闸式剪板机力学性能分析与优化
闸式剪板机力学性能分析与优化*王 勇1,朱世凡1,陈 胜1,王 奇1,于 珺2,陈达兵2(1.合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥230009;2.马鞍山市中亚机床制造有限公司,安徽马鞍山243131)摘 要:剪板机结构力学性能对剪切精度具有重要影响㊂以6×3200型数控闸式剪板机为对象,基于数值模拟方法对上刀架进行了静力学分析和瞬态动力学分析,得到了剪切过程中的最大等效应力与最大变形;对机架进行了模态分析,给出了剪板机系统可能发生共振的固有频率和相应振型;基于分析结果对闸式剪板机结构进行了优化㊂关键词:闸式剪板机 静力学分析 动力学分析 模态分析 优化设计中图分类号:TP13 文献标识码:A 文章编号:1002-6886(2019)02-0001-04Analysis and optimization of mechanical properties of braking-type plate shearing machineWANG Yong,ZHU Shifan,CHEN Sheng,WANG Qi,YU Jun,CHEN DabingAbstract:The mechanical properties of shearing machine have important influence on the shearing accuracy.Based on the numerical simulation method,the static analysis and transient dynamic analysis of the upper tool holder are carried out for the6×3200numerical control gate shear machine.The maximum equivalent stress and maximum deformation in the shearing process are obtained.The modal analysis of the frame is carried out to obtain the natural frequency and corresponding vibra⁃tion mode of the shearing machine.Based on the analysis results,the structure of the brake shearing machine is optimized.Keywords:braking-type plate shearing machine,statics analysis,dynamic analysis,modal analysis,optimization design0 引言与摆式剪板机相比,闸式剪板机从结构上避免了游隙的存在并可调节剪切角,具有更高的效率㊁精度和可靠性㊂但闸式剪板机在剪切宽厚板或高强度薄板时,仍存在机床变形影响剪切精度等问题㊂现有文献多研究剪切参数对剪切精度的影响[1]㊁剪板机组控制系统设计与自动化改造[2-3]或者以有限的离散点模拟剪切过程[4],有关闸式剪板机的力学性能分析与结构优化的研究目前尚少见㊂本文通过机床的静动态特性分析,模拟剪板机剪切过程,获得连续的剪切数据,并给出优化方案㊂1 静力学分析以一款6×3200型数控闸式剪板机为例,其结构模型如图1所示㊂工作时,滚柱丝杠驱动的后挡料装置调节剪切长度,压料油缸将被剪板料压紧,设置刀刃间隙和剪切角等剪切参数后,两端的液压缸驱动上下刀刃相对运动完成板料的剪切㊂仿真分析时,忽略过渡圆角㊁螺纹孔等[5],将简化的三维模型导入到有限元分析软件中,上刀架两侧面作固定约束,设置绑定接触模拟上刀架零部件的焊接和螺纹固定[6]㊂图1 6×3200闸式剪板机结构模型根据诺沙里公式[7]:P=0.6σbδs h2tanα1+z tanα0.6δs+11+10δsσby2æèççöø÷÷x(1)㊃1㊃式中:σb 被剪板料强度极限,δs 被剪板料延展率,h 被剪板料厚度,α 剪切角,x ㊁y ㊁z 分别为弯曲力系数㊁剪刃侧向间隙相对值㊁压料系数㊂根据(1)式计算出垂直方向剪切力P 1=212.8kN,其水平方向剪切力取垂直方向剪切力的30%,得出水平方向剪切力P 2=63.8kN㊂对上刀架加载垂直和水平方向的剪切力,利用ANSYS Workbench 求解,对比分析剪切开始㊁中间㊁结束位置各方向变形大小㊂由表1可知,上刀架在Y 向变形较大,相比于Y 向,X ㊁Z 向变形可忽略不计㊂Y 向变形开始和结束位置大小近似相等,且远小于中间位置,上刀架在剪切过程中的变形呈现内凹的趋势㊂表1 上刀架最大等效应力与X ㊁Y ㊁Z 向最大变形剪切位置最大等效应力/MPa X 向最大变形/mm Y 向最大变形/mm Z 向最大变形/mm 开始137.70.0200.1410.074中间135.30.090 1.1830.650结束137.20.0130.1510.085 中间位置最大等效应力和Y 向最大变形如图2㊁3所示㊂图2 上刀架最大等效应力图3 上刀架Y 向最大变形结合表1和图2㊁3可知,剪切开始位置,上刀架所受等效应力最大且位于液压缸作用A 处,大小为137.7MPa,小于上刀架的屈服强度235MPa㊂剪切中间位置,上刀架在Y 向发生最大变形且位于后支板B 处,大小为1.183mm,但刀片处Y 向变形为0.346mm,小于1mm,满足使用要求[4]㊂2 瞬态动力学分析动态仿真时,上刀刃剪切初始位置设置一个始终受剪切力作用的滑块,并给予一定速度,利用滑块的移动来模拟剪板机的剪切过程㊂由于滑块仅传递剪切力,将其与上刀刃设置为Frictionless 接触㊂剪切板料时,上刀刃与被剪板料的接触如图4所示,接触长度S 为[8]:S =h sin α(2)图4 剪切示意图为简化计算,认为剪切力均匀分布在长度为S ,宽度为刀片宽度t 的长方形区域内,故将滑块设置成长为S ,宽为t 的长方体,如图5所示㊂图5 滑块模拟示意图通过求解其在各个位置的最大等效应力㊁Y 向和Z 向最大变形,如表2所示㊂上刀架在剪切过程中的变形及所受应力趋势如图6所示㊂表2 上刀架在各个载荷步下的最大等效应力和Y ㊁Z 向最大变形载荷步数最大等效应力/MPaY 方向最大变/mmZ 方向最大变/mm1138.10.2650.1812153.20.3800.3303158.40.4030.3864159.20.4690.4265157.50.5920.4636153.80.5710.4547148.10.5800.4618150.30.6350.4789153.70.5430.45810154.90.4770.44611153.20.4820.42512141.80.3580.33613136.40.2500.175 结合表2㊁图6可知,上刀架的变形随剪切位置的变化而变化,表现为中间变形大,两边变形小且近㊃2㊃似对称,与静力学仿真结果一致㊂上刀架在Y 向和Z 向的最大变形均发生在载荷步8,变形量分别为0.635mm 和0.478mm,均小于1mm,最大等效应力发生在载荷步4,大小为159.2MPa,小于上刀架的屈服强度235MPa㊂图6 上刀架Y ㊁Z 向变形及最大等效应力剪板机在工作过程中,Y 向和Z 向最大变形及最大等效应力分别如图7㊁8㊁9所示㊂图7 上刀架Y向最大变形图8 上刀架Z向最大变形图9 上刀架最大等效应力由图7㊁8㊁9可知,上刀架在Y 向最大变形发生在刀刃C 处,Z 向最大变形发生在刀刃D 处,Y 向和Z 向变形均小于1mm,满足设计要求㊂上刀架所受最大等效应力出现在液压缸作用上刀架E 处,刀片所受应力较小,具有良好的刚度㊂3 机架模态分析模态分析时,对机架的4个底座作固定约束处理㊂模态提取方法选择Block Lanczos 法,设置扩展模态数为4,求解机架结构的前四阶固有频率㊂机架前四阶模态振型如图10所示,机架前四阶结构固有频率㊁振幅及振型描述如表3所示㊂图10 机架前四阶振型表3 剪板机模态分析数据表阶数频率/Hz振幅/mm 振型119.02 1.77前面板沿X 向向前弯曲224.980.81机架上半部分沿Z 向左右弯曲摆动328.96 6.09下支撑梁沿X 向向前弯曲442.661.53前面板沿X 向前后弯曲摆动 根据图10㊁表3可知,在工作过程中机架的振动变形主要集中在前面板和下支撑梁,并会发生较大的振动和噪声㊂当频率为19.02Hz 时,前面板振幅较大会对剪切过程产生影响,降低剪切精度㊂数控闸式剪板机设计的剪切频率为9次/min,远小于一阶固有频率,可以满足正常工作要求㊂同时在工作过程中,应尽量减少外部振动源的影响,避免过大的振动变形㊂ 图11 斜面导轨式闸式剪板 机结构示意图4 优化设计通过以上对剪切过程的静动态特性分析可知,剪切时上刀架变形呈现出内凹的趋势,将会影响落料的毛刺和尺寸精度,降低剪板机的剪切质量㊂现通过调整剪切参数中的刃口间隙增加上刀架的定位刚度,提高剪切质量㊂本文设计了一种动态斜面导轨式的刃口间隙调节装置,如图11所示㊂㊃3㊃根据优化方案,对模型进行修改并导入有限元软件中,参考第1章内容对模型进行简化㊁约束㊁接触设置及剪切力加载㊂利用ANSYS Workbench 求解,得出上刀架在剪切开始㊁中间㊁结束位置最大等效应力及Y ㊁Z 向变形大小,如表4所示;上刀架及刀片Y 向最大变形云图,如图12㊁13所示㊂表4 优化后上刀架最大等效应力与Y ㊁Z 向最大变形剪切位置最大等效应力/MPa Y 向最大变形/mm Z 向最大变形/mm Y 向变形降低量/%开始137.90.0600.03457.4中间133.1 1.0990.5917.1结束139.20.0630.03658.3图12 优化后上刀架Y向最大变形图13 优化后刀片Y 向最大变形结合表1㊁4和图12㊁13可知,上刀架在剪切过程中所受最大等效应力及Y ㊁Z 向变形趋势与上文静动态分析结果一致㊂优化后,上刀架所受最大等效应力变化较小;剪切开始和结束位置,上刀架在Y ㊁Z 向变形明显减小;剪切中间位置,上刀架在Y 向最大变形位于后支板F 处,变形降低7.1%,但刀片在Y 向最大变形位于G 处,大小为0.263mm,变形降低24%,有效提高了剪切质量㊂传统闸式剪板机斜导轨易磨损且不可调,优化方案中采用三点支承保证斜面导轨垂直度,同时导轨面与刀架之间的夹角可由控制器根据不同厚度的板材调整斜面导轨的斜度,以控制最佳的上刀片与下刀片之间的剪切间隙值,保证剪切精度㊂采用斜面导轨三点支承的机床实物照片如图14所示㊂ 图14 6×3200闸式剪 板机实物5 结论针对一款6×3200闸式剪板机,在静态剪切力分析基础上,利用滑块与上刀架的无摩擦接触模拟剪板机动态剪切过程,得到了上刀架剪切时的最大变形和所受最大等效应力,验证了机床强度和刚度性能;通过模态分析,得到了机架前四阶固有频率,验证了机床的振动性能;根据分析结果对机床结构进行了优化,设计了一种三点支承斜面导轨式的刃口间隙调节装置,通过增加定位刚度提高了闸式剪板机的剪切精度㊂参考文献[1] KOPP T ,STAHL J ,DEMMEL P ,et al.Experimental in⁃vestigation of the lateral forces during shear cutting with an open cutting line [J ].Journal of Materials Processing Technology ,2016,238:49-54.[2] 艾建军,张德田,张东升.手动剪板机的自动化改造[J ].机床与液压,2016,44(4):165-167.[3] 黄海龙,易俗,赵忠义,等.矫平剪板机组控制系统设计[J ].机床与液压,2017,45(10):144-147.[4] 徐吉伟.液压闸式剪板机的结构优化设计[D ].镇江:江苏大学,2016:26-28.[5] 刘丽敏,刘伯青,刘丰,等.大型数控成形机运动系统结构设计及有限元分析[J ].机械强度,2015(4):785-789.[6] 李春光,辛志杰,张锦.三维调节装置设计与有限元分析[J ].机械强度,2016(1):197-201.[7] 王宜君.基于测试的闸式剪板机剪切力分析与研究[J ].机床与液压,2016(10):67-69.[8] 李堑,王金荣,冷志斌,等.闸式剪板机刀架刚性的有限元分析[J ].锻压装备与制造技术,2011(6):33-36.基金项目:安徽省科技重大专项资助项目(16030901019)㊂作者简介:王勇(1969-),男,博士,副教授,主要从事零件成形制造㊁机械设计学㊁机构学与机器人等领域研究㊂收稿日期:2018-07-28㊃4㊃。
VR系列数控液压闸式剪板机
剪切角: VR系列剪板机可调且自动调节
1.5度
普通剪板机剪切ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ固定
上刀刃口: VR系列剪板机有四个刀刃(矩形）
普通剪板机只有二个刀刃
七.液压原理图
八.主要件的介绍
机床的主要组成部分
数液油刀传滑机
控压缸片动块架
单系
部
元统
分
1.数控单元
数控系统 伺服驱动 伺服电机 圆型，线型定位器 模块
数控系统
• ５．根据不同板厚．不同材料，系统自动 调整上下刀口间隙，提高剪切质量．
６．采用四面刃的剪切刀片，提高了刀具的使用寿 命，比摆式简板机更胜一筹.
7. 采用直线导轨.滚珠丝杠转动的高速.大行程后 挡料,速度可达200mm/s,最大后挡料行程可达
1000mm.
8. 可配气动后托料装置，提高簿板和大规格的剪 切精度．
三.剪切角介绍
• 剪切角的大小直接影响剪切压力和工 件的质量
• 剪切角大则所需剪切压力小，反之剪 切角小则所需剪切压力大
• 剪切角太大剪切小工件后会扭曲
上刀架(滑块)
剪切角
下刀架(工作台)
四.剪切间隙介绍
• 剪切间隙太大则加工件的端面毛刺 大
• 剪切间隙太小则加工件的端面有挤 压状且刀片的使用寿命会缩短
２．上刀架剪切角的增减运动：该运动是DNC 输出信号给DM05模块, DM05模块条件满足的情 况下输出信号给PLC, PLC条件满足的情况下输 出信号给中间继电器，然后剪切角阀得电工作， 剪切角变化大小由和滑快右侧同步运动的直线定 位器反馈.
3.刀片间隙的大小运动：该运动是DNC输出信号 给DM05模块, DM05模块条件满足的情况下输出 信号给PLC, PLC条件满足的情况下输出信号给 中间继电器，然后刀片间隙直流电机前后运动， 则刀片间隙增大或减小，增大或减小量由装在电 气箱中的圆型定位器反馈。
基于测试技术的闸式剪板机有限元分析
基于测试技术的闸式剪板机有限元分析章节一：引言- 介绍闸式剪板机的作用和发展- 阐述有限元分析技术在设计和优化机器中的重要性- 简述本文的研究目的和意义章节二：闸式剪板机的结构和工作原理- 介绍闸式剪板机的结构组成和工作原理- 着重介绍剪切力和对应应力的来源- 分析剪切刃的材料和制造工艺章节三：有限元分析的原理和方法- 介绍有限元分析理论的基础知识- 分析有限元分析模型建立的步骤和要求- 着重介绍如何确定有限元网格尺寸和材料参数章节四：闸式剪板机有限元分析结果分析- 介绍本文建立的有限元分析模型- 分析在不同切割负载下的剪切力和应力分布- 讨论不同切刃材料的剪切性能和刀具寿命章节五：结论与展望- 总结本文研究工作的主要内容和成果- 着重阐述本文研究的意义和未来的发展方向- 提出一些可行的优化建议和改进方案章节一：引言近年来，随着工业和制造业的迅速发展，闸式剪板机成为现代工业生产中使用最广泛的剪切设备之一。
闸式剪板机主要用于切割金属板材及其他坚硬物质，广泛应用于机械加工、汽车制造、道路和桥梁建设等领域。
同时，随着工业现场对生产质量和效率的要求不断提高，设计高效、精度高、寿命长的闸式剪板机成为工业制造企业的迫切需求。
为了提高闸式剪板机的性能和质量，有限元分析技术被越来越广泛地应用于机器的设计和优化。
有限元分析是一种基于应力分析理论原理的计算机辅助设计工具，可以以准确的方式分析物体内部受力情况和应力分布。
本文将通过有限元分析技术对闸式剪板机进行研究分析，揭示闸式剪板机内部剪切力和应力分布情况，为其优化设计提供参考。
本文将分为以下五个章节进行阐述。
首先，本章将介绍闸式剪板机的作用和发展，阐述有限元分析技术在设计和优化机器中的重要性，同时简述本文的研究目的和意义。
章节二：闸式剪板机的结构和工作原理闸式剪板机是一种利用闸门牵引系统将水压转换成力矩进行工作的机器。
它主要由底座、机架、传动系统、工作台、刀片和闸门系统组成。
闸式剪板机优势
对于剪板机来讲，之所以会随着时间的变化出现很多类型的剪板机，是因为时间长了，一些生产厂家所需要的剪板机的工作越来越多，有些剪板机已经不能满足它们了。
这时就需要跟先进的剪板机来辅助它们。
那么，对于匣式剪板机来说，它有何优势呢？闸式剪板机优势：1.闸式剪板机属第二代液压剪板机。
2.闸式剪板机剪切薄板精度高。
它和摆式的刃口与刃口间隙均为0.04mm。
但摆式机的摆臂与摆架体之间轴承连接的游隙无法消除，游隙与刃隙相加剪切精度误差一般都在0.1mm以上。
而闸式剪板机刀架体后导轨被背后有压紧弹簧垫的轴承压紧使前后导轨间均无游隙，游隙与刃隙相加精度误差保持在0.04mm以左右，这样剪切材料可以做到更加光滑，无毛次。
简单点说：就是摆式剪板机的剪法类似剪刀，闸式剪板机的剪法类似于指甲刀。
而且闸式剪板机以本身刀架体的直线保证剪切材料的直线度来得精确。
3.闸式剪板机刀口使用寿命长。
由于闸式剪板机刀架体为上下直线运动，它的上、下刀面可以使用4面剪切，因而闸式剪板机刀片的使用寿命比摆式的高出一倍。
长久使命后刀架等闲产生疲软和变形，摆式剪板机因为刀架受力点和刀刃不在同一直线且距离较远。
让刀气象较为重大，造成剪切材料部分切口带毛边，而闸式剪板机因为油缸、刀架、刀刃在同一直线且作垂直于下刀刃举动不容易产生变形。
之所以会有那么多的优势是因为它与其他的剪板机进行了对比。
相比下它的优势才会更突出。
但它的出现也正是一些企业工厂所需要的，有了它企业工厂的生产才会变得更好，工作的效率以及生产的效率都有了大大的提高。
可以说是一件好事。
马鞍山市中亚机床制造有限公司是由现任董事长兼总经理许齐宝同志于2001年创立，企业前期在山东腾州机床总厂以厂房合作方式生产销售。
2001年受家乡镇府的诚挚邀请，回乡创业，并获得首块发展土地30亩，成立之初建厂房约3000平米，办公楼600平米，员工仅二十几人。
2002年正式生产销售，由于公司发展战略正确、服务到位，折弯机产品在市场上的推广一帆风顺，短短两年便出现供不应求！。
基于有限元的闸式剪板机刀架结构优化
１
引 言
采 用有 限元 分析 方法 对结 构优 化方 案 的 刚性进 行 对 比分析 ， 确定 了最 终优 化方 案 ， 期 对剪 板机 刀 架 并 以 结 构 的优 化 与 改 进 进 行 实 际 的 指 导 。
５
强 板 的 空 间 ； 时 减 小 加 强 板 间 距 约 １ ０ ｍ， 部 同 ０ｒ 局 ａ
增 加 三 角 加 强 筋 。 过 垂 直 板 局 部 加 厚 、 口宽 度 减 通 缺 小 的 方 案 增 加 刚 性 ．具 体 结 构 见 图 ２ ， 。
图 １ 剪 板 机 刀 架 结 构 示 意 图
Ｗ ＡＮＧ ｉＲｏ ｇ ， ＩＱｉｎ ＱＩ ｅ ｒ ｎ Ｌ Ｊｎ ｎ Ｌ ａ ， ＡＯ Ｇ ｎ ｏ ｇ ， ＥＮＧ ｈｂ ｎ ， ＨＵ Ｄｅ ｇｉ。 Ｚ ｉ ｉ Ｚ ｎ ｌ ｎ
（ ． ａ ｇ ｕＹａ ｉ ｃ ｉｅＴ ｏ ｏ， ｔ．Ｊａ ｇ ｕ２ ５ ０ Ｊａ ｇ ｕＣ ｉａ １Ｊ ｎ ｓ ｗｅ Ｍａ ｈｎ ｏ ｌ ．Ｌ ｄ ，ｉｎ ｄ ２ ２ ０，ｉｎ ｓ ｈｎ ； ｉ Ｃ
剪 切 处 刀 片 水 平 方 向 上 的 退 让 的 影 响 也 较 大 ，可 在
板 机 刀 架 进 行 了 分 析 ，建 立 了 刀 架 刚 性 分 析 的 力 学
模 型 ，采 用 有 限元 方 法 对 该 机 刀 架 的 刚 性 进 行 了 分 析 ， 出 了在 剪 切 力 与 剪 切 水 平 推 力 共 同 作 用 下 ， 得 不
８ ＭＮ 曲 柄 压 力 机 是 该 企 业 的 重 要 设 备 之 一 ， 该
压力 机 是现代 汽 车 、 造 厂 的重要设 备 ， 要用 于 大 锻 主
大型闸式剪板机液压缸的改进
式 中： 口为 冲击 波 在 管 内 的传 播 速 度 ， ／ ， ｍ ｓ 口＝
￣ ｐ ￣ ＋Ｅｘ／ ｘ ；。 ／ ／／ （。ｄＥ ６ｔ 为管内液体原来流速， ／ １ ，
ｍ ｓ 为关闭液体通道后的流速 ，／ ； 为液体体 ／； ｍｓ 积弹性模量 ，ａ Ｅ为管路材料 弹性模 量，ａ ｄ为管 Ｐ； Ｐ；
下腔进油 ， 蓄能器释放压力使其快速上行 ， 返程活塞 头进 入缓 冲区后 ［ ５—１ （ ０ ｍｍ） ， 程速 度 减慢 ， 到 ］返 碰 电气限位后 电磁阀均断电 ， 油泵卸荷 。机床平稳停 ｌ ， 冲击 。 匕无
图 ４ 液 压 缸 优 化 改 进 图
图 ２ 液 压油缸优化改进前 图
２ １ 原 理分 析 ．
设 。为冲击波在管内的传播速度 ， ｔ２ ａ时， 当 ＜ｌ ／ 成为
快速关 闭 ， 生的液压冲击为直接 液压冲击 ； ｔ２／ 产 当 ＞ ｌａ
时， 成为慢速关闭， 产生的液压冲击为间接液压冲击。
直接液压冲击时 ， 管内压力增大值 卸 按下式计
算：
△ １ ０ ｐ （， ） ｐ ＝ × × ｔ 一 ２ １ （） １
关键 词 ： 剪板 机 ； 压 油 缸 ； 化 改 进 液 优
中图分类号 ：Ｈ ２ Ｔ １２
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： ０—４４ ２１ ）１ ０２ —２ １ ７ ４ １（０２０ － １１ ０ ０
闸式剪板机的发展趋势
闸式剪板机的发展趋势
随着科技的不断进步和人们对高效、精确加工的需求增加，闸式剪板机的发展趋势如下：
1. 数字化和自动化：随着工业4.0时代的到来，闸式剪板机将越来越多地采用数字化控制系统，通过自动化技术实现切割参数的精确控制和设备的自动操作，提高生产效率和产品质量。
2. 智能化：闸式剪板机将更加智能化，通过传感器和自动识别技术实现对板材尺寸、硬度等参数的自动识别和调整，使得操作更简单、便捷，减少人为错误和疏忽。
3. 高速化：闸式剪板机的切割速度将越来越快，通过优化机械结构、采用更高功率的电机和改进驱动系统，实现高速切割，提高生产效率。
4. 多功能化：闸式剪板机将越来越多地具备多种加工功能，如切割、冲孔、折弯等，通过更换不同的工装和模具，实现不同加工需求的灵活切换，提高设备的利用率。
5. 节能环保：闸式剪板机将更加注重节能环保，采用高效节能的驱动系统和材料，减少能耗和排放，降低对环境的影响。
6. 自适应性：闸式剪板机将逐渐具备自适应能力，通过学习和适应不同的工件形状和材料，自动调整切割参数和工艺，提高加工的精度和效率。
总之，闸式剪板机的发展趋势是数字化、自动化、智能化、高速化、多功能化、节能环保和自适应性。
新型液压闸式移动剪板机结构优化
剪 板机 工作 时通 过一个 刀 具相对 于另一 个 刀具 做 往 复 直 线 运 动 来 剪 切 板 材 ，金 属 板 材 的变 形 主 要
的应力 、 应 变分 布规 律及 最佳 切 削间 隙［ ４ １ 。王耀 等 人
如 图 １所 示 为 剪 板 机 剪 切 原 理 示 意 图 Ｏ其 剪 切
工 艺 可 分 为 ３个 阶 段 ： 第一 阶段 是弹性 变 形 阶段 ， 在
此 阶段 ， 上刀 刃下 移并 与板 材接 触 ， 板 材 受 到 上 刀 刃 的 压 力 后 发 生 弹 性 变 形 ，材 料 内 部 产 生 了 以 剪 应 力
中 图分类 号 ： Ｔ Ｇ３ １ ５ ． ５ ５ 文献标 识码 ： Ａ ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ３ １ ６ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ０ １ ２ １ ． ２ ０１ ５ ． ０ ４ ． ０ ０ ６
１
引言
２ 剪板 机 剪切理 论
剪 板 机 是 在 轧 钢 机 械 中 常 用 的一 种 切 断 金 属 材
为 主 的应 力 ； 第 二 阶 段 是 塑 性 变 形 阶段 ， 此 时 上 刀 刃
继 续 下 移 ，板 材 受 到 的 压 力 逐 渐 增 大 ， 进 入 屈 服 阶 段 ， 刀 刃切 人 材 料 ， 刃 口附 近产 生 较 大 的塑 性 变 形 ； 第 三 阶段 是 板 材 断 裂 阶 段 ，随 着 板 材 塑 性 变 形 的 加
液压闸式剪板机液压系统改进
液压#动与/2021年第02期doi：10.3969/j.issn.1008-0813.2021.02.013液压闸式剪板机液压系统改进赵增强，郑兆君，王宪栋，熊兆军(山东胜利钢管有限公司，山东淄博255082)摘要：液压闸式剪板机使用过程中存在剪刃自动下落、剪切角不稳定、压脚动作滞后等故障。
通过对上述故障的处理及分析，提出现有液压系统中的设计是上故障的因。
提了液压系统的改进方案,重新设计了液压原理图并安％关键词：剪板机；下&剪切稳定;压动作滞后;液压系统中图分类号:TH137文献标志码:A文章编号:1008-0813(2021)02-050-03Improvemeni oO Hydraulic System for Hydraulic Gate ShearsZHAO Zeng-qiang,ZHENG Zhao-jun,WANG Xian-dong,XIONG Zhao-jun(Shandong Shengli Steel Pipe Co.,Ltd.,Zibo255082,China)Abstract:During the operation Hydraulic Gate type Shear/,thero are fault/such at cutting edge falls automatic o ily,shear angle instability and presses foot action laa.Through tie processing and analysis of tie above equipment failures,It is pointed out that the design defects in t/e existing hydraulic system are the main reasons for the above failures.Proposed an improvement plan for the hydraulic system,redesCned the hydraulic principle,installed and debugged.Key wordt:shearing machine；cutting edge falling；shear angle instability；presser foot action lag；hydraulic system0前言板机作为螺管机组的重要设备，起着■的作用，钢卷的板头及板尾的剪切直定了钢卷对的[1]%液压闸式剪板机在使用多上自动下落、剪切稳定、压动作障⑵，障造成了钢板、剪切：平，严重影响了钢卷对。
数控闸式剪板机的精度检测项目和数据
数控闸式剪板机的精度检测项目和数据数控闸式剪板机是一种常用的金属加工设备，广泛应用于制造业中。
在使用数控闸式剪板机进行切割时，其精度是一个非常重要的指标。
本文将介绍数控闸式剪板机的精度检测项目和数据。
一、精度检测项目1. 切割尺寸精度：切割尺寸精度是指数控闸式剪板机在进行切割时，所得到的工件尺寸与设计要求尺寸之间的偏差。
通常以毫米为单位进行测量，其精度要求与工件的要求有关。
2. 平行度：平行度是指数控闸式剪板机刀口的上下刀口之间的平行度。
平行度的测量可以通过测量两个刀口之间的距离来实现，通常以毫米为单位进行测量。
3. 垂直度：垂直度是指数控闸式剪板机切割刀口与工件表面垂直的程度。
垂直度的测量可以通过测量刀口与工件表面的夹角来实现，通常以度数为单位进行测量。
4. 切割表面质量：切割表面质量是指数控闸式剪板机在进行切割时，切割表面的光洁度和平整度。
切割表面质量的检测可以通过目视检查或使用测量仪器进行表面粗糙度的测量来实现。
二、数据统计1. 切割尺寸精度数据：数控闸式剪板机的切割尺寸精度通常在0.1mm以内，根据不同的需求可以进一步提高精度。
2. 平行度数据：数控闸式剪板机的平行度通常在0.2mm以内，保证刀口的平行度可以提高切割的精度和质量。
3. 垂直度数据：数控闸式剪板机的垂直度通常在0.3度以内，保证刀口与工件表面的垂直度可以提高切割的精度和质量。
4. 切割表面质量数据：数控闸式剪板机的切割表面质量通常要求表面平整度在0.5mm以内，表面粗糙度在Ra3.2以内，保证切割表面的光洁度和平整度。
三、结论数控闸式剪板机的精度检测项目包括切割尺寸精度、平行度、垂直度和切割表面质量。
根据需求的不同，其精度要求也有所不同。
通过对数据的统计分析，可以看出数控闸式剪板机在切割尺寸精度、平行度、垂直度和切割表面质量方面都有较高的精度要求，以保证切割的精度和质量。
在实际应用中，需要根据具体的工件要求进行精度检测，以确保数控闸式剪板机的正常运行和切割效果。
闸式剪板机刀架刚性的有限元分析
闸式剪板机刀架刚性的有限元分析摘要：剪板机在汽车、工程机械、航空航天等行业中得到了越来越广泛的应用。
随着人们对产品的要求越来越高，对机床的性能也提出了更高的要求。
剪切刀片分别安装在上、下刀架上，刀架的刚性直接影响着刀片的刚性，从而影响着被剪切钢板的精度，因此对刀架刚性的研究显得十分重要。
本文对闸式剪板机刀架刚性的有限元分析展开了研究。
关键词：闸式剪板机；刀架；有限元分析1 刀架刚性测试1.1 测试原理及内容本次测试使用的工具为传感器元件和数据采集器，数据采集器与计算机相连，该系统稳定性好，测量精度高，抗冲击和振动能力强，能保存记录测试数据并对数据进行处理。
在测试过程中使用到的一些测量工具，主要如下：（1）电桥盒2 组，计8 个通道；（2）型号KD6005 应变放大器一台；（3）磁性表座8 个，位移传感器8 个（量程0~10mm）；（4）型号AZ308 数据采集系统一套；（5）CRAS V7.0 振动及动态信号采集分析系统。
通过相关电路将位移传感器所测得的信号转化为电压信号，再经过实验室的数值标定及相关的公式计算，得到本文所需要的位移变形数据。
本文主要测试剪切总长4000mm、厚6mm的Q235 板材时，上、下刀片各测点的变形量。
1.2 测试方法由于上刀架做上下往复运动，因此需将位移传感器的测头靠在与刀架螺栓连接在一起的光滑钢板上，共分19 个测点，所测数据为相对位移值；测试下刀片时将磁性表座吸附在固定的外部横梁上，由于下刀架固定不动，将测头直接抵在所测部位，所测得的数值是相对于地面的绝对位移，由于剪板受上刀的影响，只能将表打在刀片后半行程处，且控制上刀的剪板长度最多为2 米，钢板剪断后急停，这样避免上刀撞到位移表，从而损伤位移表的表头，其中下刀片共测试7 个点。
1.3 测试结果分析定义机床的坐标系如图1所示，方便数据的分析与处理，适用于本次测试。
图1 数据坐标系示意图对每个测点得到的位移传感器波形图取值，每一个测点取值三次，计算其平均值，经过换算，得到剪板机在剪切过程中各测点的位移值。