棒料剪切机综述
基于虚拟样机技术的高速棒料剪切机开发研究
程师在计算机 上建立样机模型 ，对模 型进行各 种动态 性 能分 析 ，然后改进样机设计方案 ，用数字 化形式 代
替传统 的实验 样机实验 。运用虚拟样机技术 ，可以大 大简化机械产品 的设计开发过程 ，大 幅度缩 短产品开 发周期 ，大量 减少产品开发费用和成本 ，明显提 高产 品质量 ，提 高产品的系统级性能 ，获得最优 化和创新 的设计 产品 。 本 文利用高速剪切原理设计 出一 种双飞轮高速棒 料 剪切 机 ，然后在 Ｐｏ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｒ ｎｉ ｅｉ 软件平台上建立 高 ／ ｎ ｎ 速棒料 剪切机零部件的三维立体模 型 ，通过 虚拟装配 技 术完 成 高 速 棒 料 剪 切 机 的 虚 拟 装 配 ，最 后 通 过 Ａ Ａ Ｓ的 Ｍ ｃ／ Байду номын сангаас 模 块 ，将 其 导入 Ａ Ａ Ｓ下进 行 ＤＭ ｅｈ Ｐｏ ＤＭ 仿 真分 析 ，获得了高速棒料剪切机 主要零部 件的相关 运动学 及动 力学 特性 曲线 。高速棒 料剪 切
ｓ ｍｂ ｙ ｏ ｈｓ ｅ ｕ ｐ ｎ ａ ｄ ｓｎ ＡＭＳ ｖｅ ｏｔ ａ ｅ ｅ ｌ ｆｔ ｉ ｑ ｉ ｍｅ ｔｗ ｓ ｍａ ｅ ｕ ｉｇ ＡＤ ｉｗ ｓ ｆ ｒ ． ｗ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｖｉ ｕ ｌ ｒ ｔｔｐ ； ＡＤＡＭＳ； Ｂ ｒ ｙ ｒｓ ｔ ｒ ａ ｏｏ ｙ ｅ ｐ ａ ；Ｓ ｅ ｒ ｈ ａ
棒料剪切机下料工(锻压冲压)安全操作规程
锻压冲压)安全操作
汇报人：
规程 2023-12-27
目录
• 设备安全与检查 • 物料放置与取用规范 • 操作流程与注意事项 • 个人防护与应急处理 • 安全培训与考核要求
01
设备安全与检查
设备启动前安全检查
电源与电气系统检查
机械设备检查
确保电源接线正确，无破损或裸露的电线 。检查电气系统是否正常，无短路或异常 现象。
采用理论授课与实际操作相结合的方 式，确保员工充分理解并掌握安全操 作规程。
时间安排
根据员工的实际情况和培训计划，合 理安排培训时间，确保培训效果。
安全考核标准与流程
考核标准
制定详细的考核标准，包括理论考试和实际操作考核两部分，确保员工全面掌 握安全操作规程。
考核流程
按照考核标准对员工进行逐一考核，对于不合格的员工进行再培训和补考，直 至合格为止。同时，建立员工安全培训档案，记录员工的培训情况和考核结果 。
按照加工顺序取用物料，先取用 的物料应先进行剪切，以保持工 作区域的整洁和高效。
物料堆放与整理
1 2
堆放整齐
剪切完成的物料应整齐地堆放在指定区域，方便 后续加工和运输。
及时清理废料
剪切过程中产生的废料应及时清理，保持工作区 域的清洁和安全。
3
做好标识
对不同规格和材质的物料进行标识，方便后续加 工和管理。同时，对不合格品进行单独标识和处 理，避免混入合格品中。
SSD590C直流调速器正点转及正反点动详细设置方法
SSD590C直流调速器正点转及正反点动详细设置方法
SSD590C直流调速器正点转及正反点动详细设置方法
正反转点动的实现方法(开关量端子组态):
在SSD590C直流调速器的SYSTEM(系统) 菜单找到 CONFIGURE I/O(参数组态)，
进入后,将CONFIGURE ENABLE (组态使能)菜单由DISABLE改成ENABLE,再进行如下的操作:
1.在菜单CONFIGURE I/O下,找到DIGITAL INPUTS(开关量输入),按M键进入后,找到DIGIN 1 (C6),将C6的目的标记（DESTINATION TAG)改成228。
2.当C4处于高电平的时候是正转，当C4 C6同时处于高电平的时候是反转。正转反转的速率调整如下：设定参数（SETUP PARAMETERS)菜单中找到JOG/SLACK (点动/放松），按M键进入,在此菜单下找到JOG SPEED 1 和JOG SPEED 2就可以更改正反点动的速率，系统出厂值为正负5%。
最后退出保存参数。
参数保存：按M键直到出现DIAGNOSTS(诊断)后，按向上的键头找到PARAMETER SAVE ,按M进入，然后按向上键头，参数自动保存。按E键一直退到底。
正反转调速实现方法(开关量端子组态)：
在SSD590C直流调速器的SYSTEM(系统) 菜单找到 CONFIGURE I/O(参数组态)，
进入后,将CONFIGURE ENABLE (组态使能)菜单由DISABLE改成ENABLE,再进行如下的操作:
1.在此菜单下(CONFIGURE I/O)找到ANALOG INPUTS,在这个菜单下找到ANIN 3(A4),将A4的目的标记（DESTINATION TAG)改成309（原来是5）。
压力机PPT课件
3）机械调速，保护电动机
3、飞轮材料及对应的转速： 1）铸铁，转速<=25m／s，最高30 m／s 2）铸钢，转速<=40m／s，最高50 m／s
34
4、电动机和飞轮的关系：
1）电动机是飞轮转动能量的来源
2）飞轮能减小电动机功率
3）飞轮相当于增大了电动机转子的转动惯量，可 以防止电动机超载发热和电动机颠覆
表面的距离。
26
（5）压力机 工作台面尺 寸及滑块底 面尺寸： （6）漏料孔 尺寸 （7）模柄孔 尺寸 （8）立柱间 距离
27
作业：
1、根据冲压模具选择 冲压设备规格应遵循 的基本要求？
2、解释冲压设备的技 术参数？
28
曲柄压力机的动力传动系统
29
（1）组成： 由电动机、 带传动、齿轮 传动、传动轴 、曲轴等零部 件组成。 （2）解释 如图压力机的 动力系统：
2）缺点： a、平面尺寸较大，质量大，造价高。 b、动力传动系统置于地坑之中，检修不方便。
32
（4）曲轴的安放：
平行安放
——动力传动系统的曲轴平行压力机正面安放；
垂直安放
——曲轴垂直于压力机正面安放。
（5）齿轮的安放：
开式安放——齿轮放于机身之外；
闭式安放——齿轮放于机身之内。
锻造工艺学思考题
锻造工艺学
第一章
1、锻造生产定义、锻造生产三核心要素及内涵
锻造生产的定义：在工况温度下，利用锻造设备与锻造工（模）具使锭、型材体积金属产生塑性变形而成为制件的加工方法
三核心要素：1）体积金属2）锻造设备（提供成形压力）3）锻造工（模）具（传递压力并直接作用于制件）2、锻造技术的本质特征及内涵，锻造变形使之变性的实质，制件获得预期强韧性的途径
本质特征：变形与变性相结合
变形使之变性的实质：热锻变形过程可以获得动态和静态再结晶（细化结晶）②变形过程可以将偏析聚集的碳化物及非金属夹杂物碎化且呈弥散分布（消除偏析危害）③压实焊合裂纹、孔洞、疏松组织（消除组织缺陷）
制件获得预期强韧性的三途径：1）化学成分合金化2)锻造变形消除材料缺陷使之变性，力学性能提高3)有效的锻件热处理，零件热处理
3、锻造分类方法及内涵
1）按使用工具分：自由锻、模锻
自由锻又可分为中小自由锻（属二次塑性变形，工艺目的是变形），大型自由锻（属一次塑性变形，工艺目的是变性，变形是变性的手段）
模锻又可分为普通模锻、精密模锻（他们二者都属二次塑性变形，工艺目的是变形）
2）按工况温度分：冷锻（不加热室温），温锻（高于室温低于再结晶温度），热锻（广义是:变形过程无形变硬化；狭义是：高于再结晶温度）
3）按尺寸精度分：普通锻造，精密锻造
4）按设备分：通用设备锻造，特种设备（专机）锻造
第二章
4、模锻生产的技术经济特点及发展方向
技术经济特点：①强韧化、轻量化的重要手段②生产效率高，材料利用率高③制件尺寸精度稳定④易于实现机械化、自动化生产⑤宜大批量生产
锻造过程作业指导书
许昌兴华汽配制造有限公司
锻造过程作业指导书
编号：XH-WI04-A0
编制：李战业
审核：潘利成
批准：李文鹏
发布日期：2014.10.08 实施日期：2014.10.09
原材料验收和存放管理
XH-WI04-A0 01 所有原材料（包括外包产品）及附件必须经质检部验收合格后，方可入库使用。
一、主要原材料的化学成份和使用要求：
C Si Mn Cr S P Cu Ni
0.42-0.50 0.17-0.37 0.50-0.80 ≤0.25 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25
2、轴叉：45#必须符合GB/T699-1999标准
C Si Mn Cr S P Cu Ni
0.42-0.50 0.17-0.37 0.50-0.80 ≤0.25 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25
3、轴叉：40cr必须符合GB/T3077-2008标准
C Si Mn Cr S P Cu Ni
0.37-0.40 0.17-0.37 0.50-0.80 0.8~1.10 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.03
4、节叉：45#必须符合GB/T699-1999标准
C Si Mn Cr S P Cu Ni
0.42-0.50 0.17-0.37 0.50-0.80 ≤0.25 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25
5、端面齿：45#必须符合GB/T699-1999标准
C Si Mn Cr S P Cu Ni
0.42-0.50 0.17-0.37 0.50-0.80 ≤0.25 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25
锻造辅助设备类别和名称
国内可以生产各种规格， 但耐火材料、烧嘴等基础 部件不是很可靠。
机械、液压精压机
对锻件的垂直尺寸进行精 化处理，国内目前可以生 产各种规格，可靠性和性 能特点还不是非常成熟。
机械、液压精整机、伺服精压机
国内可以生产各种规格
全液压校直机
全液压火车轴校直机 H 型钢压力机矫直机、管材压力矫直 机
国内目前可以生产各种规 格 国内目前可以生产各种规 格 国内可以生产 10、15、30、 40MN
各种规格，高质量的不多。
荧光磁粉探伤机
检测设备 磁力探伤机
X 射线探伤机
制坯设备
渗透探伤机 校直机
剥皮机
荧光探伤机
X 射线在线探伤机、X 射线成像探伤 机 渗透式探伤机
国内能做，但仍然存在可 靠性和耐用性问题。仍在 进口。 国内能做，但仍然存在可 靠性和耐用性问题。仍在 进口。
进口为主
进口为主 国内可生产各种规格 国内可生产各种规格，性 能与国外有差距
高速精密剪切机
国 内 能 做 的 2000KN 以 下，70-80 次/分，断面斜 度≤1.5°，但但可靠性和稳
定性差
目前很少使用
高速圆盘锯
目前国内不能做
带锯机
国内可以生产各种规格
电阻丝加热炉、电炉、电辐射加热炉、 依靠电阻丝发热，热辐射
电阻加热炉
加热，国内生产各种规格
基于三菱PLC的棒料剪切机控制系统
基于三菱PLC的棒料剪切机控制系统
1 引言
发动机的气门直接与高温燃气接触，受热严重而散热困难，因此一般采用耐热合金钢制造，如奥氏体不锈钢等。而这种钢材的硬度相当大，使用普通的冲床等设备对原料进行剪切很难获得满意的精度。如果采用手工砂轮切割，不仅劳动强度大，单是切口损耗就是一个非常大的浪费。为解决这一问题，设计开发了一种新型的精密剪切设备，能够在产品质量、劳动生产率、工作环境等各方面都能带来可观的改进。本文将主要其电气控制方面的内容做一简要介绍。
2 机床的基本构成
本机床为专用机械，特别为气门生产中的奥氏体棒料剪切下料所设计制造。根据生产工艺的要求，可以实现自动上料，精确挡板定位剪切，完成从原料到位至成品分拣的全自动化运行。并且能够实现前后棒料原料之间的无间隔衔接，提高工作效率。除机座等必备部件之外，机床还有布料机构、上料机构、进料机构、夹紧机构、剪切机构、分料机构等。其中布料机构和分料机构由气缸带动，上料机构和进料机构由轮轴带动，采用摩擦轮传动，传送可靠。夹紧机构和剪切机构由油缸带动，剪切主冲切头高速运行，可保证剪切质量。整个机床结构坚固，安装要求可靠固定，能够抵抗剪切时产生的巨大冲击作用力。
3 电气控制系统概述
本电气系统的设计制造，遵守国标《gb/t5226.1-96》的有关规定，以及其它的国标和机床行业特殊要求的有关说明，采用位置传感器、压力传感器检测，plc程序控制。电气控制系统主要分两部分构成，即动力部分和运动控制部分。
在动力部分中，因为电机容量并不很大，对启动时的各参数要求也不很高，因此对除上料电机和进料电机以外的电机采用传统的“星三角”启动方式和直接启动控制方式，主回路为空开、接触器、热继电器方案。为保证工序的衔接良好，上料电机和进料电机采用变频调速。
锻压设备
蒸汽-空气锤工作原理图 1-气缸；2-活塞；3-锤杆； 4-锤头；5-上砧块；6-锻坯； 7-下砧块；8-砧枕；9-砧座
《材料成型设备》 讲授人：程振邦
气缸上腔进气,下腔排气: 作用在落下部分合力Fd向下.
Fd Ap1 Ap2 mg T (1 ) Ap0 mad 0
弯曲校正机
W
其他锻压设备 T
手动液压机、锻造液压机、冲压液压机、一般用途液压机、校正压装液压机、 层压液压机、挤压液压机、压制液压机、打包压块液压机、其他液压机
自动镦锻机、自动切边滚丝机、滚柱钢球自动冷镦机、多工位自动镦锻机、 自动弹簧机、自动链条机、自动弯曲机、其他自动机
蒸汽-空气自由锻锤、蒸汽-空气模锻锤、空气锤、落锤、对击式模锻锤、气动 液压模锻锤
极限），使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸和精度的压力加工工 序. 如弯曲、拉伸、翻边等。
《材料成型设备》 讲授人：程振邦
The metal-forming process used to
manufacture two-piece beverage cans.
《材料成型设备》 讲授人：程振邦
从原理上,四种类型: （1）锻锤 一般气体为工作介质,将气体分子的内能转换成执行机构的动能,利用碰撞原 理,产生巨大冲击力. 属冲击载荷锻压机,如,空气锤、蒸汽-空气锻锤、电液锤、高速锤等. （2）曲柄压力机 利用曲柄-连杆机构把传动部分的旋转运动变成滑块的往复运动; 靠传动系统传递的扭矩迫使滑块给毛坯施加压力. 运动和载荷具有周期性. 属压力作用的机器.如,热模锻压力机、拉深压力机、 剪切机、精压机、平锻机、冷锻机.
锻造过程操作作业指导书
3.9 在加热过程中，用手提测温仪来校对温度的正确性。
3.10加热时，严格按照工艺卡片中规定的进料节拍进出料。 3.11 过热或欠热料段,三分选自动分选剔除。欠热的料段作为返工品进行二次加热。
4.3.3始锻温度应达到《轴承套锻作业指导卡》中规定的1050℃—1150℃。终锻温度不得低于800℃，当 锻件温度低于终锻温度时，不能进行加工产品，以免损伤模具，产生废品，低温的料段应放置规定的 返修箱内，需重新加热。 4.3.4锻造时，要根据产品的形状特点对加热后的料段进行墩粗、分料、成形，锻造期间发生粘模，应 及时分析粘模原因、修理、抛光模具，以免模具磨损加剧及因粘模产生废品。压力机工作期间，锻件 的取件应用专用钳子夹取，不得将手臂置于锻模之间，以免发生意外。
4.4.2操作工在操作过程中取件时要准确、夹牢，以防掉落、烫伤、砸伤。不准将手放入辗压轮及推力 轮与信号轮之间，不得擅自离开机床。工作中发生故障，要及时进行修理或调整，修理机床时要停电 、停水。
4.4.3 操作工在操作过程中要保证锻件尺寸、几何精度和表面质量外，还须随时注意沟道位置是否正确 、注意圆角是否压塌变形，芯轴轴心是否串动，以便及时调整或更换模具。
3.12 过烧、过热料段作报废处理，存放在指定的废品箱里。 3.13锻造过程中，因后道工序暂停或停留时，工序滞留时间较短时（如低于10分钟），可减小电炉功率 保温，使炉膛温度低于800℃，升温时须缓缓升温；如后道工序停留时间过长，须把炉膛的棒料推出炉 膛，推出炉膛的料段作为返工品进行二次加热。
棒料高速剪切机液压系统设计与动态特性研究
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棒料高速剪切机液压系统设计与动态特性研究
杜 诗文 & 李 永堂 & 雷 步芳 ! 太原科 技大 学 材料 科学 与工 程学 院#山 西 太 原 (*(( ’-"
摘 要# 研制 和开 发了 采 用液 气联 合 驱动 $径 向夹 紧的 棒料 高 速剪 切机 液 压系 统# 介绍 了液 压 大系 统 建模 理论 与方 法% 应用 液压 大系 统建 模方 法建 立了 数学模 型# 构建 了仿 真模 型#对 棒料 高速 剪切 机液 压系 统动 态 特性 进行 了建 模与 仿真 研究 % 实 践表 明&采 用液 气联 合驱 动$径 向夹 紧的 棒料 高速 剪切 机#生 产效 率高 #棒 料 剪切 断面 质量 得到 显著 提高 % 仿 真结 果表 明&液 压系 统具 有良 好的 动态 特性 #液压 大系 统建 模方 法与 理论 可 广泛 应用 于液 压系 统动 态特 性分 析% 关键 词# 流体 传动 与控 制’液 压系 统’棒 料剪 切机 ’数 值模拟 中图 分类 号#M1*" +$= 引言 少无 切削 的精 密加 工是 现代 机械 加工 发展 的 方 向 之一" 它对 毛坯 的体 积’重 量%误 差" 断面 形状 及其 他几 何参 数提 出越 来越 高的 要求 " 而 现在 的下 料方 文献 标识 码#_ 法普 遍存 在能 耗高 (效率 低( 材料 消耗 大和 下料 质量 差等 问题 ) 棒 料高 速剪 切机 是一 种新 型的 剪切 下料 设备 "采 用液 (气联 合驱 动"利 用气 体膨 胀做 功 "实现 高速 剪切 &同时 利用 液压 夹紧 缸" 剪切 时采 用径 向夹 紧" 使剪 切区的 材料 处于 三向 应力 状态 "达 到了 塑性
棒料剪切机理与提高剪切精度的方法
棒料剪切机理与提高剪切精度的方法棒料剪切机是一种常见的金属材料加工设备，广泛应用于机械制造、建筑、汽车等行业。剪切精度是棒料剪切机工作的重要指标之一，对于加工精度要求较高的行业来说尤为重要。本文将介绍棒料剪切机的剪切机理以及提高剪切精度的方法。
一、棒料剪切机理：
1.前期无剪切力阶段：在刀口接触棒料之前，由于刀口与棒料之间存在间隙，棒料受到弯曲作用，但不会受到剪切力；
2.剪切压力逐渐增加阶段：当刀口完全贴合棒料时，剪切作用开始发挥，刀口施加剪切压力，棒料发生剪切行为；
3.剪切完成阶段：当剪切过程达到一定程度，切削力达到最大值，此时刀口和棒料开始分离，完成剪切过程。
剪切精度受多种因素影响，如刀口质量、切削力、棒料弹性变形等。下面将介绍提高剪切精度的方法。
二、提高棒料剪切精度的方法：
1.选择合适的刀具：
刀具的质量和形状对剪切精度有重要影响。应选择质量较好的刀具，刀口的刃口应尖锐，边缘平整，并进行及时的修磨。刀口与棒料接触面的质量直接影响剪切力的大小和精度的稳定性。
2.控制剪切力：
剪切力是影响剪切精度的主要因素之一、过大的剪切力容易导致棒料
的侧向变形，从而影响剪切精度。应根据材料的硬度和尺寸，合理控制剪
切力的大小。一般来说，剪切力过大会导致剪切精度下降，剪切力过小则
会导致剪切不完全。
3.提高切削速度：
切削速度对剪切精度有显著影响。通常情况下，切削速度越大，剪切
精度越低。因此，在提高剪切精度时，应适当降低切削速度，以避免过高
的切削力和剪切热引起的变形。
4.选用合适的夹具：
夹具的选用对剪切精度也有一定影响。夹具的刚度和精度直接影响棒
冷剪机剪切弯头原因分析及改善措施研究
冷剪机剪切弯头原因分析及改善措施研
究
摘要：冷剪机在轧钢生产线有着总要的地位，影响着整道工序的顺利生产。
本文主要阐述冷剪机在成品棒材剪切过程质量控制中弯头的产生的因素，归纳和
总结剪切弯头产生的主要成因与应对措施，保证棒材生产线上成品质量的提升。
关键词：冷剪机、剪切弯头、剪切点温度、堆叠、刀刃间隙
0、前言
冷剪机作为冶金轧钢生产工艺中不可或缺的设备之一，在棒材生产车间线上，其剪切质量直接影响着成品的质量【1】。随着螺纹钢市场产品质量要求不断提升
和新国标的更新，棒材剪切弯头的质量异议明显突出，极大影响公司形象和生产
厂的效益，为此探索剪切弯头和解决改善时不可待。
1、剪切机原理
剪切机是用来将轧件切成一定长度（定尺），或切除由于轧钢生产过程轧件
头尾不合格要求的部分，文中阐述的850T冷剪机为平行刀片剪切机。中天钢铁
某钢轧厂棒材线目前有两条轧线，三台冷剪机在线投用，所使用的冷剪机为上切式，即下刀片保持不动，依靠上刀片运动来完成剪切过程。
如下图1所示，为轧件剪切过程分析示意图，冷剪机在剪切过程中可分为两
个过程，即刀片压入金属阶段和刀片滑移阶段，当刀片压入金属时，刀片会对轧
件产生作用力P形成力矩P*a，此力可使剪切件沿图示方向进行转动，同时刀片
的侧面会产生对剪切件的作用力 T，并形成力矩T*c来阻止轧件进行转动，随着
刀片的压入，轧件的转动角度γ不断变大，当两个力矩平衡时，轧件停止转动，剪切过程进入到下一阶段。
图 1 平行刀片剪切机剪切时作用的力【2】【3】
2、冷剪机运行现状
钢轧厂轧钢棒材1-2线轧制规格由Φ10mm到Φ25mm的螺纹钢，一二线分别
棒料剪断机送料机构的力学分析及优化设计_罗文翠 (2)
#设计与计算#
棒料剪断机送料机构的力学分析及优化设计
*
罗文翠1
,王玉虎
2
(1.兰州工业高等专科学校,甘肃兰州 730050; 2.兰石国民油井工程公司,甘肃兰州 730050)
摘 要:在阐述棒料剪断机浮动料架现状及趋势的基础上,分析液动式或气动式浮动料架的不足,提出满足浮动料架
平动要求的平行四边形机构的浮动料架,并对棒料剪断机浮动送料机构进行结构设计、受力分析及优化设计。研究结果对浮动料架的理论分析和应用发展有一定的现实意义。
关键词:送料机构;力学分析;约束随机方向法;优化设计
中图分类号:TH 237 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2008)02-0062-03
M echanica l analysis and opti m ized design of fl o at m ateriel shelf of bar cli p pi n g m achine
Luo W en-cui 1
,W ang Yu-hu
2
(nzhou po l y technical colle ge ,Lanzhou Gansu 730050,China;
nzhou p etroleu m na tional w ell eng i neering compang ,Lanzhou Gansu 730050,China)
Abstrac t :On t he bas i s o f current state and trends of the floati ng m ater ial she lf used in ba r c li ppi ng m ach i ne ,the para llelogra m m echan ica l floati ng m aterial shelf wh i ch sa ti sfi ed its translati on is put fo r wa rd i n the dissertation ,especia lly its struct ure desi gn and mechan i a l ana lysis .O pti m iza tion m e t hods are appli ed t o mee t i n tensity ,mechan i ca l r i g idity o f the co mmon parts of the op -ti m ized des i gn .T he fi ndings a re expected to have practi ca l significance on t he deve l op m ent and appli cation of theo re ti ca l ana-l ys i s of t he float m ater i e l she l.f
棒料剪切机理与提高剪切精度的方法
棒料剪切机理与提高剪切精度的方法
棒料剪切机是一种用于将棒料切割成所需长度的机械设备，广泛应用
于金属加工、建筑、航空等行业。在棒料剪切过程中，剪切精度的提高是
非常重要的，可以提高产品的质量和生产效率。下面将介绍棒料剪切机的
剪切机理以及提高剪切精度的方法。
棒料剪切时，需要施加一定的力来截断材料。剪切力是指施加在材料
上的力的大小，它与材料的性质、尺寸和剪切刃的几何形状有关。棒料的
硬度越高，剪切力越大。同时，棒料的直径越大，剪切力也越大。剪切刃
的刃口角度对剪切力也有影响，刃口角度越小，剪切力越大。
剪切力施加在一个杠杆上，产生一个力矩。力矩是指施加在材料上的
力关于剪切轴的旋转效果。棒料剪切机通过施加一个较小的剪切力产生一
个较大的剪切力矩，使得棒料得以切割。
为了提高剪切精度，可以采取以下方法：
1.选择合适的切削参数。切削参数包括剪切速度、剪切刃的几何参数等。合理选择这些参数可以减小剪切力和提高剪切精度。例如，适当增加
剪切速度可以减小剪切力，同时不影响剪切质量。
2.优化切削刃的几何形状。剪切刃的几何形状对剪切精度有很大影响。合理选择切削刃的角度、刃口半径等参数可以减小切削力矩和提高剪切精度。
3.提高刀具的材质和研磨工艺。刀具的材质和研磨工艺对剪切精度也
有重要影响。选择高硬度和高强度的刀具材料可以减小切削力，提高剪切
精度。同时，采用优化的刀具研磨工艺可以减小刀具的刃口半径，提高切
削质量。
4.使用辅助支撑装置。对于长径比较大的棒料，在剪切过程中容易发生挠曲变形，影响剪切精度。可以采用辅助支撑装置来增加棒料的强度和刚度，减小挠曲变形，提高剪切精度。
棒料的高速精密剪切实验研究
设 备 的实 用 性 和 可 推 广 性 。
达 到 一 定 值 时 ， 料 断 裂 韧 Ｉ 现 最 低 值 ， 此 时 加 材 生出 若 载 速 率 继 续 增 加 ， 由 于 变 形 中 产 生 的 热 能 来 不 及 散
摘 要 ： 对 目前 下 料 工 艺 质 量 差 、 产 率低 和 材 料 浪 费 等 问题 ， 出 了 一 种 基 于 高 速 剪 切 和 径 向 夹 紧 状 针 生 提
态 下 金 属 材 料 精 密剪 切 工 艺 方 法 。本 文 为 了进 一 步 完 善 理 论 研 究 ， 进 这 种 精 密 剪 切 技 术 的 推 广 与 应 用 ， 促 通
显 著 提 高 。另 外 ， 切 速 度 的 提 高 ， 可 以 减 小 材 料 剪 还 摩 擦 因数 ， 低 变 形抗 力 ， 善变 形 的不 均匀 性 ， 降 改 提 高 断 面 质 量 。 剪 切 速 度 并 非 越 高 越 好 。 加 载 速 率 但 当
数 ， 出 了 剪 切 参 数 对 断 面 质 量 的 影 响 规 律 。 验 结 得 实
文 章 编 号 ： ６ ２ ０ ２ （ ０ ８） ５ ０ ６ — ３ １ ７ — １ １２ ０ ０ — ０ ８ ０
棒 料 的 高 速 精 密 剪 切 实 验 研 究
液气棒料精密剪切机设计研究
锻 压 装 备 与 加 热 炉 — — 液 气 棒 料 精 密 剪 切机 设 计 研 究
ｌ ９
液 气 棒 料 精 密 剪 切 机 设 计 研 究
０ ０ ２ 太 原 重型 机 械 学 院 巨 丽 ３０ ４ 李 永 堂 雷 步 芳 杜诗文 李 耀 辉 摘 要 在 棒 料 精 密 剪切 理论 的 基础 上研 究设 计 了一 台新 型 的 ４ Ｊ液 气棒 料 精 密剪 切机 。通 过 对 剪 切机 ｋ 结构 形 式 等若 干 问题 的分 析 和 讨论 ， 以期促 进棒 料精 密下 料 新工 艺 、 技 术 的发 展 。 新 关键 词 液 气驱 动 棒 料 中 图分 类 号
１ 引 言
精 密剪切
Ｔ ３ ３２ｌ Ｇ３．
多 年来 ， 国内外 学 者 对精 密剪 切 下 料工 艺 做 了 大量 的研 究 ， 提 高 剪 切 断 面 质 量 ， 少 断 面 变 形 ， 在 减
控 制 质 量公 差 和 提高 生 产 效率 等 方 面 取得 了一 定 的 成 果 。 目前 ， 于棒 料 精 密剪 切 的 工艺 主 要 有 ： 高 用 ①
速精密剪切 ； ②径 向夹 紧剪切 ； 轴 向加压剪切 ； ③ ④
自动 称 重剪 切 ； 渐 进 精 密剪 切 其 中 ， 向夹 紧剪 ⑧ 径 切工 艺最 为简 单 ， 易 实现 ， 以也 是 应用 最 多 的一 容 所 种 工 艺 。 此 工艺 的基 础 上 ， 们设 计 了一 台棒 料 精 在 我 密剪 切设 备 。
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文献综述
题目10kJ棒料剪切机
院（系）材料科学与工程学院
专业班级成型081401班（塑型）学生姓名孟文军
指导教师（签字）
棒料剪切机
在模锻件、辊锻件和冷、温状态挤压件等生产批量比较大的机器制造部门,棒料是主要的原材料。棒料剪切机就是为这些锻压工艺准备坯料的主要设备。现代工业发展到21世纪，精密锻造和挤压等少切削或无切削成形工艺得到越来越广泛的应用，从而对所需坯料的体积（重量）误差、端面形状及其他几何参数提出越来越高的要求，而现在的下料方法普遍存在能耗高、效率低、材料消耗大和下料质量差等问题。因而，寻求一种高质量、高效率、低消耗的精密下料方法就成为人们追求的目标。棒料剪切机是一种高生产率的剪切设备，对于大直径的棒料，每分钟可剪切几件、十几件，小直径的棒料每分钟可剪切五六十件。以直径为中小尺寸的棒料为例，剪切与锯切的单件工时比,率为1:20，剪切较锯切的材料利用率可提高25%。对于碳素钢或低合金钢，在冷状态或热状态下进行剪切，都较容易实现机械化与自动化，棒料剪切工艺较其他切断工艺具有明显的经济效果。
一、国内外研究方向和动态
精密剪切方法是各国竞相发展的一种下料方法，日本、美国、德国、英国、法国和意大利等国均研制生产了各种剪切机床或剪切模具，这些机具改变了普通剪切的一些缺陷。精密剪切方法研究和精密剪切设备的研制成为关注的热点问题。目前研究和逐步应用的精密剪切方法主要有：
（1）径向夹紧剪切，即先将棒料加紧，然后完成棒料的剪切。径向夹紧剪切的优点在于，消除了普通剪切方法棒料产生倾斜的几何原
因，消除了被剪切棒料所受的弯曲力矩，从而解决了坯料线弯曲后剪切的问题，但新的问题是改变了剪切区材料的应力状态，形成多向应力。
（2）轴向加压剪切，即在坯料端面施加轴向应力，使剪切过程中棒料剪切区的轴向压力增加，实现材料塑性剪切分离。这种方法主要适用于钢、铝和低碳钢等软材料。由于在剪切过程中存在很大的压应力，剪刃和设备的工作环境恶化，而且实现机构复杂、昂贵。
（3）氢脆温度热剪切，这种方法经常适用于低碳钢的剪切。剪切前将棒料预热至温热状态，利用这一温度区域钢的氢脆性进行剪切。虽然其剪切面的主要部分是剪切带，但凹凸较少，剪切面质量好，压塌量椭圆度都明显减小。该剪切方法适用于大直径棒料的剪切。（4）高速剪切，即通过高速加载提高坯料的剪切质量。在高速载荷下，被剪材料的韧性下降，脆性增大，剪切变形区域变窄，塑性变形小，从而提高了剪切质量。研究表明，在加载速度为4.5m/s以上时，剪切质量将得到明显提高。但高速剪切冲击力大，能耗高，设备受力状况恶劣。
德国Kieserling&Albrech公司的HT系列高速精密棒料剪断机有HT62、HT125、HT200、HT250等型号，能剪直径分别为16mm、32mm、50mm、64mm，滑块速度高达8m/s。日本小松制作所的高速精密剪切机MSR-115可剪直径为16~51mm。德国和日本小松制作所生产的MSR32型精密棒料剪断机最大剪切力为320KN，可剪切直径5~36mm，剪切速度为1000mm/s，生产率为125件/min。
德国EUMUCO公司生产的H.M.K液压机械传动棒料剪切机是应用差动剪切法（剪切面的两边将毛坯或棒料夹紧，同时，夹紧拉力和剪切力每一瞬间保持一定比例的剪切方法）进行剪切的，棒料和剪切面成一倾角，倾角的大小和材料强度有关，σb>500MPa，倾角ɑ=3º~4º；当σb<500MPa时，ɑ=7º~10º。这一机器的规格是225~1250t。
俄罗斯SKBH公司设计的棒料剪切机采用另一种机构，即坯料端的压紧力和剪切力保持一定比例，而固定刀片端的压紧力为一定值，这样机器的机构简化了，同样也可以取得较好的效果。这类机器共三种规格，分别为250t、630t、1000t。
上述类型剪切机的共同特点就是增加了压紧力，尤其是被剪下端棒料的压紧力比原来剪切力大大增加了，从而在一定程度上提高了剪切断面的质量，这对热锻来说已经满足了要求。
沈阳市求实精密剪切公司生产的Q45A高速精密棒料剪切机，剪切下坯料的工作精度，要较普通棒料剪切机提高2~3倍，生产效率较高，每分钟剪切效率可达40次、60次、85次。Q45A系列精密棒料剪切机剪切精度、自动化程度、节能降耗及可靠性等各项指标，均已达到或接近国际先进水平。
沈阳锻压机床厂新设计和试制成功了一台250t棒料剪切机，其主要特点是在剪切滑块上增设钳行夹紧装置，使被剪棒料在剪切过程中处于夹紧状态，这样在剪切过程中，被剪棒料与平行棒料平行下移，使剪切断面变形很小，剪切表面光滑，几乎像锯切的一样，没有裂纹和心部凹下，基本上可适用于切削机床加工。德国PELS公司生产的
KSZH系列的棒料剪切机也是这样的结构，其规格是160~2000t。
济南铸锻研究所锻压工程公司锻机开发部自主开发设计了
Q45-50W型预偏角精密棒料剪切机。该技术先进，设计合理，结构紧凑，外型美观，市场应用前景非常广阔。该机可预先将剪模相对于棒料轴线偏斜一个角度ɑ，使剪切断面与棒料轴线相垂直。此外，机器配备有棒料加紧装置、剪坯反压装置和剪模间隙调整装置，因此，可使剪坯获得非常平直光滑的剪断面，可为精密锻造、一般锻造和辗轧提供具有平直光整剪切面的棒料剪坯。该机生产率高且无原材料损耗。采用该机生产的剪坯可提高后续工序（如感应加热、锻造、模锻、扎制）可靠性和工件质量。
德国peddinghaus公司生产的精密棒料剪切机在国际上具有相当高的知名度。Q45-50W型剪切机与德国Peddinghaus公司同规格产品对比见表1-1。
表1-1 Q45-50W型剪切机与德国Peddinghaus公司同规格产品对比技术参数Q45-50W剪切机德国Peddinghaus同
规格产品
剪切棒料最大直径/mm 50
50
50
50
46
42
公称剪切力/KN 1000 900 滑动连续行程次数/
次·min-1
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