曲力,即(jí)在剪(jiǎn)切(qiē)時被剪(jiǎn)切的部分1 2對上(shàng)剪刃産生(shēng)的彎(wān)曲力;p3 為彎(wān)曲抗力,是(shì)指在剪(jiǎn)切過程中,上(shàng)剪刃(rèn)對金(jīn)屬闆料壓入變(biàn)形産(chǎn)生局部的彎曲,從而形成(chéng)彎曲抗力(lì)。
經過(guò)理論分析(xī),并經(jīng)過準(zhǔn)确計(jì)算後,純剪(jiǎn)切力可以(yǐ)表示(shì)為:
p = h2 tde (2.5)tan α ò 1
分析考(kǎo)慮 p2 、 p3 後,總剪(jiǎn)切力(lì)的公(gōng)式 p 總為[26-28]:
p = 0.6 ×s d h 2 (1 + z tanf + 1 ) (2.6) 10ds
總 b s tanf 0.6ds 1 + b y 2 x
式中:sb 為被(bèi)剪闆(pǎn)料強度極(jí)限(mpa);ds 為(wéi)被剪闆料延(yán)展率;h 為(wéi)被(bèi)剪闆料厚度(mm); f 為剪切角(o); d 為刀(dāo)片間(jiān)隙(mm); c 為壓(yā)料腳軸(zhóu)線到(dào)下刀刃的(de)距離(mm);x 為壓料腳(jiǎo)距離(lí)的相(xiàng)對值(zhí),x = c / h ;y 為剪(jiǎn)切側向(xiàng)間隙相(xiàng)對值,y= d / h ; z 為彎曲系數,彎曲(qǔ)系數的大小與(yǔ)闆料的長度、剪闆機的(de)剪切(qiē)角(jiǎo)、闆 料的(de)厚度和闆料(liào)的(de)延展率有很大關系, z = f ( d tan f ) ,經(jīng)過理論(lùn)分析、計算得 hds 出,當 z = 0.95 時(shí),闆料(liào)的彎曲抗力較(jiào)大。
設(shè)計過程(chéng)中(zhōng),與剪切力(lì)有關的各(gè)個參(cān)數的具體取值(zhí)見表(biǎo) 2.2。
表 2 剪切力(lì)各系數值tab.2.2 numerical values of shearing forces sb (mpa) ds h (mm) f (o) d (mm) c (mm) x y z
650 0.26 16 2.5o 4 90 5.625 0.25 0.95
由表(biǎo) 2.2 和剪(jiǎn)切力公式 2.6,可以求(qiú)得(dé)總剪(jiǎn)切力 p總 =1.34×106 n。
水(shuǐ)平方向剪切力一般取垂直方(fāng)向的(de) 20%~30%,現取 30%。
f =0.3× p =3.9×105 n (2.7)s 總 式(shì)中 fs 為(wéi)總(zǒng)剪(jiǎn)切力(lì)在水(shuǐ)平方向的(de)剪切分力(lì)。
剪闆機的(de)剪切合力(lì)為:
f = f 2 + p 2 =1.36×106 n (2.8)s 總
(5)液壓剪闆(pǎn)機壓(yā)料油缸的(de)壓緊力
在剪切(qiē)過程中,為克服(fú)闆料上翹(qiào)對剪(jiǎn)切質量的影響,壓料(liào)油缸(gāng)對闆(pǎn)料施加壓緊力(lì),進而傳(chuán)遞(dì)至下刀座(zuò)上。本文剪闆機(jī)的壓(yā)緊力(lì)是壓料油缸對(duì)闆料施加的恒(héng)定不變的(de)壓力(lì),在設計過(guò)程中(zhōng)需要确(què)保油缸(gāng)推力(lì)大(dà)于所需(xū)的壓料(liào)力(lì)。在工(gōng)程應用中,若僅(jǐn)僅為了防(fáng)止剪(jiǎn)切時闆料翹起(qǐ),所需(xū)的壓料力(lì)很小,壓料力可(kě)表達(dá)為:
p =× p總 (2.9)c 壓式中: p壓 為壓(yā)料力(n); d 為刀片間(jiān)隙(mm); p總 為剪(jiǎn)切(qiē)力(n); c 為(wéi)壓料腳(jiǎo)軸線(xiàn)到下刀刃的距離(mm)。經(jīng)過計算得到 p壓 ≈ 0.044p總 ,即(jí)為較(jiào)小(xiǎo)的壓料(liào)力,在實際剪切過程中(zhōng),此壓料(liào)力遠遠小于将(jiāng)闆料(liào)壓緊所需(xū)要的壓(yā)力(lì),因此(cǐ),不能滿足實際(jì)生産要(yào)求。
根據(jù)一般的剪切情(qíng)況(kuàng),剪(jiǎn)切時(shí)的剪切力越大(dà),所需(xū)要的壓料力越(yuè)大(dà)。在計算(suàn)壓料力時還有一些因素(sù)需要(yào)考慮,如被剪下(xià)部分(fèn)闆料未剪(jiǎn)斷時由于重力(lì)産生的水平拖(tuō)力,以(yǐ)及剪(jiǎn)切過程中上刀片斜(xié)剪産生的(de)水平(píng)分力(lì),并且壓料(liào)力也與被(bèi)剪闆(pǎn)厚和(hé)寬(kuān)度有一(yī)定的關(guān)系(xì)。所以(yǐ)壓料(liào)力可以根(gēn)據公式 2.10 來(lái)确定[29]。
p壓 = k × h × b × 10 (2.10)式(shì)中:k 指(zhǐ)的是(shì)系(xì)數(shù),壓緊力通(tōng)過液壓壓料器(qì)施加,此(cǐ)時 k =0.8~1.1,壓(yā)緊(jǐn)力通(tōng)過機械壓料器(qì)施加,此時 k =0.5~0.6;b 為被(bèi)剪闆寬(mm);h 為(wéi)被(bèi)剪(jiǎn)闆厚(hòu)(mm)。由(yóu)式 2.10 可知, p壓 =0.4×106 n。
(6)液壓剪闆機主副油(yóu)缸對上(shàng)刀架(jià)的推力
在剪闆機運(yùn)行過程中,由液壓缸驅動(dòng)上刀架,上刀(dāo)架(jià)逐漸下壓(yā)剪切闆料(liào),直至(zhì)完全剪斷(duàn)。在這個運(yùn)動過(guò)程中(zhōng),主副油缸(gāng)對刀架(jià)的推力(lì)是随(suí)位置而變(biàn)化(huà)的線性力,受(shòu)力簡圖如(rú)圖(tú) 2.2 所示(shì)。根(gēn)據力(lì)平衡(héng),可(kě)知:p總 = f1 + f2 (2.11)
f1 x = f2 (l - x) (2.12)
式中: p總(zǒng) 為剪(jiǎn)闆機(jī)的垂(chuí)直剪(jiǎn)切力; f1 為主(zhǔ)油缸對(duì)刀架作用力; f2 為副(fù)油缸對刀(dāo)架作用力。
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