圓盤剪工藝改進(jìn)

吳公平++王建文++馬銘

摘 要：圓盤式剪切機(jī)通常設(shè)置在精整作業(yè)線上用于將運(yùn)動著的帶材縱向邊部剪切或者剪切成窄帶材。文章介紹了圓盤式剪切機(jī)的傳動原理，影響圓盤剪剪切帶材邊部質(zhì)量的因素以及改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：圓盤剪；間隙量；重疊量

中圖分類號：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0051-02

1 概述

圓盤剪全稱是圓盤式剪切機(jī)，圓盤式剪切機(jī)由于刀片是旋轉(zhuǎn)的圓盤，因而可連續(xù)縱向剪切運(yùn)動板材和帶材。按傳動方式可分為拉剪和動力剪。拉剪即剪刃轉(zhuǎn)動沒有傳動裝置，由其他動力裝置將帶材拉過圓盤剪進(jìn)行剪切。動力剪即有獨(dú)立的電機(jī)作為動力輸出自主運(yùn)轉(zhuǎn)，有的動力剪亦可作為拉剪使用，只需在傳動系統(tǒng)中增加離合器即可。

圓盤剪一般被放置于機(jī)組的中部，為了使切邊時不產(chǎn)生毛刺，并保持最小的寬度公差。必須用防跑偏裝置加以控制，以使帶鋼能精準(zhǔn)對中和無沖擊地進(jìn)入圓盤剪。因此，在圓盤剪的入口側(cè)布置了一套夾送輥糾偏裝置。圓盤剪之后還需設(shè)置廢邊卷取機(jī)或者碎邊剪，將剪下來的帶材邊部卷取纏繞成卷或者剪切成200mm碎段滑入廢料收集小車中，然后進(jìn)行廢料回收再利用。

2 圓盤剪主要技術(shù)性能

3 圓盤剪的組成

圓盤剪由上下錯位的、垂直的兩片圓形刀片組合而成，調(diào)整一定的間隙及重疊量對通過兩刀片之間的帶材進(jìn)行剪切。圓盤剪切機(jī)有下列幾個機(jī)構(gòu)組成：左右機(jī)架、上下刀軸、刀軸旋轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)，刀盤重合度調(diào)節(jié)和刀盤側(cè)向間隙量調(diào)節(jié)，機(jī)座調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。

3.1 機(jī)架

圓盤剪設(shè)計有兩個左右對稱的機(jī)架，上下刀軸、刀片、重疊量調(diào)整裝置、間隙量調(diào)整裝置都裝在機(jī)架上。機(jī)架為焊接箱式結(jié)構(gòu)，其上安裝上下刀軸，刀軸為懸臂式。

3.2 上下刀軸

上下刀軸為圓盤剪的主要部件，圓錐滾子軸承、芯套（下刀軸）、偏心套（上刀軸）、圓盤剪刀片、隔套、液壓螺母等都安裝在刀軸上。上下刀軸的平行度要求要高，如果上下刀軸平行度不符合要求，會導(dǎo)致圓盤剪刀片間隙量和重疊量調(diào)整出問題，直接的后果就是剪切時產(chǎn)生毛邊或剪切不斷，嚴(yán)重影響剪切質(zhì)量。

3.3 傳動機(jī)構(gòu)

傳動機(jī)構(gòu)由交流電機(jī)、減速機(jī)、離合器、同步齒輪等組成，動力由交流電機(jī)經(jīng)減速機(jī)帶動刀軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)行剪切帶材。為保證刀片同步，同步齒輪用連桿相連，使齒輪傳動的中心距不變，提高了齒輪傳動精度。

3.4 側(cè)向間隙量調(diào)整

正常情況下，間隙量一般設(shè)置為帶材厚度的7%～10%，然而也會根據(jù)材料的硬度做出相應(yīng)變化。通過交流電機(jī)驅(qū)動蝸桿，帶動蝸輪，蝸輪與下刀盤上的芯套用螺紋聯(lián)接。通過結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，保證蝸輪在芯套軸向上不能移動，蝸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)芯套轉(zhuǎn)化為刀盤的軸向移動實現(xiàn)側(cè)向間隙的調(diào)節(jié)。

3.5 重合度調(diào)整

電機(jī)輸出的動力傳到壓下機(jī)構(gòu)上，由蝸輪減速機(jī)驅(qū)動蝸桿，帶動蝸輪，蝸輪與上刀軸上的偏心套用鍵聯(lián)接。偏心套的旋轉(zhuǎn)，將使上刀盤的垂直位置發(fā)生變化，從而調(diào)整上下刀盤的重合度。重疊量應(yīng)為剪切帶材板厚的1/3-1/2取值調(diào)整。

4 影響剪切質(zhì)量的因素

4.1 刀片和隔套

圓盤剪刀片是影響帶材剪切質(zhì)量最重要的因素，刀片材質(zhì)和熱處理對帶材邊部質(zhì)量的影響最大。刀片熱處理硬度低，韌性高，刃口易鈍化，使用壽命短；刀片硬度高，韌性低，刃口易爆裂。

隔套包括上隔套和下隔套，隔套在帶材剪切過程中對帶材起支撐作用并且保護(hù)帶材不被刀片壓傷，提高成品帶材表面質(zhì)量。

4.2 側(cè)向間隙

側(cè)向間隙量是影響帶材剪切質(zhì)量重要的因素之一。當(dāng)側(cè)向間隙過大時，剪切面出現(xiàn)不整齊，因為在剪切面附近會產(chǎn)生塑性變形，該斷口不是被剪斷的，而是以揉搓形式產(chǎn)生的撕裂現(xiàn)象。這種剪斷口，在剪切較厚而軟的低碳鋼板時較容易見到；當(dāng)側(cè)向間隙過小時，上下刀刃處產(chǎn)生的裂紋相交，會造成帶材被二次剪切，出現(xiàn)毛刺被擠出的現(xiàn)象。

4.3 重合度

上下剪刃重合度的設(shè)定與帶材厚度和材質(zhì)有關(guān)。重疊量過小時，帶材剪切不斷，邊部易彎曲而產(chǎn)生扣頭現(xiàn)象或魚鱗紋等質(zhì)量缺陷；當(dāng)重合度過大時，剪切力會迅速增加，引起帶材“豎立”現(xiàn)象。

5 改進(jìn)措施

5.1 選擇合適的刀片

刀片的材質(zhì)應(yīng)具有硬度高、韌性好和強(qiáng)度大的性能。刀片表面硬度均勻性和尺寸精度對帶材邊部質(zhì)量影響很大，根據(jù)剪切不同材料選用合適刀片材質(zhì)，并進(jìn)行合適的熱處理，表面淬火硬度HRC≥58，表面粗糙度0.8～0.4μm，端面跳動6μm。當(dāng)?shù)镀娜锌谟腥毕輹r就應(yīng)對刀片進(jìn)行修磨，新刀或修磨后的刀片為防止邊部損壞，剪刃應(yīng)垂直放置在專用的木架上，為防止剪刃生銹，表面應(yīng)涂油然后用防銹油紙覆蓋。

5.2 側(cè)向間隙量優(yōu)化

側(cè)向間隙量是影響帶材剪切質(zhì)量重要的因素之一。如果側(cè)向間隙調(diào)整不當(dāng)，不僅會縮短圓盤剪的使用壽命，而且會影響帶材邊部剪切質(zhì)量。側(cè)向間隙量經(jīng)驗公式Δ=h/9，側(cè)向間隙量與帶材厚度關(guān)系如圖2、圖3所示。但是圓盤剪刀片尺寸精度，隔套尺寸精度都會影響側(cè)向間隙調(diào)整，刀軸變形以及刀軸定位也會影響側(cè)向間隙，而且還需根據(jù)帶材材質(zhì)和硬度決定間隙量的調(diào)整。

5.3 重合度優(yōu)化

重合度的設(shè)定與帶材厚度有關(guān)，重疊量主要通過影響帶材的咬入角進(jìn)而影響剪切力。帶材厚度從0-1.4mm時，重疊量隨厚度增加了增大，帶材厚度大于1.4mm時，重疊量隨厚度增加而減小。如圖2、圖3所示。

6 結(jié)束語

圓盤剪剪切帶材時，如果側(cè)向間隙、重疊量等參數(shù)調(diào)整不合適，會對帶材邊部質(zhì)量產(chǎn)生影響。如果帶材邊部出現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)根據(jù)邊部形狀特征和各項參數(shù)設(shè)置以及刀片狀況進(jìn)行綜合分析，查找問題原因，進(jìn)行工藝優(yōu)化，保證帶材邊部剪切質(zhì)量。

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