我们(men)機床小(xiao)編今天(tiān)來聊一(yi)聊液壓(yā)剪闆機(ji)的結構(gou)是以什(shi)麼标準(zhǔn)參數設(shè)計的

（1）液壓剪(jian)闆機的(de)剪切角(jiǎo)

液(yè)壓閘式(shi)剪闆機(ji)的上剪(jiǎn)刃與水(shui)平下剪(jian)刃之間(jiān)自左向(xiang)右一直(zhí)存在一(yi)個角度(dù)，即上剪(jian)刃與水(shuǐ)平面傾(qing)🐇斜一🌈個(ge)角🌈度，這(zhe)個角度(dù)就稱為(wéi)剪切角(jiǎo)Φ，剪切角(jiǎo)對闆料(liao)的剪切(qie)質量和(hé)剪闆機(jī)的剪切(qie)精度有(you)着重要(yào)影響。剪(jian)闆機企(qǐ)業為了(le)減少生(sheng)産成本(ben)，一🌍般将(jiāng)剪切🤩角(jiǎo)設計的(de)較大♉，不(bú)僅可以(yi)減小剪(jiǎn)切力，而(er)且可以(yǐ)在設計(ji)時減小(xiao)💋某些零(ling)💘部件尺(chǐ)🛀寸和液(yè)壓缸直(zhi)徑[25]。但液壓(yā)閘式剪(jiǎn)闆機的(de)剪切角(jiǎo)過大，會(hui)對剪切(qie)質量産(chan)生重要(yào)影響，剪(jian)切角過(guo)大會産(chan)生相當(dang)大的側(ce)向推力(lì)，使剪切(qie)時的闆(pan)料被上(shang)剪刃推(tuī)出，同時(shí)，過大的(de)剪切力(lì)也會造(zào)成闆料(liào)翹曲。因(yin)此，在實(shi)際生産(chan)中選用(yong)适當的(de)剪切角(jiǎo)。

該(gai)液壓閘(zhá)式剪闆(pǎn)機的剪(jiǎn)切角為(wei) 2.5o，這(zhè)樣既可(ke)以産生(sheng)較大的(de)剪切力(li)，同時也(ye)可以避(bì)免剪切(qie)斷面産(chǎn)生撕裂(lie)的狀況(kuang)，減少闆(pǎn)料剪切(qie)後産生(shēng)⁉️的翹曲(qu)。

（2）液壓(ya)剪闆機(ji)的剪切(qie)行程

剪(jian)切行程(cheng)的衡量(liàng)标準，是(shi)能夠順(shun)利剪斷(duàn)闆料。在(zài)剪切時(shi)，應選擇(zé)合适的(de)剪切行(hang)程。剪切(qie)行程公(gong)式如下(xia)：

H x = H p + H L = H p + Bmaxtga （2.1）

H p = H1 + s + e1 + r （2.2）

式中(zhōng)：Bmax 為(wéi)被剪鋼(gang)闆的較(jiào)大寬度(dù)，此處取(qu) 2500mm；a 為(wei)剪切角(jiao)，此處取(qu) 2.5o；H1 為入(rù)口台架(jià)到壓闆(pan)下平面(miàn)間的距(jù)離，設計(ji)過程中(zhōng)😄取剪闆(pan)機🔆可剪(jian)切鋼闆(pǎn)的較大(dà)厚度再(zai)加上 50～75mm，此處取(qu) 91mm； s 為上(shàng)剪刃與(yu)下剪刃(rèn)的重疊(die)量，設計(ji)過 程中(zhōng)的選擇(zé)🔞範圍為(wei) 5～25mm，此處(chù)取 25mm； e1 為(wei)壓料闆(pǎn)與上剪(jiǎn)刃之間(jiān)的距離(lí)，它的作(zuo)用是确(què)保🤟剪切(qiē)過程📞中(zhōng)上剪刃(ren)不會被(bei)所剪闆(pǎn)料碰撞(zhuàng)，一般取(qu) 5～25mm，此處(chu)取 25mm； r 為(wéi)下剪刃(rèn)與入口(kǒu)台架之(zhī)間的距(jù)離，它的(de)作用是(shi)确保剪(jian)♌切過程(chéng)中下剪(jian)刃不會(huì)被所剪(jian)闆料碰(pèng)撞，一般(ban)👄可取 5～20mm，此處取(qǔ) 20mm；H x =91+25+25+20+2500×tan2.5o=270.25(mm)

剪刃行(háng)程初定(dìng)為 275mm。液壓缸(gang)行程兩(liang)端的位(wei)置主要(yào)是由其(qi)行程開(kai)關進行(hang)适度調(diào)🏃‍♂️節，并且(qie)充分考(kǎo)慮到液(yè)壓缸還(hai)存在緩(huǎn)沖行程(cheng)，因此選(xuan)擇剪切(qie)行程為(wei) 300mm。

（3）液壓剪(jiǎn)闆機的(de)剪刃尺(chi)寸

液壓(yā)閘式剪(jiǎn)闆機為(wei)斜刃剪(jiǎn)闆機，斜(xie)刃剪闆(pan)機的剪(jiǎn)刃尺寸(cùn)與可剪(jiǎn)闆料的(de)較大寬(kuān)度有着(zhe)重要關(guan)系。一🙇‍♀️般(ban)按以下(xià)公式選(xuǎn)取：

L = b + (100 ~ 300) （2.3）

液(yè)壓閘式(shì)剪闆機(jī)上下剪(jiǎn)刃均是(shi)由兩塊(kuài)刀片組(zǔ)成，每🔱塊(kuai)刀✌️片⛷️都(dou)是由螺(luó)栓緊固(gù)在下刀(dāo)座和上(shàng)刀架上(shang)，且每塊(kuai)刀片長(zhang)度都為(wéi) 1200mm。每(měi)塊刀片(piàn)的材料(liào)都為 Cr12Mov 鋼，鋼(gang)的淬透(tou)性、淬火(huǒ)回火的(de)硬度、耐(nài)磨性、強(qiang)度均比(bi)Cr12 高(gāo)，同時在(zài) 300-400℃仍(réng)可保持(chi)良好的(de)耐磨性(xìng)和硬度(du)。

剪(jian)刃尺寸(cun)(厚(hou)、寬、長)實際(ji)尺寸為(wéi)：a×c×l=16×50×2600。

（4）液(ye)壓剪闆(pǎn)機的剪(jian)切力

斜(xié)刃剪闆(pan)機的剪(jiǎn)切力理(lǐ)論上主(zhǔ)要由以(yi)下三個(gè)部分組(zu)成：

P = P + P + P （2.4）

1 2 3

式中(zhong)：P 為(wéi)純剪切(qiē)力；P 為闆料(liào)被剪切(qiē)部分的(de)彎曲力(li)，即在剪(jiǎn)切時被(bèi)剪切的(de)部分1 2對上(shang)剪刃産(chan)生的彎(wān)曲力；P3 為彎(wān)曲抗力(lì)，是指在(zài)剪切過(guo)程中，上(shàng)剪刃對(duì)金屬闆(pǎn)料💜壓入(ru)變形産(chan)生局部(bu)的彎曲(qu)，從而形(xing)成彎曲(qǔ)抗力。

經(jīng)過理論(lun)分析，并(bing)經過準(zhun)确計算(suàn)後，純剪(jiǎn)切力可(ke)以表示(shi)為：

P = h2 tde （2.5）tan α ò 1

分析(xī)考慮 P2 、 P3 後，總剪(jiǎn)切力的(de)公式 P 總為(wéi)[26-28]：

P = 0.6 ×s d h 2 (1 + Z tanF + 1 ) （2.6） 10ds

總(zong) b   s   tanF 0.6ds 1 + b y 2 x

式(shì)中：sb 為被剪(jiǎn)闆料強(qiáng)度極限(xian)（Mpa）；ds 為被(bèi)剪闆料(liào)延展率(lü)；h 為(wéi)被剪闆(pǎn)料厚度(du)（mm）； F 為(wéi)剪切角(jiao)（o）； D 為(wei)刀片間(jiān)隙（mm）； C 為(wéi)壓料腳(jiǎo)軸線到(dào)下刀刃(rèn)的距離(li)(mm)；x 為壓(yā)料腳距(jù)離的相(xiang)對值，x = C / h ；y 為(wei)剪切側(cè)向間隙(xi)相對值(zhi)，y= D / h ； Z 為彎曲(qu)系數，彎(wān)曲系數(shù)的大小(xiǎo)與闆料(liao)的長度(du)、剪闆機(jī)💞的剪♍切(qie)角、闆 料(liao)的厚度(du)和闆料(liao)的延展(zhan)率有很(hěn)大關系(xi)， Z = f ( d tan F ) ，經過理(li)論分析(xi)、計算得(dé) hds 出，當(dāng) Z = 0.95 時，闆(pǎn)料的彎(wan)曲抗力(li)較大。

設計(jì)過程中(zhōng)，與剪切(qiē)力有關(guan)的各個(ge)參數的(de)具體取(qǔ)值🌈見表(biǎo) 2.2。

表 2 剪切(qie)力各系(xi)數值Tab.2.2 Numerical values of shearing forces sb (Mpa) ds h (mm) F (o) D (mm) C (mm) x y Z

650 0.26 16 2.5o 4 90 5.625 0.25 0.95

由表(biao) 2.2 和(hé)剪切力(lì)公式 2.6，可以(yi)求得總(zong)剪切力(lì) P總(zǒng) =1.34×106 N。

水平方(fang)向剪切(qiē)力一般(bān)取垂直(zhi)方向的(de) 20%～30%，現取(qu) 30%。

F =0.3× P  =3.9×105 N （2.7）s 總 式中(zhong) Fs 為(wéi)總剪切(qie)力在水(shuǐ)平方向(xiàng)的剪切(qie)分力。

剪(jian)闆機的(de)剪切合(he)力為：

F = F 2 + P 2 =1.36×106 N （2.8）s 總

（5）液壓剪(jian)闆機壓(yā)料油缸(gang)的壓緊(jǐn)力

在剪(jian)切過程(cheng)中，為克(ke)服闆料(liao)上翹對(duì)剪切質(zhì)量的影(ying)響，壓料(liao)油缸對(duì)闆料施(shi)加壓緊(jin)力，進而(ér)傳遞至(zhì)下刀座(zuo)上。本文(wen)剪闆機(jī)的壓緊(jǐn)力是壓(ya)料油缸(gāng)對闆料(liào)施加的(de)恒定不(bu)變的壓(yā)力，在設(she)計過程(chéng)中需要(yào)确保油(yóu)🈲缸推力(lì)大㊙️于所(suǒ)需的壓(ya)料力。在(zai)🔞工程應(yīng)用中，若(ruo)僅僅🔞為(wei)了防止(zhǐ)剪切時(shi)闆料翹(qiào)起，所需(xu)的壓🔱料(liào)力很小(xiǎo)，壓料力(li)可表達(dá)為：

P =× P總(zong) （2.9）C 壓式中(zhong)： P壓(yā) 為壓料(liào)力（N）； D 為刀片(piàn)間隙（mm）； P總 為剪(jian)切力（N）； C 為壓料(liào)腳軸線(xiàn)到下刀(dāo)刃的距(jù)離(mm)。經過計(jì)算得到(dào) P壓(ya) ≈ 0.044P總(zong) ，即為較(jiao)小的壓(yā)料力，在(zài)實際剪(jiǎn)切過程(chéng)中，此壓(yā)料力遠(yuǎn)遠小于(yu)将闆料(liao)壓緊所(suǒ)需要的(de)壓力，因(yin)此，不能(néng)滿足實(shi)際🈲生産(chǎn)要求。

根據(ju)一般的(de)剪切情(qíng)況，剪切(qie)時的剪(jiǎn)切力越(yuè)大，所需(xu)要的壓(ya)料力越(yuè)大。在計(jì)算壓料(liào)力時還(hai)有一些(xiē)因素需(xū)要考慮(lü)👨‍❤️‍👨，如被剪(jiǎn)下部分(fèn)闆料未(wei)剪斷時(shi)由于重(zhòng)力産生(sheng)的水平(ping)拖力，以(yǐ)及剪切(qiē)過程中(zhong)上刀片(pian)斜剪産(chǎn)生的水(shuǐ)平分力(lì)，并且壓(yā)料力也(ye)與被剪(jian)闆厚和(hé)寬度有(you)一定的(de)關系。所(suǒ)以壓料(liao)🈲力可以(yi)根據公(gong)式 2.10 來确定(dìng)[29]。

P壓  = k × h × b × 10 （2.10）式中：k 指的(de)是系數(shù)，壓緊力(lì)通過液(ye)壓壓料(liào)器施加(jiā)，此時 k =0.8～1.1，壓緊力(lì)通過機(jī)械壓料(liao)器施加(jia)，此時 k =0.5～0.6；b 為(wéi)被剪闆(pan)寬（mm）；h 為(wei)被剪闆(pǎn)厚（mm）。由式 2.10 可知(zhi)， P壓(yā) =0.4×106 N。

（6）液(yè)壓剪闆(pan)機主副(fù)油缸對(duì)上刀架(jià)的推力(lì)

在(zài)剪闆機(jī)運行過(guò)程中，由(you)液壓缸(gang)驅動上(shàng)刀架，上(shàng)刀架逐(zhú)‼️漸下壓(yā)剪切闆(pǎn)料，直至(zhi)完全剪(jiǎn)斷。在這(zhe)個運動(dong)過程中(zhōng)，主❌副油(yóu)⭐缸對刀(dao)架的推(tui)力是随(sui)位置而(er)變化的(de)線性力(lì)，受力🐕簡(jiǎn)圖如圖(tú) 2.2 所(suo)示。根據(ju)力平衡(heng)，可知：P總 = F1 + F2 （2.11）

F1 x = F2 (l - x) （2.12）

式中： P總 為(wéi)剪闆機(ji)的垂直(zhi)剪切力(lì)； F1 為(wei)主油缸(gāng)對刀架(jia)作用力(li)； F2 為(wéi)副油缸(gang)對刀架(jia)作用力(li)。

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