銅管在線剪切沖孔設(shè)備

在線配置剪切沖孔裝置，軋制后銅管的剪頭、剪尾及沖孔工作完全由自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備來完成，大大節(jié)省了勞動(dòng)力。但切頭是軋制過程中在線完成的（飛剪），故需要確保該套設(shè)備的動(dòng)作可靠性才能體現(xiàn)其作用及優(yōu)點(diǎn)，否則會(huì)造成在線悶車等生產(chǎn)事故。

銅管連鑄連軋生產(chǎn)線在中國的應(yīng)用與發(fā)展日趨成熟與完善，同時(shí)伴隨著人力成本的提高及市場競爭的加劇，各生產(chǎn)廠家對設(shè)備的自動(dòng)化水平與生產(chǎn)效率有了進(jìn)一步的要求。水平連鑄的銅管坯經(jīng)過行星軋管機(jī)大變形量的軋制后，銅管的頭部和尾部經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)開花、軋成實(shí)心等現(xiàn)象，在后續(xù)工藝操作中，為了避免在線夾送彎曲，收卷過程中劃傷包膠輥及順利收卷，需要在線進(jìn)行切頭工序；為了之后的拉拔工序注內(nèi)膜油和放置芯頭，需要進(jìn)行剪尾及沖孔的操作。若生產(chǎn)線上不配置在線剪切和沖孔設(shè)備，則相應(yīng)的切頭、切尾及沖孔工作就需要生產(chǎn)工人手動(dòng)借用割刀，沖頭等工具完成，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，影響生產(chǎn)效率，尤其是在線處理切頭工作是在軋制的進(jìn)行過程中完成的，而現(xiàn)在軋制速度的大幅度提高，導(dǎo)致處理時(shí)間較緊張，生產(chǎn)安全得不到保障。

在線配置剪切沖孔裝置，軋制后銅管的剪頭、剪尾及沖孔工作完全由自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備來完成，大大節(jié)省了勞動(dòng)力。但切頭是軋制過程中在線完成的（飛剪），故需要確保該套設(shè)備的動(dòng)作可靠性才能體現(xiàn)其作用及優(yōu)點(diǎn)，否則會(huì)造成在線悶車等生產(chǎn)事故。本文重點(diǎn)介紹了剪切沖孔的設(shè)備結(jié)構(gòu)及調(diào)整技術(shù)特點(diǎn)，以確保設(shè)備的有效運(yùn)行。

工藝過程

剪切沖孔設(shè)備是連鑄連軋生產(chǎn)線上的輔助設(shè)備，其在生產(chǎn)線上的配置大大提高了生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了勞動(dòng)力。飛剪沖孔設(shè)備布置在行星軋管機(jī)主機(jī)與夾送彎曲之間，具有在線切頭、切尾、沖孔三大功能。

軋制后的管頭經(jīng)過軋機(jī)出口的冷卻水套冷卻后進(jìn)入剪切裝置，軋制線速度一般為16～25米/分鐘, 人工觀察管頭狀態(tài)，需要剪頭時(shí)進(jìn)行在線跟隨剪切，剪切完成后，剪刀自動(dòng)打開，軋制后的銅管依次通過剪切沖孔裝置進(jìn)入之后的夾送彎曲進(jìn)行在線收卷；一根銅管軋制到尾端后，進(jìn)行靜止切尾工作，剪切之后的銅管斷口會(huì)有一定的橢圓收口，軋制后的銅管下一步工序?yàn)槔危沃靶枰~管內(nèi)部注入內(nèi)膜油和放置芯頭，為了順利放入芯頭，需要對橢圓縮口的管尾進(jìn)行沖孔操作。

設(shè)備組成及調(diào)整技術(shù)特點(diǎn)

1.剪切裝置

剪切裝置的主要組成部分見圖1。包括入口導(dǎo)向及測速、機(jī)架、剪切小車、出口托輥、小車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。

1.1入口導(dǎo)向及測速

入口導(dǎo)向及測速裝在機(jī)架上。氣缸帶動(dòng)測速輥壓住管坯，對管坯進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測速，并把速度反饋給小車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證小車運(yùn)行速度與管坯的在線軋制速度相匹配，以防止軋制過程中的在線悶車事故。

1.2機(jī)架

機(jī)架為剪切裝置的支撐機(jī)構(gòu)，機(jī)架上有兩條保證小車運(yùn)行的導(dǎo)軌。

1.3剪切小車

剪切小車是剪切裝置的重要組成部分，有小車架、油缸、剪刀、安裝剪刀的滑動(dòng)導(dǎo)板等組成。小車架上裝有4個(gè)被動(dòng)滾輪，小車可以在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下自由靈活移動(dòng)。兩片圓弧型剪刀在油缸的帶動(dòng)下，對銅管進(jìn)行交錯(cuò)剪切。

剪刃的側(cè)向間隙：剪刃側(cè)向間隙的大小可以使剪切時(shí)的受力狀況發(fā)生變化。當(dāng)側(cè)向間隙由零逐漸增大時(shí)，銅管的受力狀況分別為：壓縮、剪切及彎曲狀態(tài)。側(cè)向間隙過小或過大都會(huì)使銅管的單位剪切應(yīng)力加大，所以設(shè)計(jì)和使用時(shí)必須合理選擇剪刃的側(cè)向間隙，以保證順利剪切及獲得良好的斷口。

剪刃的孔型：剪切管材時(shí)，剪刃孔型的選取直接影響到剪切的順利實(shí)施及斷口質(zhì)量。

在剪切過程中會(huì)出現(xiàn)剪不斷、粘刀等問題，有時(shí)雖然可以剪斷，但斷口很扁，會(huì)影響下一步?jīng)_孔工作。主要有以下幾種原因：

（1）油缸的壓力不夠，左右油缸動(dòng)作不一致；

（2）兩片剪刀之間的滑動(dòng)間隙太大；

（3）剪刀的孔型與銅管外徑不吻合。

針對上述問題，要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況進(jìn)行分析解決：油缸的壓力要能夠滿足特定管徑及壁厚銅管的剪切力，并且在液壓控制系統(tǒng)與回路上要保證兩片剪刀的油缸動(dòng)作基本一致；兩片剪刀的滑動(dòng)間隙要控制在0.05～0.1毫米之間；剪刀的孔型設(shè)計(jì)要合理，并且要與銅管外徑相匹配，一般剪刀孔型略小于要剪切的銅管外徑。

1.4小車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

小車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是帶動(dòng)剪切小車前后移動(dòng)，追隨管頭實(shí)現(xiàn)在線剪切的功能。

圖1 剪切裝置簡圖

圖2 剪刀裝配圖

2.沖孔裝置

沖孔裝置主要是完成對剪完頭的銅管管口進(jìn)行沖孔的功能。其主要組成部分如圖3所示：包括夾緊裝置、機(jī)架、沖頭機(jī)構(gòu)等。

圖3 沖孔裝置

2.1夾緊裝置

銅管的管尾在沖孔之前，必須進(jìn)行夾緊，防止在沖頭的外力作用下打滑現(xiàn)象。夾緊裝置由上下油缸帶動(dòng)夾塊實(shí)現(xiàn)管子的夾緊和打開。上下夾塊為半圓孔型，孔型大小與管子外徑相匹配，夾塊孔型表面帶有摩擦槽，并采用交錯(cuò)加持抱緊結(jié)構(gòu)，增大與管子的摩擦力。

2.2沖頭機(jī)構(gòu)

采用水平?jīng)_的形式，沖頭機(jī)構(gòu)在軋制過程中是偏離軋制中心線的，軋制完成后，需要進(jìn)行沖孔操作時(shí)，由氣缸帶動(dòng)其滑移到軋制中心線上，沖孔油缸推動(dòng)錐形沖頭進(jìn)行沖孔工作，以保證既能沖孔又能在軋制的過程中不干涉銅管在線軋制的作用。沖頭的尺寸選擇對管口沖孔的形狀和質(zhì)量有很大的影響，沖頭的尺寸主要是錐形段的錐角和直線段的直徑，這兩者選擇合適后，沖孔后的管口質(zhì)量較好，能夠順利放入芯頭。

結(jié)束語

廣東冠邦科技有限公司開發(fā)制造的剪切沖孔裝置已經(jīng)成功應(yīng)用于多條銅管連鑄連軋生產(chǎn)線上，大大節(jié)省了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率。