变宽度圆盘剪剪切过程仿真研究

产 等特 点， 泛应 用 于剪 切各 种金 属板 材 。 目前 已有 的圆盘 剪 切 ２ 板 材 变 形 分 析 广 但 机 加 工基 本 上都 是直 线剪 切 ， 并不 能 实现 对任 意 曲线 的剪 切 ； 型 ２ １ 研 究 条 件 新 ． 的断 料加 工 方法 ， 如线 切 割和 激光 加 工等 ， 管 能实现 对 任意 曲线 尽 本文研 究 的是变 宽度 圆盘剪 切机 的剪 切过程 ， 点是在 切 断过 重 的剪 切 ， 生产 成本 却 比较 高 。因此 ， 圆盘 剪进 行变 宽度 剪切 的 研 对 程， 而有 限元分析 软件 需要对 仿真 模 型进行 简化 ， 为模 型越复 杂 ， 因 究 具有 重要 的现 实 意义 。 仿真难 度越大 ， 影响 因素也越 多， 可能对仿 真结果产 生较 大影 响。圆 对 板 材剪 切来 说 最重 要 的就 是剪 切 断面 质量 ，而影 响剪 切 质 盘剪 的剪 切机构 可 以简 化 为上 、 下刀盘 ， 切材料 是 薄型板 材 ， 剪 具体 量 的 因素 （ １很 多 ， 间 隙 （ ）重 叠 量 （）速 度 等 （ ２ ， 以 图 ） 如 △、 ｓ、 图 ）所 模 型如 图 ４所示 。本文 研 究的材 料 是 Ｑ ３ ， 由于 Ｄ Ｆ Ｒ 不是 ２５但 ＥＯ Ｍ 要对 这 些影 响 因素 进行 研究 。本 文 主要探 讨 了板 厚 和速 度对 剪 切 国 内软件 ， 材料 库 中没 有 Ｑ ３ ２ ５中对 应 的材 料 ； 据 Ａ Ｓ 美 国钢 铁 根 ＩＩ 的 影响 。 学会标 准 ， 碳钢 ＩＩ １０ ￣ １２ ） 低 Ｓ 一 ０ ５ ０ ６ 的含碳 量 为 ０ ６ ． ％￣０ ８ 对 ０ ． ％， ２ 应 国 内含 碳 量标 准 （ ． ％）选 取 Ａ Ｓ一００为 研 究 材 料 ， 用 ＜Ｏ ５ ， ２ ＩＩ１２ 采 Ｃ ｃｒｆ＆ Ｌｔａ 断 裂准 则 。具 体参 数如 下 ： ｏｋｏｔ ａ ｍ ｈ
能是将 板 材沿 长度 方 向剪 切成 较 窄 的一 定形状 的板材 ，为 日后 的
变 宽度 圆盘剪 切 机 的主要 优 点： 实现 对板 材 的 曲线剪 切 。 可 变 宽度 圆 盘剪 切 机 的 主要 缺 点 ： 是剪 切 机 结 构 限制 了被 剪 一
切 的 宽 度 ； 是 对 于 小 批 量 规 格 品种 多 、 度 变 换 频 繁 的 钢 板 ， 二 宽
体 、 向驱 动装 置和 纵 向驱 动装 置 ， 刀轴箱 体 的底 部连 接 有 蜗轮 横 剪 蜗 杆箱 体 ， 刀轴箱 体 的侧 面 设有 一对 剪 刀 ， 轮蜗 杆 箱体 的 底部 剪 蜗 通 过横 向驱动 装 置连接 于 导轨 Ｉ ，导 轨 Ｉ的底部 通 过纵 向驱动 上 装 置连 接 于 导轨 Ｉ上 。本变 宽度 圆盘剪 切机 在 圆盘 剪 切机 的基础 Ｉ 上 ， 过 增 设横 向驱动 装 置 、 向驱动 装 置 及蜗 轮 蜗 杆 减速 器 ， 通 纵 使 剪 切 机 可沿 轴 、， ｌ轴移 动 以及 绕 ｚ轴 转 动 ，不 但 提 高 了变 宽度 剪 切 的 精度 ， 且 实 现 了对 任 意 曲线 的剪 切 ； 而 由于采 用 ２ 电机 ， 个 可 以同 时控制 横 向和 纵 向的运 动 ，所 以可 根据 实 际需 求 剪切 出对 称或 非对 称 的剪 切 边 ， 用 范围 更广 泛 ， 适 使用 更灵 活 。
Ｃｏ ｓａ ｔ ｎ ｔｎ Ｔｈｅｍ ａ ｐ ｎ ｉ ｎ： ｒ ｌＥｘ ａ ｓｏ
Ｔｅ ｍｐｅａｕ ｅ： ０ ～ １５ ０ ｒ ｔｒ 一１ ０ ０ Ｔｈ ｒ ａ ｎ ｕ ｔ ｔ ｅｍ ｌＣｏ ｄ ｃｉ ｙ： ｖｉ Ｔｅ ｍｐｅａｕ ｅ： Ｏ～ １４３ ｒ ｔｒ ２ ０ Ｈｅ ｔ ｐａ ｉｙ： ａ Ｃａ ｃｔ Ｔｅ ｍｐｅ ａｕ ｅ： ０～ ｌ４３ ｒ ｔｒ ２ ０
Ｎａ ： Ｓ 一 ０ ０（ ｌ ＇ Ｅ ｕ ｔ ｎ ｍｅ ＡＩ Ｉ １ ２ Ｏｘｅ ｓ ｑ ａｉ ） ｙ ｏ
Ｆｌｗ ｔｅ ｓ ｏ ｓｒ ｓ ： Ｓｔａｎ： ０１ ５ ｒ ｉ ０． ～
图 １ 断面质量的影响因素
圈 ２ 间隙和重 叠量
ＳｔａｎＲａｅ： ｒ ｉ ｔ ２～ ２ ００ Ｏ０
则 需 要频 繁 调 整 其 间 隙 和 重 叠 量 ；三 是 曲率 过 小 的 曲线 无 法 实
现。
轧制 、 管 、 弯 成型 、 焊 冷 冲压 等 工序 制备 坯 料 。 圆盘剪 切机 是 轧钢 机 械 的重 要生 产 设备 之 一 ， 有 生产 效 率 高 、 量稳 定 、 于批 量 生 具 质 适
● 兰 塑 ｓｊ ｎ 坌 ｈｙｅ ｅｕ × ｉＦ
变宽 度圆盘剪剪切过程仿真研 究
王 侃 范俊杰
（Ｌ 工 业 大 学 机 电学 院 ， 京 １０ ４ ） －方 Ｉ 北 ０ １４
摘
要： 简要介绍 了变 宽度圆盘剪工作原理 ， 利用 Ｐ Ｅ软件建立 了简化后 的三 维有限元模 型， ｍ／ 运用有 限元 分析软件 ＤＥ ＯＲ 模拟 了不 同 Ｆ Ｍ
条件下简单 曲线 的剪切过程， 出了不 同板厚 以及速度 对剪切的影响 。 得 通过 分析， 得出 了一定规律 ， 对变 宽度 圆盘剪的实际剪切过程有一 定的指
导作用 。
关键词 ： 圆盘剪 ； 宽度； 变 剪切
０ 引 言 圆盘 剪 切 机是 由送 料 、 剪切 、 出料 组 成 的 生产 线 ， 的主 要 功 它
Ｔｅ ｍｐｅａｕ ｅ： Ｏ～ １３０ ｒ ｔｒ ２ ０
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１ 变 宽 度 圆 盘 剪 介 绍
变 宽度 圆 盘剪 切机 如 图 ３ 示 ， 所 包括 剪 刀轴 箱 体 、 轮 蜗 杆箱 蜗
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