轧钢机械(第七章 剪切机)
(轧制成形设备教学课件)第7章-3飞剪机
飞剪机在轧制成形中的未来应用前景
扩大应用范围
随着轧制成形技术的不断发展，飞剪机将应用于 更多领域，如汽车、航空航天、造船等。
提高生产效率
通过改进飞剪机的性能和提高自动化程度，可以 大幅提高轧制成形生产的效率和产品质量。
促进产业升级
飞剪机的应用将促进轧制成形产业的升级和转型， 推动相关产业的快速发展。
飞剪机的工作原理与结构
飞剪机通常由传动系统、剪切机构、控制系统等部分组成。其工作原理主要是通过电机驱动，经过一系列的齿轮和链条传动 ，使上下两片剪刀做相对运动，将金属板材剪切成预设长度。
飞剪机的结构紧凑、简单，具有较高的可靠性和稳定性。其传动系统一般采用齿轮或链条传动，能够实现快速、准确的剪切 动作。剪切机构通常采用高强度材料制作，以保证长期使用下的精度和稳定性。控制系统则采用先进的电气元件和控制系统 ，实现自动化和智能化控制，提高生产效率和产品质量。
除了日常检查的内容，还要检查 飞剪机的切割精度、刀片磨损情
况以及调整刀片的位置。
每月保养
对飞剪机的传动系统、润滑系统进 行全面检查和保养，更换磨损的零 部件，清洗油路系统。
年度保养
对飞剪机进行全面拆解检查，更换 易损件，对重要部件进行修复或更 换，对电气系统进行检查和保养。
飞剪机常见故障及排除方法
选择合适的飞剪机考虑因素
剪切材料
不同材料的剪切特性不 同，选择适合材料的飞 剪机可以提高剪切质量
和效率。
剪切尺寸和精度
生产效率
维护成本
根据剪切材料的大小和 精度要求选择合适的飞
剪机型号。
考虑飞剪机的生产效率， 选择能够满足生产需求
的设备。
选择结构简单、易于维 护的飞剪机可以降低长
设备讲义3
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1．圆盘剪结构 （1）每个圆盘剪刃都安置在单独传动轴上的圆盘 切边剪； （2）多对圆盘剪刃安置在上下两根公共传动轴上 圆盘分条剪。
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2．圆盘剪基本参数 （1）剪切力P
P P1 (1 z1
tg
P1—纯剪切力，由被剪 材质经确定； α—圆盘刀片偏斜角 δ—上下圆盘剪刃重叠量 z1—计算系数，剪边时取 z1＝1.4
P F
通常计算最大剪切力：
P:剪切力； τ：单位剪切抗力； F：剪切面积。
P k F
max 1 max
小型机组：P≤1600KN;
k1=1.3 k1=1.1
k1：磨钝系数 中型机组：P＝2500～9000KN; k =1.2 1 大型机组：P≥10000KN;
7
τmax：最大单位剪切抗力
轧 钢 机 械
辅助设备： 1、轧件的运输、翻转设备 2、锯切设备 3、轧件的预处理及精整设备 4、轧件的收集、展开设备 5、维护设备的设备
1
第一节 剪切设备
剪切机是轧钢车间重 要的辅助设备。用于
对轧件进行定尺及头 尾剪切。
按其结构和工作特点 可以分为：平刃剪、
斜刃剪、圆盘剪和飞 剪。
2
一、平刃剪 1．平刃剪结构
)
（2）圆盘刀片直径
D (40 ~ 125)h
式中 h——被剪板厚度。
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四、飞剪 专门用于横向剪切运行中轧件的剪切机称为 飞剪。飞剪系统由一套特别设计的机械系统 及电气控制系统构成。 1．飞剪主要特点 （1）剪切过程中，剪刃与被剪轧件保持等速 或稍大于的平面平移运动，在运动中完成剪 切； （2）被剪轧件的长度可以通过定尺机构调节。
50
(5)锯片行程L 锯片行程L由被锯切轧件 的最大宽度和并排锯切的最多根数而定。 热锯机的送进机构应保证具有大于L的行 程。
轧钢机械辅助设备
作业2
第一部分 剪切机
浮动偏心轴式剪切机，上、下刀台重量分别为98KN和95KN，上下 刀台平衡力分别为100KN和90KN，问该剪切机能否有确定运动？为 什么？
作业3
6
第一部分 剪切机
已知剪切机公称能力为5×10 N，试计算每次能冷剪20号钢方坯50 ×50mm² 多少根？（取K=1.2，tmax=380MPa）
轧钢机械(辅助设备)
剪切机、飞剪机、矫直机 计划学时：26学时
冶金生产工艺流程
冶炼生产工艺流程
轧钢生产工艺流程
第一部分 剪切机
1 剪切机的类型
(a)
(b)
(c)
(d)
2. 平行刀片剪切机的类型和参数
2.1 类型
上切式平行刀片剪切机
第一部分 剪切机
2. 平行刀片剪切机的类型和参数
2.1 类型
4.3 瞬时剪切力Pi
4. 单位剪切阻力曲线与剪切力（功） 第一部分 剪切机
4.3 剪切功A
4. 单位剪切阻力曲线与剪切力（功） 第一部分 剪切机
5. 剪切机结构
5.1 类型
第一部分 剪切机
5. 剪切机结构
5.2 剪切过程
第一部分 剪切机
5. 剪切机结构
5.3 运动分析
第一部分 剪切机
作业1
作业2
第三部分 矫正机
4.1 单位剪切阻力曲线
4. 单位剪切阻力曲线与剪切力（功） 第一部分 剪切机
4.1 单位剪切阻力曲线
4. 单位剪切阻力曲线与剪切力（功） 第一部分 剪切机
4.2 最大剪切力Pmax
4. 单位剪切阻力曲线与剪切力（功） 第一部分 剪切机
4.2 最大剪切力Pmax
4. 单位剪切阻力曲线与剪切力（功） 第一部分 剪切机
轧钢飞剪机
t 1 2 2 R ,而v为刀片的线速度.
360
v
c os1
Ah 2R
1
hs 2R
c os2
1
(1 0 )h
2R
s
刀片的移动量:
l1 R(sin1 sin 1)
由此可求得轧件的内应力进而求出
刀片的水平力。由于拉力的作用，
使轧件剪断时的减小，所以拉力比
实际计算值要小。
41
二、电机功率
1、起动工作制：按飞剪运动质量及加速时间t确定功率
双滚筒飞剪的具体结构见图。
27
滚筒式飞剪结构
28
双滚筒飞剪主要特点如下：
1、驱动侧：四列圆柱辊子轴承，操作侧：四列圆柱辊子轴承+止推 轴承。 2、驱动侧用大齿宽高精度的斜齿轮作为同步齿轮，其作用是消除 回转间隙。 3、快速换刃功能：松开固定斜楔后，上下滚筒连同上下刀片同时 更换，加快更换周期。 4、轴承座是整体式的，承担全部剪切力。而机架不受剪力。 5、刀片侧隙调整：一对刀刃通过如图9-23的机构进行调整，而另一 对刀片则是通过加垫片的方法进行调整。
圆盘剪原理
2
圆盘剪结构原理
3
2、滚筒式飞剪
结构：由一对相对转动的、装有剪刃的滚筒组成。 用途：用于轧件（小型材、板带材）的切头、切尾、切定尺。一般厚 度<12mm。用于切头轧件厚度可达45mm。 特点：简单、可靠，可用于高速（V>15m/s），但切口不齐。 用于切头、切尾的采用启动工作制，为适应切头切尾不同形状的要求， 有时在滚筒上安有两把刀分别用于切头切尾。 切定尺采用连续工作制。 作为滚筒式飞剪的变型，可将滚筒以杠杆来代替。 以下为滚筒式飞剪的实例。
因为飞剪剪切时间极短，因而飞剪剪切时其能量是靠其机械系统的 动能释放克服剪切功（ΔE>A=Fha)。在剪切瞬间，其能量释放为：
《压力加工设备》第七章2013-7剪切机
（2）刀片尺寸
刀刃长度
刀片断面高度
h’=(0.65～1.5)hmax
刀片断面宽度
剪切次数—理论剪切次数大于实际剪切次数，表征剪切能力。
5、 平 行 刀 片 剪 切 机 结 构
（1） 曲 柄 连 杆 上 切 式 剪 切 机
1-机架 2-曲轴 3-上刀台平衡油缸（传动侧）4-上刀台平衡油缸 （操作侧） 5-压板 6-上刀台行程扩大装置 7-连杆 8-上刀台压紧 油缸 9-上刀台连杆垫块 10-上刀台本体 11-下刀台 12-下刀台夹 紧油缸 13-下横梁
1-刀架 2-曲柄轴 3-摆杆 4-传动齿轮 ①剪刃作平面运动，切口质量好； ②运动特性差，最大剪切速度2.2m/s； ③传动机构多，复杂； ④剪切轧件厚度h 小于6mm。
4、曲柄偏心式飞剪机
1-小齿轮 2、11-传动导架的齿轮 3、4-铰链 5-双臂曲柄轴的曲柄 头 6-连杆 7-摆杆 8-刀架 9-双臂曲柄轴 10-导架 12-偏心轴 13、 14-传动偏心轴的齿轮 15-刀片 16-滚动轴承
2、上切式斜刀片剪切机
特点：下刀片固定不动，上刀片向下运动剪切轧件。
配置：单独设置或组成独立的剪切机组。 齿轮转动方式：
a-单面传动 b-双面传动 c-下传动
3、下切式斜刀片剪切机
上刀片固定不动，下刀向上运动剪切轧件。
设置：连续作业线上 应用：剪切板带的头部、尾部、分卷和剪切掉有缺陷的部分 驱动方式：
应用及工作制度：连续式热带钢精轧机组前切头，只有剪 切机构，启动工作制； 板带横切机组切定尺，有剪切机 构、空切机构及匀速机构，连续工作制。
工作原理：飞剪的剪切机构是
由刀架、偏心套筒、摆杆组成 的四连杆机构。当偏心套筒 （曲柄）转动时，刀架在剪切 区域内做近似平移运动，刀片 能垂直或近似垂直于轧件，所 以剪切断面比较平整。 空切机构：摆杆2的摆动支点铰 接在可升降的立柱3上，3下降， 两剪刃不相遇，实现空切。
剪切机
剪切机剪切机是轧钢车间的辅助机械设备，用来剪切钢坯、型材和带材，也用来纵剪切钢板及带钢。
剪切机的型式很多，根据其就够及工艺特点可分为四种类型：平刃剪、斜刃剪、圆盘剪和飞剪。
一、平刃剪剪刃平行放置的剪切机简称为平刃剪。
这种剪切机通常用于剪切热状态下的轧件，如板坯轧机和开坯轧机轧后的方坯、板坯和矩形截面轧件。
有时亦用于剪切冷态下的中、小型成品型材。
根据剪切方式，平刃剪可分为：1）上切式剪切机，其下剪刃固定不动，上剪刃上下运动进行剪切；2）下切式剪切机，这种剪切机的两个剪刃都运动，剪切过程是通过下剪刃的上升来实现的；3）水平方向剪切的剪切机。
平行剪刃剪切机还可分为：闭式剪切机，机架位于剪刃的两侧（一般是吨位比较大的剪切机）；开式剪切机，机架位于剪刃的一侧（一般是吨位比较小的剪切机）。
闭式机架通常做成门型的，刚性好，剪切断面大。
但是操作人员不已观察剪切情况，不便于设备维修和事故处理。
而开式机架通常做成悬臂式的，刚性较差，剪切断面小，但是便于检修维护和事故处理。
一般大吨位剪切机采用下切式，小吨位剪切机采用上切式。
目前，吨位在2000~2500t以上的剪切机，有向上切式发展的趋势。
上切式剪切机上切式剪切机通常是曲柄连杆式结构，还有曲柄活杆式结构，其特点是结构和运动较为简单。
但是被剪切轧件易弯曲，剪切断面不垂直。
因此，在剪切较厚轧件（大于30~60mm）时，在剪切机后边，还需增设一台摆动滚道，如图所示。
图带摆动辊道的上切式剪切机下切式剪切机下切式剪切机广泛地运用于剪切断面厚度大于30~60mm的初扎钢坯和其它类型的钢坯。
剪切过程的特点：在剪切开始，上剪刃首先下降，当压板压住钢坯并达到预定的压力后，即行停止，其后是下剪刃上升进行剪切。
剪切后，下剪刃首先下降回到原来位置，接着上剪刃上升恢复原位。
这种剪切金属的方法，具有下面的一些优点：（1）剪切时钢材高于辊道面，因此，不需要剪机后面的摆动升降辊道；（2）剪切长轧件时，上剪刃一侧的钢材不会弯曲；（3）下切式剪切机机架不承受剪切力的负荷；（4）装设有活动压板，保证剪切时钢坯处于正确的位置，以获得整齐的切面。
第七章 第二节 剪板机
★剪板机的原理、分类和 参数表示 ★剪板机的结构 ★剪板机的技术参数和使用
一、剪板机的原理、分类和参数表示 1、剪板机的工作原理
直线剪切机类
1x1000mm到 40x4000 形成完整系列，最大 为50x3200mm机械式 剪板机。特殊行业 7x7000mm剪板机。
1) 剪切与剪板机 板料在剪板机的上 下剪刀作用下受剪 产生分离变形。
一、板料折弯机的类型及特点 板料折弯机是用最简单的通用模具对板料进行各种 角度的直线弯曲，也是一种最广泛的弯曲设备。 种类： 机械板料折弯机 液压板料折弯机 气动板料折弯机 1、机械板料折弯机 工作原理：与机械压力机相同，利用曲柄连杆机 构将电动机的旋转运动转变为滑块的往复运动。 特点：1°滑块与工作台的平行精度高，能承受偏 心载荷； 2°行程和速度不能调整； 3°压力不能调整，大部分行程周期中达不
二 液 压 传 动 系 统
.
剪 切 运 动 压 料 力 调 整
回 程 运 动
剪切角调整
调大
调小
32x4000mm摆式剪板机双缸并联式液压原理图
（三）刀架
老式小型铸铁，大型铸钢、焊接
Q12-6.3x2500剪板机刀架
（四）压料器
随动ห้องสมุดไป่ตู้弹簧压料器
随动式用于小型 独立式用于中型
独 立 式 压 料 器
液压折弯机
高。
刀架受扭，主要用于板厚大于6mm,板宽不大于 4mm的剪板机。 用途:剪板机有板料折弯剪切机和板材型材剪切机。
2、剪板机的分类 平刃剪板机 闸式剪板机 剪 板 机 斜刃剪板机 直剪式
摆式剪板机 直斜剪两用式
板料折弯剪切机
液压
多用途剪板机 板材型材剪切机 气动剪板机 专用剪板机 剪板机 剪切线上、速度快
轧钢机械知识点
根据包老师给的知识点整理而来，主要来自于课件，具体详细内容要结合教材仔细研究。
第一章概述1、钢材的分类：1）型材占钢材产量的30——35%、品种最多，主要用于建材。
2）板带材占50——66% 应用最广、产量最高3）管材占8~15% 又可分为无缝管与焊管，大多为圆形断面。
此外还有少量的斜轧、横轧、楔横轧等特种轧制产品。
生产机械零件毛坯，齿轮、丝杆、钢球及轴类零件（少切削、无切削零件）。
2、轧钢机械的组成：轧钢机械由轧制机械主设备（主轧机——使轧件产生塑性变形的设备）与辅助设备组成（除主设备及工艺设备以外的一切设备）。
*主设备组成：轧机系统：主机或主机列（工作机座与主传动、电机组成）它决定了轧钢车间的类型与特征。
*辅设备组成：完成一切辅助的工序轧件的运输、搜集、剪切、矫正、清理。
轧钢车间的机械化程度越高则其辅设备重量所占的比例越大。
*常见的轧钢辅设备：剪切类、矫正类、卷取类、运输翻转类、打捆包装类、表面清理加工类。
（教材P20表1-6）3、轧钢机的标称：初轧机与大外径来标称。
如宝钢140无缝钢管轧机，表示型钢轧机——以（最后一架轧机—即成品架次）轧辊的名义直径作为轧机的标称。
钢板轧机——以轧辊的辊身长度来标称。
如2030冷连轧机组，表示轧机的轧辊辊身长为2030mm。
钢管轧机——以能轧制钢管的最其轧制钢管的最大外径为140mm4、按轧辊在机座中的布置分类：可分为具有水平轧辊的轧机、立辊轧机、万能轧机（既有水平辊又有立辊的轧机）与斜辊轧机等。
1）水平式轧机：轧辊水平放置的轧机，应用最广，是最普遍的。
*PC轧机（轧辊成对交叉轧机）：四辊，轧辊成对交错，叫超角度5°，用于冷轧及热轧带材。
*HC轧机（高性能凸度控制轧机）：六辊，用于冷轧普碳及合金钢带材。
*CVC轧机（凸度连续可变轧机）：两辊，用于热轧及冷轧带钢。
2）立式轧机：轧辊垂直放置的轧机，用于不希望翻钢的场合。
3）万能轧机：具有水平辊及立辊的轧机。
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§2 斜刀剪
二、形式 1、剪切形式： 上切式斜刀片剪切机 下切式斜刀片剪切机 2、驱动形式： 电机 液压
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§3 滚切式剪切机
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§4 宝钢宽厚板厂用剪切机
一、设备布置
剪切线上的四台剪切机均为滚动式剪切机，上剪刃圆弧形，下剪 刃为直刃，由两台电机通过三级主减速箱带动两个主偏心轴转动， 由于两个主偏心轴存在着一定的相位差，使得整个剪刃滑板在上下 时两端动作不一致，于是上剪刃与下剪刃重叠的剪切动作变成了滚 动，从而实现对钢板的剪切。
轧 钢 机 械
许勇 2006
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第七章：剪切机
辅助设备： 1、轧件的运输、翻转设备 2、锯切设备 3、轧件的预处理及精整设备 4、轧件的收集、展开设备 5、维护设备的设备
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第七章：剪切机
锯切设备作用：切头、切尾、切边、切定尺 锯切设备种类：剪切机、飞剪机、锯机、飞锯、
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最常见的是曲柄滑块机构
特点： 需设置摆动辊道； ❖ 机架承受剪切力，机构庞大，不易制造； 剪后轧件弯曲； 生产率低； 机构简单。
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§1 平行剪
一、剪切机构分析 1、上切式
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§1 平行剪
一、剪切机构分析 2、下切式
下切式都设计成2个自由度的机构，一般动作是，上刀 下降至钢坯，下刀上升剪切。
曲柄个数：一般设计设计取一对 曲柄的轴承：大部分选用滑动轴承 压板的形式：分为液压压板和机械弹簧压板两种 电机：除了以电机为动力以外，还有采用液压、水压、爆炸等作
为动力的。 经常起制动的剪切机，则选用双电机较好。 浮动轴
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§2 斜刀剪
一、结构
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§2 斜刀剪
常见形式： 液压压板、液压平衡浮动轴剪 ❖ 机械压板、机械平衡浮动轴剪 曲柄杠杆剪
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§1 平行剪
一、剪切机构分析 2、下切式
液压压板、液压平衡浮动轴剪
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§1 平行剪
一、剪切机构分析 2、下切式
❖ 机械压板、机械平衡浮动轴剪
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§1 平行剪
一、剪切机构分析 2、下切式
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§1 平行剪
二、剪切机主要参数及其结构 1、参数
力能参数（P、M、N）： P —— 剪切力 M —— 剪切力矩 N —— 电机功率 结构参数： 刀片行程 刀片尺寸 结构几何参数
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Байду номын сангаас
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§1 平行剪
二、剪切机主要参数及其结构
2、结构 要点：
机架：开式 —— 操作方便、刚性差 闭式 —— 操作不便、刚性好
曲柄杠杆剪
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§1 平行剪
一、剪切机构分析 2、下切式 特点： 不用活动辊道；
❖ 剪切质量高于上切式； 作业率高于上切式； 机架不受剪切力； 轧件剪切后对辊道冲击小； 机构比上切式复杂。
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§1 平行剪
二、剪切机主要参数及其结构
1、参数
工艺参数： 被剪轧件的化学成份、性能 被剪轧件的几何尺寸：h、b（几何参数） 剪切温度 生产率的要求 性能参数： 公称剪切力（最大剪切力） 剪切次数（最大生产率） 最大剪切断面（最大轧件几何尺寸参数）： hmax、bmax 电机功率（剪切机能耗）
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§4 宝钢宽厚板厂用剪切机
二、切头剪
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§4 宝钢宽厚板厂用剪切机
二、切头剪
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§4 宝钢宽厚板厂用剪切机
三、双边剪
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§4 宝钢宽厚板厂用剪切机
四、剖分剪
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§4 宝钢宽厚板厂用剪切机
五、定尺剪
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火焰切割机等
剪切机（静剪）
钢坯——平行剪——切头、切尾、切定尺 钢板——斜刀剪——切头、切尾、切定尺
圆盘剪——切边、切条
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§1 平行剪
平行剪
▪ 为何称平行剪 ▪ 平行剪的特征 ▪ 平行剪的适用场合 ▪ 平行剪的种类：
上切式 下切式
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§1 平行剪
一、剪切机构分析 1、上切式