阅读说明：本技术 一种剪切角可数控调整的斜刃剪板机 (A kind of inclined edge plate shearing machine of angle of shear digit control adjustment ) 是由 徐会彩 马冰 单宝德 祁鹏飞 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了剪切角可数控调整的斜刃剪板机,包括床身组件、上刀组件、下刀组件、液压系统、控制系统、导向组件,所述床身组件的床身两端分别设有开口向上的“U”型开口槽,所述上刀组件的上刀座置于“U”型槽内,并通过导向组件进行限位；导向组件的限位滚轮预留用以剪切角调整的间隙；所述上刀座两端伸出“U”型槽之外；液压系统包括油缸、伺服阀组,所述液压系统的油缸通过安装座固定在“U”型槽下方的床身外侧位置,油缸缸杆与上刀座相连；所述控制系统通过液压系统的伺服阀组控制两个油缸同步动作,或者在设定范围内分别动作相应数值。本发明实现上刀剪切角数显、数控的自动调整,结构简单重量轻,提高生产线的加工效率。(The invention discloses the inclined edge plate shearing machines of angle of shear digit control adjustment, including lathe bed component, upper knife assembly, lower knife assembly, hydraulic system, control system, guidance set, the lathe bed both ends of the lathe bed component are respectively equipped with the U-typed open slot of opening upwards, the upper cutter head of the upper knife assembly is placed in U-typed slot, and is limited by guidance set；The reserved gap adjusted to the angle of shear of the limited roller of guidance set；The upper cutter head both ends are stretched out except U-typed slot；Hydraulic system includes oil cylinder, servo valve group, and the oil cylinder of the hydraulic system is fixed on the lathe bed outer fix below U-typed slot by mounting base, and oil cylinder cylinder rod is connected with upper cutter head；The control system controls two oil cylinder synchronization actions by the servo valve group of hydraulic system, or acts respective value respectively within the set range.The present invention realizes the adjust automatically of upper slitter angle of shear digital display, numerical control, and structure is simply light-weight, improves the processing efficiency of production line.)

一种剪切角可数控调整的斜刃剪板机

技术领域

本发明涉及板材轧制生产线、板材开卷横剪生产线设备技术领域，具体涉及一种剪切角可数控调整的斜刃剪板机。

背景技术

斜刃式液压剪板机广泛应用于在板材轧制生产线、板材开卷横剪生产线。随着生产的发展，生产线要处理的板厚和宽度范围也大为扩展。现有的斜刃液压剪板机，其上刀片的剪切调度不可调整，针对不同厚度的板材不能采用最优的剪切角度，影响薄板材的生产效率和质量，也限制了生产线所能加工板材的板厚范围。现有剪板机的两个液压缸多采用顶部配置，需要较大的上横梁以保持刚性，不适宜于宽度大的厚板剪切，而且设备重心过高不宜作为移动跟踪剪的可移动式剪切单元以提高生产效率。

发明内容

本发明就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种结构新颖的剪切角可数控调整的斜刃剪板机，其油缸外置便于安装且设备重心低，床身不需要复杂的上横梁，只需要通过封闭件进行简单的封闭，结构简单重量轻，安装拆卸及维护方便。

本发明所采用的技术方案是：

一种剪切角可数控调整的斜刃剪板机，包括床身组件、上刀组件、下刀组件、液压系统、控制系统，还包括导向组件，所述床身组件的床身两端分别设有开口向上的“U”型开口槽,所述上刀组件的上刀座置于“U”型槽内，并通过导向组件进行限位；所述导向组件的限位滚轮预留用以剪切角调整的间隙；所述上刀座两端伸出“U”型槽之外；所述液压系统包括油缸、伺服阀组，所述液压系统的油缸通过安装座固定在“U”型槽下方的床身外侧位置，油缸缸杆与上刀座相连；所述控制系统通过液压系统的伺服阀组控制两个油缸同步动作，或者在设定范围内分别动作相应数值。

所述“U”型开口槽上部设有“U”型槽开口封闭件；所述床身的上部两端通过中间的横向连接板连接。

所述导向组件包括“U”型槽内的导向板组件和床身外侧安装在上刀座上的限位滚轮组件，所述导向板组件位于上刀座的两侧，一侧的导向板固定在“U”型槽内的床身，另一侧的导向板由推、拉螺栓与“U”型槽内的床身相连。

所述限位滚轮组件包括滚轮、滚轮轴、滑动轴承、隔套、螺母等，滚轮通过滚轮轴安装在上刀座上，滚轮和滚轮轴之间装有滑动轴承，通过隔套、螺母对滚轮轴向定位，在床身的U型槽的外端面上设有防止上刀座横向位移的导轨板，导轨板与限位滚轮配合滑动，导轨板与限位滚轮之间预留有用于剪切角调整的间隙。

所述液压系统外置于剪板机外，包括油箱、电机、泵、伺服阀组及管路，伺服阀组实现精确控制两个油缸的分别动作和同步动作。

所述控制系统外置于剪板机外，包括可编程的PLC控制器、操控显示器、操控柜，所述控制系统与液压系统的电机和伺服阀组之间通过电源线及信号线相连。

PLC控制器预先编有程序，在操控显示器上输入参数，就可通过液压系统的伺服阀组控制两个油缸分别动作相应数值，即调整缸杆伸出高度差，也就实现了上刀剪切角数显、数控的自动调整。

本发明的有益效果是：

1.本发明的剪板机，可以实现上刀剪切角数显、数控的自动调整，能适应加工不同板厚范围的板材，针对不同厚度的板材能采用最优的剪切角度，针对薄板材可调小剪切角，以提高剪切频次即生产效率和剪切质量；针对厚板材可适当调大剪切角，以扩展生产线的加工能力，同时不需要调高系统压力，即有利于能源节约也能避免过系统压力过高带来的一系列问题。

2.本发明的剪板机油缸外置便于安装且设备重心低，床身不需要复杂的上横梁，只需要通过封闭件进行简单的封闭，结构简单重量轻，安装拆卸及维护方便，特别适用于宽度大的厚板剪切，也适宜作为移动跟踪剪的可移动式剪切单元以提高生产线的加工效率。

附图说明

图1是本发明第一个实施例的主视图。

图2是本发明第一个实施例的侧视图。

图3是本发明第一个实施例的床身轴侧视图。

图4是本发明第一个实施例的限位滚轮处的剖视图A-A。

图5是本发明剪切角调整原理示意图。

图中：1-床身组件，2-下刀组件，3-压料组件，4-限位滚轮组件，5-上刀组件，6-销轴，7-连接套，8-油缸，9-安装座，10-导轨板，11-滚轮轴，12-滑动轴承，13-限位滚轮，14-导轨板，15-导轨板，16-导轨板，17-导轨板，18-横向连接板，19-封闭件，20-“U”型槽，21-键槽，F-剪切力，Fv-垂直分力，Fh-水平分力，L1-导轨间距，L2-滚轮导轨间隙，L3-剪切角调整后剪切行程的变化值，R-限位滚轮半径，a-剪切角调整值。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明的油缸外置斜刃剪板机属于机电液一体化设备，第一个实施例的具体设计如图1、图2所示，其主体结构由床身组件1、下刀组件2、压料组件3、上刀组件5、导向组件、限位滚轮组件4、油缸组件8及未在图中显示的液压系统、控制系统组成。

如图3床身轴侧视图所示，床身组件1的主要零件床身两端开有开口向上的“U”型槽20，床身上部两端通过中间的横向连接板18连接，“U”型槽下端侧面有用于安装油缸支座9的的键槽和螺纹孔；“U”型槽上端平面有用于安装封闭件19的键槽21和螺纹孔，简单的封闭件19用以提高床身的刚性。

如图1、图2所示，上刀组件5的主要零件上刀座置于床身1的“U”型槽内。上刀组件5的上刀座伸出床身1之外通过销轴6和连接套7与油缸8相连。油缸8通过安装座9固定在床身1的“U”型槽下方，不需要复杂的上横梁用来安装油缸。

如图1、图2所示，下刀组件2固定床身1上，保证下刀水平且与上刀组件5中的上刀平行。压料组件3安装在上刀组件5的上刀座上，为剪板机通用必备配置，动作和原理均相同，不在赘述。

如图4所示，导向组件由“U”型槽内的导轨板14、15、16、17和床身1外侧安装在上刀座5上的限位滚轮组4组成。导轨板14、16优选为铜板，通过螺钉固定在上刀座5上；导轨板15、17为耐磨钢板，导轨板15通过螺钉固定在床身1的“U”型槽上，导轨板17通过推拉螺栓固定在床身1的“U”型槽上，用来调节上刀座5的滑动间隙。

如图4所示，限位滚轮组4由限位滚轮13、滚轮轴11、导轨板10等组成。限位滚轮13为耐磨钢轮，通过滚轮轴11安装在上刀座5上。限位滚轮13和滚轮轴11之间装有滑套12，以利于滚轮13的转动，并且通过隔套利用螺母对滚轮13轴向固定。导轨板10优选为耐磨钢板，通过螺钉固定在床身1的“U”型槽的外端面上，与限位滚轮13配合滑动，且预留有优选的最大0.5毫米间隙。

如上所述，导轨板14、15、16、17对上刀座5的限位保证了上刀与下刀的平行；限位滚轮组4限制了上刀座的横向位移，且预留了间隙用以角度调整。两个油缸8外置安装也得以实现。本发明通过以上结构就实现了床身组件无复杂上横梁，结构简单重量轻，油缸外置便于安装且设备重心低。采用如此结构的剪板机适用于宽度大的厚板剪切，也适宜作为移动跟踪剪的可移动式剪切单元。

所述液压系统外置于剪板机外，由油箱、电机、泵、伺服阀组及管路等通用液压元件组成，伺服阀组可以实现精确控制两个油缸的分别动作和同步动作。两个油缸8分别动作用以调整剪切角，同步动作用于剪切板材。

所述控制系统外置于剪板机外，由可编程的PLC控制器、操控显示器、操控柜等通用电器元件组成。所述控制系统与液压系统的电机和伺服阀组之间有电源线及信号线相连。PLC控制器预先编有程序，在操控显示器上输入参数，即可通过液压系统的伺服阀组控制两个油缸分别动作相应数值，也就实现了剪切角度的数显、数控的自动调节。

图5为本发明剪切角调整原理示意图，如图所示，图中，F为剪切力，Fv为剪切力垂直分力，Fh为剪切力水平分力，L1为床身上的导轨间距，L2为限位滚轮和导轨之间的间隙，L3为剪切角调整后剪切行程的变化值，R为限位滚轮半径，a为剪切角调整值。

如图5所示，因为上刀倾斜，剪切过程中上刀组件5在剪切力F的水平分力Fh的作用下，上刀上翘一端的限位滚轮和床身导轨板之间无缝线接触，另一端限位滚轮和床身导轨板之间存在预留的间隙L2。外置于上刀组件5两端的油缸8通过液压系统的伺服阀组利用预留的间隙L2调整缸杆伸出的高度差，根据三角函数关系，可以得到上刀可调剪切角度α的最大值为：

若果是缩小角度，则剪切行程缩小L4，其数值公式为：

L4＝(L1+L2+2R)*sinα。

以本发明的第一个实施例的数据来计算，L1＝2555mm，L2＝0.5mm，R＝65mm，代入公式，计算得：最大可调角度α＝1.1°；最大可调剪切行程L4＝51.6mm。

对于斜刃剪板机，板材厚度10mm以上的剪切角优选为2～2.2°，板厚5mm以下的剪切角优选为1.2～1.6°。此调整范围以满足实用。

对于跟踪横剪生产线，因为剪切过程中板材保持匀速运动不停顿，剪切时间越短越好，剪切时间小于2秒，剪切行程缩短51.6mm对于提高薄板剪切速度也很有效果。

根据本发明第一发明人在《锻压装备与制造技术》2009年第4期发表的论文《斜刃剪板机剪切力的研究》中提到的公式：剪切力p＝0.3σ_bh²/tanα，可以计算出对于同样板厚同样板材增大剪切角后的所需剪切力的变化。比如板厚h＝10mm,σ_b＝500N/mm²的Q235A板材，剪切角α＝1.2°时计算剪切力p＝71.6吨；剪切角α＝2.2°时计算剪切力p＝39吨。可见调整剪切角1°，可在不增大系统压力的情况下大为扩大剪板机的加工范围。

以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。