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1、6000-12000mm10002500mm630mm640N/m m217%2 13z1mm1.2105mm210mm2500mm3-7 次/minP = k - 0.6c 6zhb 5竺(1 + Z淫tg 申0.665106U56 y 2 Xb2 剪板机基本性能参数2.1 剪板机规格与技术特征板材长度 板材宽度 板材厚度 板材强度极限 板材延伸率 上刀刃倾角 上下刀刃间的间隙 刀刃磨钝系数 曲轴半径 剪刀开口度 剪刀长度 每分钟剪切次数2.2 剪板机基本性能参数决定剪板机性能的主要有：剪板机的剪切力，压料力，剪切角和上刀片的行 程量。2.2.1剪切力确定斜刃剪板机的总剪切力比平刃剪板机的小
2、，它包含三个组成部分：基本剪切 力；被剪下部分板料的弯曲抗力以及板料在剪切区变形的弯曲抗力。总剪切力与 剪切角的关系接近反比例，即随着剪切角的增加而减小。式中k刀片的磨钝系数，k=1.2Cb被剪金属的抗拉强度Cb =640 N/m m65被剪金属的伸长率65 = 17%h被剪板厚（毫米）h=30mm申一一剪切角（度）申=2。13， 一一刀片间隙（毫米）二1mmy一一刀片间隙的相对值，y=A/hC压料脚轴线到下刀刃的距离（毫米），从表2-2中查得C=90X压料脚距离的相对值，X=C/h=3Z弯曲系数，取0.95表2-2压料脚轴线到下刀刃的距离h （毫米）2.5 6.310 12.516 32C
3、（毫米）657090因此 PzH=354X10 6.N2.2.2压料力的确定在剪切过程中，上刀片对板料作用着一个向前的水平推力T。为防止板料的 位移，压料力必须使板料顶面和底面上产生的水平方向摩擦力大于T。剪切开始，上刀片的切入深度达到被剪板厚的瞬间，板料顶面和底面产生的摩擦 力均为F =R（P + P ） N.1 zh y N.当剪切继续进行超过上述瞬间，则板料顶面摩擦力为F =卩P n2 y N;而板料底面的摩擦力仍然不变T=0.3 Pzh N；因此卩(Ph + 2P) 03Ph,当卩二5时,P 二-Py 2 zh N应该说，压料力随总剪切力增大而增大。但是压料力和被剪板宽也有一定关 系，
4、当剪切板宽较大时离开剪切区域较远的压料脚的作用不大。为此，总压料力 为P 二-Py 2 zh 2500 n式中b被剪板宽（毫米）带入函数值，得到Py值为1.57 x 10 6.N2.2.3剪切角的确定从剪切力的公式可以清楚的看到，剪切角增大则剪切力下降，从而减轻机器 的重量。但剪切角增大带来的最不利的后果是窄条料的严重扭曲，其次是增大刀 架的行程量（也就是增加机器的高度和减少每分钟行程次数）。通过对比国内外剪板机的主要参数，决定把剪切角定为3。2.2.4上刀片的行程量上刀片的行程量主要与剪切角和被剪板宽及板厚有关。剪切板料所必需的最 小行程量由下式决定：S = h / + btg 申 + Sa
5、bmm式中h最小开口距，即上刀片在上死点位置时工作台面到上刀刃之间 的距离（毫米）b被剪板宽（毫米）2500Sb刀片超越量（毫米），查阅表2-3表2-3刀片超越量h （毫米）W6.310 1620-3240 60当h不Sb （毫米）可调时38101520当h可调时10(-6)10(-16)15(-32)20(-60)h通过查阅资料得到值为2025mm，取值为20mm，因此得到Sa值为165mm3剪板机机械设计3.1整体设计3.1.1方案选择1.机械传动剪板机（1）下传动剪板机被剪板厚W6.3mm的剪板机多采用机械下传动结构，它具有机器高度小，垂 心低和重量轻的特点。（2）单边齿轮传动的剪板机机
6、械传动的剪板机大部分米用这种结构，即最后一级齿轮装在曲轴的一端。 结构比较简单，但是曲轴很长，制造和装配都比较困难。被剪板厚$25mm时可 考虑用双边齿轮传动的形式。（3）双边齿轮传动剪板机对于大规格的剪板机，长曲轴的锻造和机械加工都非常困难。如果采用双边 齿轮传动，其传动部件的重量要比单边齿轮传动的减轻2030%（4）蜗杆传动剪板机蜗杆传动由于传动比较大，因此传动链缩短，结构紧凑，机器高度降低。此 外蜗杆传动具有传动平稳、噪音小的优点。国产剪板机曾经采用过这种结构，但 是蜗杆传动效率较低，制造和装配困难。特别用在大规格的剪板机上，损耗功率 就比较明显地增大。而且维护和修理业困难，因此没有得到
7、广泛的采用。一般适 用于被剪板厚W13mm的剪板机。#所以采用单边齿轮传动的剪板机。剪板机工作原理：上刀片固定在刀架上，下刀片固定在下床面上，床面上安 装有托球，以便于板料的送进移动，后挡料板用于板料定位，位置由调位销进行 调节。刀具剪板机的下刀片都具有四个刃。刀架沿前倾直线运动的剪板机上刀片可以具 有两个刃或者四个刃。刀架沿弧线运动的剪板机上刀片只宜有两个刃，而且必须 将上刀片用螺钉或者垫片调整为一个空间曲面，因此上刀片的长度尽可能增大以 减少接缝数。如果接缝处调整不当将导致刀具磨损的加剧和被剪板边偏差的增 大。刀片顶面应稍低于工作台面，偏差为-0.20毫米。国产剪板机刀片材料常用6CrW2
8、Si,（热处理后硬度为RC58-60）。T7A,9CrSi， Crl2Pl，Crl2Mo和Cr6VP也可作刀片的材料。国外实验用硬质合金BK15或BK20 镶在剪刀片上来提高两次刃磨的间隔时间。刀片的尺寸参阅下表3-2表3-2刀片尺寸被剪板厚h （毫米）刀片尺寸T*H （毫米）螺孔直径d （毫米）1 2.520*601341625* 801720 2532*1202232 4045*15033由于机械传动剪板机在一个工作循环内，工作负荷是由小骤增，突然到达最大 后又渐渐减少的冲击过程，其中有超过一半是空行程!所以，根据这一特点，机 械剪板机在其传动轴上一般都设有飞轮!这是由于飞轮在空程内加速后
9、贮存能 量，以备在剪切工况时，通过降低转速释放部分能量来帮助主电机克服尖峰负荷 完成剪切！飞轮输出的能量：匸一八小：e.W式中：J-飞轮的转动惯量,3 wW1飞轮的初始角速度，弧度/sW2飞轮降速后角速度，弧度%)/s在飞轮转动惯量不变的前提下，飞轮的转速是影响能量输出的唯一因素!所以， 从设计的角度来说，为保证输出的能量不变，往往通过提高飞轮的转速，并减小 在剪切过程中转速的降低，尽量去减小飞轮的转动惯量(即减小飞轮的尺寸)来 实现!但飞轮降速时，电机的转速也会随之下降，这样，电机的工作电流将成比 例地增加，从而使电机的工况恶化，甚至出现死机或烧坏电机的现象!那么，如 何确定飞轮的转动惯量和
10、转速，从而合理地选择主电机功率和转速以及两者的降 速比，成了专业设计人员无法定量确定的一个难题！飞轮转动惯量的确定由于有了飞轮装置这部分储存和释放能量的作用!所以作用在电机轴上的实际扭 矩，一部分由电机负担，而另一部分由飞轮负担!因此，在设计机械剪板机的过 程中，根据所定型号的剪切功和转速等参数，应首先确定好飞轮的转动惯量，再 来选取主电机功率的大小及转速，达到降低能耗的目的!飞轮的降速率：r)= f-.n h J /fj,式中：柱轮的降速率，%飞轮的初始转速，r/min化飞轮降速后转速，r/min无论剪板机上的飞轮是在电机轴上，还是通过皮带驱动飞轮（即大皮带轮），它 的降速率应基本等于主电机
11、的降速率!如前所述，为了避免主电机工作电流的急 骤增加，甚至烧坏电机的情况发生，其降速率必须控制在一定的范围内！根据行 业规定和生产实践经验，主电机降速率应控制在15%以内，一般取14%!那么，根 据式（！），在能量一定的情况下，首先要确定飞轮的初始转速（角速度），才能确定飞轮转动惯量的大小，飞轮转速 的平方与飞轮转动惯量成反比，飞轮的转速越高，转动惯量就小!在实践中，经 过皮带传动后的飞轮往往比电机的转速低，其转速在280460r/min之间；而直 接安装在电机轴上的飞轮与电机同速!选取4级电机时，转速在14201485r/mi n之间；选取6级电机时，转速在960985r/min之间，由式
12、（！）可推导出飞 轮的转动惯量：式中：民飞轮输出的能量Ag ni,Et=K emo式中宀,总剪切力丄威；h|/剪切最大板宽小】：0凹切角宀&飞轮的陈世率，：5飞轮的初始转速-r/rniii；K考虑曲柄-连杆机构刑】齿轮彳专动副的效率系数，取Jt = L15L18.3主电机功率的确定应用飞轮装置后，就可选用容量较小的电动机，主电机的功率就可以按剪切时 的平均功率来计算其具体数值取决于剪板机在一次行程中所消耗的能量和时 间：式中：比剪板机一次行程完成满负荷所需的能量，kg.m一一行程数利用率乙一一空行程次数，次/min上式中，空行程次数 与相乘等于该机床在满负荷条件下的剪切次数，也是 机床给定的另一个主参数根据行业规定及实践经验，行程利用率基本符合表1的规定！表】板岸与押利川牛剪切皈厚旳旳厅程利用率G0-M().1-0.2?由此可见，只要能确定剪板机在一次行程完成满负荷所需的能量，就可以确定 剪板机的功率了！ 一次行程完成满负荷剪切所作的功E2=fJ jjiO+ P.j/rrPSt式中：-一一曲柄-连杆机构等摩擦力臂，m比压料力，kgf一一压料行程，m
