第一章 下料设备

只有坚强地去经历

各种风风雨雨

才会由稚嫩走向成熟

上午11时49分43秒冲压与塑压设备

第一章下料设备

主讲：袁阳开卷有益上午11时49分43秒本章的学习要求1）熟悉、了解常用下料设备的工作原理，2）掌握设备的工作过程、规格、技术参数和主要结构的构成；3）能根据工艺要求合理选择机械设备。4）根据工艺要求和设备说明书，能正确使用、调整和维护设备，具有分析和排除一般故障的能力。第一章下料设备上午11时49分43秒主要内容剪板机的工作原理、技术参数和结构其它下料设备工作原理、技术参数和结构下料设备的选择第一章下料设备上午11时49分43秒下料工序：在冲压生产前，将板料或卷料剪切成条料、带料或块料，这一工序在冲压工艺中－下料工序。下料设备：在完成“下料工序”中所使用的设备，如剪板机第一章下料设备概念：第一节剪板机一、剪切与剪板机剪切过程如图1-1所示，板料在剪板机的上、下剪刀作用下受剪产生分离变形。图1-1剪切过程示意图1-上刀片2-板料3-下刀片上午11时49分43秒第一章下料设备第一节剪板机一、剪切与剪板机剪切过程如图1-1所示，剪切时，下刀片固定不动，上刀片向下运动，开始剪切时，上刀片刀刃压入板料，产生一对剪力时F及相应力矩Fd，迫使被剪板料转动，但在转动过程中将受到剪刀侧面的阻挡，在剪刀的另一平面也产生一对侧推力FTC，其方向阻止板料的转动，开始剪切时，板料转角随压入深度的增大而增大，而力矩也随之增大，故剪刃压入一定深度后有Fd＝FTC，这时被剪板料就不再转动，直至在剪力作用下被剪断。这种剪切板料、在完成“下料工序”中所使用的设备——剪板机。上午11时49分43秒剪板机的分类：见教材P6表1-1所示加工对象：主要金属板材加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）加工设备：主要是剪板机第一章下料设备第一节剪板机剪板机按其传动方式不同，分为机械传动式和液压传动式按上刀片相对下刀片的位置不同，分为平刃剪切和斜刃剪切，如图1-3所示。斜刃剪切又分闸式剪切和摆式剪切。摆式剪板机又分直剪式和直、斜两用式（主要用于剪切30°焊接坡口断面）。剪板机按其刀架运动方式不同，分为直线式和摆动式。上午11时49分43秒图1-2板料剪切方式示意图为了提高剪切精度或扩大工艺范围，剪板机的上下刀片有不同的运动方式，如图1-2所示。

第一节剪板机1-金属板料2-压料器3-上刀片4-后挡料器5-下刀片一、剪切与剪板机图a上刀片在垂直平面内平行移动（闸式）；图b上刀片在倾斜平面内平行移动（上刀片前倾式），前倾角为1～2.5图c和图d为上刀片沿一圆环面摆动（摆式），可剪直边，或剪切30的斜边，即剪切出焊接坡口。上午11时49分43秒1-刀架2-上剪刀3-下剪刀4-工作台按上刀片相对下刀片的位置不同，分为平刃剪切和斜刃剪切，如图1-3所示。斜刃又分闸式和摆式。第一节剪板机图1-3平刃剪切和斜刃剪切a）平刃剪切b）斜刃剪切一、剪切与剪板机主传动系统有液压传动和机械传动。导轨形式有滑动导轨和滚动导轨。刀架结构简单，易制造剪切质量不如平刃剪切上午11时49分43秒图1-5三点式滚动导轨示意图刃口间隙的调整 图1-4下刀片安装调整简图1-刀片2-刀座块3-工作台4-顶螺柱5-拉螺柱第一节剪板机一、剪切与剪板机调节上支承滚子的偏心方位上午11时49分43秒刃口间隙的调整第一节剪板机一、剪切与剪板机上午11时49分43秒图1-6摆动刀架原理图第一节剪板机1-下刀片2-上刀片3-锁紧手柄4-调节手轮5-偏心支轴6-摆动刀架7-连杆8-曲柄一、剪切与剪板机摆动剪板机的刀架在剪切时围绕一固定点作摆动运动。剪切断面的表面粗糙度值小，尺寸精度高，而且切口与板料平面垂直。摆式刀架是一个箱体构件：有较好的刚度。工作时，装在前部的剪刃以后部高于剪刃的支轴5为中心作大半径摆动，所以上剪刃运动在剪切点近似于直线，剪切方向与工作台垂直线形成前倾角（一般0.5～2°）偏心支轴5有偏心机构转动，当松开锁紧手柄3后，转动调节手轮4，手轮通过蜗杆副带动偏心机构转动，调整偏心位置使摆动刀架前后移动，从而改变刃口间的间隙。上午11时49分43秒摆式剪切的优点：图1-6摆动刀架原理图第一节剪板机1-下刀片2-上刀片3-锁紧手柄4-调节手轮5-偏心支轴6-摆动刀架7-连杆8-曲柄1.上下剪刃之间的摩擦及磨损小，2.剪力小，刀片变形小3.操作简单；4.压料力较大且可调；5.主要用于钣厚≥6mm，钣宽≤4m。一、剪切与剪板机此外，多用途剪板机有：板料折弯剪切机和板材型材剪切机。上午11时49分43秒

二、剪板机的技术参数第一章下料设备第一节剪板机剪板机的形式与基本参数见JB/T1826-91，主参数以剪切厚度和剪切板料宽度来表示。其受剪板机构件强度的限制，最终取决于剪切力。影响剪切力的因素有：1.刃口间隙、刃口锋利程度2.剪切角3.剪切料宽度4.剪切速度5.剪切温度1.可剪板厚度上午11时49分43秒

以金属材料为主，在常温下利用金属的塑性特性，在冲压机械上通过冲压模具成形金属零件。由此其最主要的是被剪切材料的强度；略去一些次要因素，则剪切力与其主要因素的关系如下：

F＝Kσbh2/tgφ式中：

σb－被剪材料抗拉强度值；

h－被剪厚度；φ－剪切角；

K－系数。第一节剪板机二、剪板机的技术参数1.可剪板厚度上午11时49分43秒可剪板宽：指沿剪板机剪刃方向，一次剪切完成板料的最大尺寸（即：可剪板宽≤剪刃长度），这种剪切方式称为横切方式。纵切方式为多次接触剪切，只要条料宽度小于剪板机的凹口－喉口，剪切尺寸不受限制。第一节剪板机二、剪板机的技术参数2.可剪板宽度图1-7剪板机喉口尺寸3.剪切角度：指上刀刃相对于下刀刃运动，所偏转的切线与下刀刃平面的夹角。4.喉口深度：如图1-7所示5.行程参数：常用剪板机的技术参数见表1-4和表1-5上午11时49分43秒第一节剪板机二、剪板机的技术参数上午11时49分43秒第一节剪板机二、剪板机的技术参数上午11时49分43秒普通剪板机一般由机身、传动系统、刀架、压料器、前挡料架、托料装置、刀片间隙调整装置、灯光对线装置、电气控制装置等部件组成，其主要部件的结构形式如下：三、剪板机的结构第一节剪板机（一）机身机身一般由左右立柱、工作台、横梁等组成。机身分铸件组合结构（质量重、刚性差）和整体焊接结构（质量轻、刚性好、便于加工）。前者机身较重、刚性也差，接合面的机械加工工作量大后者机身重量轻、刚性好，便于加工等优点。目前采用整体式钢板焊接结构的机身日益增多。上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构（二）传动系统分：机械传动和液压传动1.机械传动（如图1-8）图1-8机械上传式剪板机工作原理图1-压料架2-上刀架3-压料油箱4-齿轮减速系统5-电动机6-V带7-离合器8-制动器9-压料脚10-下刀架11-机身电动机5通过V带6驱动飞轮轴，再通过离合器7和齿轮减速系统4驱动偏心轴，然后通过连杆带动上刀架2，使其作上下往复运动，进行剪切工作。偏心轴的左端的凸轮驱动压料油箱3的柱塞，将压力油送向压料脚9，在剪切之前压紧板料。回程时，由弹簧力使压料脚返回。上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构（二）传动系统1.机械传动（如图1-9）图1-9机械下传式剪板机原理图1-压料油箱2-偏心轴3-压料脚4-压料梁5-上刀架6-下刀架7-齿轮减速系统8-离合器9-制动器10-联轴器11-飞轮12-电动机13-连杆14-机身电动机12通过飞轮11、联轴器10，再通过离合器8和齿轮减速系统7驱动偏心轴2，然后通过连杆13带动上刀架5，使其作上下往复运动，进行剪切工作。偏心轴的左端的凸轮驱动压料油箱1的柱塞，将压力油送向压料脚3，在剪切之前压紧板料。回程时，由弹簧力使压料脚返回。上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构（二）传动系统2.液压传动（如图1-10）1-轴向柱塞泵2-齿轮泵3-高压溢流阀4-低压溢流阀5、10、20、25-截止阀6、11、26-压力表7-减压阀8-单向阀9、14-液动滑阀12-蓄能器13-顺序阀15-大液压缸16-大活塞17-小活塞18-小液压缸19-阀门21-压料脚22-托料器23-支承阀24-电液换向阀主油路由高压柱塞泵1供油，实现压料、托料器退回和剪切等动作。齿轮泵2提供低压油，用于调整剪切、进行导轨润滑以及为控制油路输送压力油。上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构2.液压传动（如图1-10）1-轴向柱塞泵2-齿轮泵3-高压溢流阀4-低压溢流阀5、10、20、25-截止阀6、11、26-压力表7-减压阀8-单向阀9、14-液动滑阀12-蓄能器13-顺序阀15-大液压缸16-大活塞17-小活塞18-小液压缸19-阀门21-压料脚22-托料器23-支承阀24-电液换向阀剪切运动：按下电钮，电液换向阀24动作，高压油通过阀24先到减压阀17，此时压料脚21和托料器22动作，达到预定压力后，顺序阀13打开，主油路供给大液压缸15，活塞下移，活塞下腔的油推动另一个小液压缸18的活塞下移，带动刀架下移，完成剪切动作。单向阀8和蓄能器12是保证稳定压料及托料器油路提供压力用的，以防止当顺序阀13刚打开、刀架下移上未剪切时，主油路卸载，压料系统可能因卸载而引起振动。上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构2.液压传动（如图1-10）1-轴向柱塞泵2-齿轮泵3-高压溢流阀4-低压溢流阀5、10、20、25-截止阀6、11、26-压力表7-减压阀8-单向阀9、14-液动滑阀12-蓄能器13-顺序阀15-大液压缸16-大活塞17-小活塞18-小液压缸19-阀门21-压料脚22-托料器23-支承阀24-电液换向阀回程运动：电液换向器24换向，主油路的油进入小液压缸下腔，使刀架上行。此时，控制油同时打开液动滑阀14，使大液压缸15上腔和压紧系统的油返回油箱，压料脚、托料器和刀架返回起始位置，完成回程动作。剪切角调整：需调大时，打开阀门19上的截门②和③，此时控制压力油通过截门②进入小液压缸18下腔，18上腔的油通过截门③回到油箱，上下架右端向上摆动，剪切角增大。上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构2.液压传动（如图1-10）1-轴向柱塞泵2-齿轮泵3-高压溢流阀4-低压溢流阀5、10、20、25-截止阀6、11、26-压力表7-减压阀8-单向阀9、14-液动滑阀12-蓄能器13-顺序阀15-大液压缸16-大活塞17-小活塞18-小液压缸19-阀门21-压料脚22-托料器23-支承阀24-电液换向阀剪切角调整：需减小时，打开阀门19上的截门①和②，此时控制压力油进入小液压缸18上下腔，因上腔的活塞面积比下腔的活塞环形面积大，则小活塞下移，上刀架右端向下摆动，剪切角变小压料力调整：调整顺序阀13及减压阀7，即可得到所需的压料力。高压溢流阀3是主油路安全阀。低压溢流阀4是控制油路安全阀支承阀23是支承上刀架重量用的，支承力的大小是可以调整的。上午11时49分43秒刀架是剪板机的重要部件。老式小型剪板机多为铸铁件，大型的多为钢件近来，采用钢板的刀架，见图1-6所示第一节剪板机三、剪板机的结构（四）压料器（三）刀架1.机械压料器（如图1-11）图1-6刀架图1-11随动弹簧压料器1-上刀片2-刀片3-压头4-弹簧5-工作台图a为下压式，剪切时，压料力较小，板料易移位，剪切结束时，压料力为最大。特点：弹簧力能平衡刀架，回程时，弹簧释放能量，易引起传动系统的冲击。上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构（四）压料器1.机械压料器（如图1-11）图1-11随动弹簧压料器1-上刀片2-刀片3-压头4-弹簧5-工作台图b为上压式，剪切时，当压头接触钢板时，压料器立刻压着钢板，压料力不再变化，刀架回程时，弹簧受压。特点：刀架刚开始向下运动时有冲击。图1-11中a和b，由于压料力有限，只适用于小型剪板机上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构（四）压料器2.液压压料器（如图1-13）图1-13液压压料器1-缸盖2-螺母3、7、11-弹簧4-凸轮5-滚子6-、10-活塞8-单向阀9-压料梁12活塞体13-压头压头13在压力油推动下均匀压紧板料，压力油卸载后，弹簧使其抬起，放松板料。装于剪板机偏心轴一端的凸轮通过滚子5使活塞6作往复运动，当活塞6向下运动时，液压缸里的油被压向液压缸，多余的油通过孔a将弹簧顶开，顺着孔f流回油箱。调节螺母2，改变弹簧压紧程度来调节压料力的大小。上午11时49分43秒第一节剪板机三、剪板机的结构（五）刀片间隙调整（六）挡料装置图1-4图1-5a.后挡料b.前挡料c.角挡料和后挡料d.角挡料e.后挡料和角挡料f.角挡料和前挡料上午11时49分43秒（七）光线对线装置（八）托料器第一节剪板机三、剪板机的结构使用光线对线装置，以保证剪切尺寸精度。图1-15钢球托料器设在剪板机工作台上，活塞在弹簧作用下上升能托起板料，使板料在工作台上移动轻快。托料器由液压控制，当压料脚压住板料并完成剪切动作之前，钢球陷到工作台面以下，当剪切结束时，它立即凸起工作台面以上3～4mm。当托料器内通入压力油时活塞下移，钢球陷入工作台面以下；排油后，活塞在弹簧作用下下移，钢球凸出工作台面。不用托料器时，将油路截止阀关闭，则托料器不起作用。上午11时49分43秒第一节剪板机作业：1.简述板料剪切的方式和剪板机剪切原理？2.剪板机剪刀刃口间隙如何进行调整？上午11时49分43秒第二节其它下料设备一、多条板料滚剪机图1-16多条板料滚剪机1-圆盘形刀片2-刀轴3-宽度垫圈4-传动装置5-电动机6-电器箱7-支架如图1-16所示，滚剪机在两个平行布置的刀架轴2上，按条料宽度安装多个园刀1，电动机5经V带及齿轮传动装置4驱动圆盘轴2转动，刀轴2得到园刀片1转动，把宽料剪切成所需尺寸的条料。滚剪机技术参数见表1-6，图1-7上午11时49分43秒第二节其它下料设备一、多条板料滚剪机上午11时49分43秒第二节其它下料设备一、多条板料滚剪机上午11时49分43秒第二节其它下料设备二、圆盘剪切机圆盘剪切机是利用圆盘状剪刀，按其两剪刀轴线相互位置不同及与板料的夹角不同分：直滚剪、圆盘剪和斜滚剪，其特征如图1-17所示。图1-17圆盘剪切分类及特征示意图a.直滚剪b.圆盘剪c.斜滚剪上午11时49分43秒第二节其它下料设备二、圆盘剪切机直滚剪、其特征如图1-17这图a所示。图1-17圆盘剪切a直滚剪主要用于将板料裁成条料，或由板边向内剪裁成圆形坯料，剪切时的咬角α＜14，重叠高度b＝（0.2～0.3）t，圆盘剪刀直径（板料厚度t＜3mm时）D＝（35～50）t，h＝20～35mm上午11时49分43秒第二节其它下料设备二、圆盘剪切机圆盘剪、其特征如图1-17这图b所示。主要用于剪裁条料，圆形坯料环形坯料的剪切下料，剪切时两圆盘剪刀的轴线斜角β＝30°～40°，圆盘剪刀直径（板料厚度t＜3mm时）D＝28t，h＝15～20mm。图1-17圆盘剪切图b圆盘剪

上午11时49分43秒第二节其它下料设备二、圆盘剪切机斜滚剪、其特征如图1-17这图c所示。图1-17圆盘剪切图c斜滚剪主要用于剪切半径不大的圆形坯料、环形坯料和曲线形坯料，剪切时两圆盘剪刀的的间隙α≤0.2t，β≤0.3t°，圆盘剪刀直径（板料厚度t＜5mm时）D＝20t，h＝10～15mm。上午11时49分43秒第二节其它下料设备二、圆盘剪切机圆盘剪切机的传动原理：如图1-18a所示剪切机由主机和尾座两部分组成，主机主体为右侧的深喉口结构。传动箱内有齿轮变速机构，可得到三种速度。上、下圆盘刀片由齿轮、链轮传动，下圆盘刀片由齿轮传动。两个圆盘刀片呈45°，以利于曲线剪切。剪切间隙靠上下刀盘系统的蜗轮－螺旋机构实现。图1-18圆盘剪切机传动原理和工作原理图1-传动箱2-主体3-剪切