【正文】 動循環(huán)。當液壓缸反向回程時，泵的流量恢復(fù)到全流量，液壓缸的運動方向采用三位四通 M電磁換向閥控制，停機時換向閥處于中位，使液壓泵卸荷。為滿足速度的有級變化，用壓力補償變量液壓泵供油。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各 液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動作表 。 各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標準件，在圖中要按國家標準規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。 為便于液壓系統(tǒng)的維護和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件（如壓力表、溫度計等）。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。 另外還有時間控制、壓力控制等。加工機械的各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。 順序動作方案 主機各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。液壓執(zhí)行元件在工作 循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護作用。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。 容積調(diào)速大多采用閉式循 環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。 調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。 節(jié)流調(diào)速又分別有進油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。 容積節(jié)流調(diào)速 一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。 容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達的排量來達到調(diào)速的目的。 節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。 速度控 制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。 [鍵入文字 ] 14 4 液壓部分設(shè)計 基本方案 調(diào)速方案 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。國外實驗用硬質(zhì)合金 BK15或 BK20鑲在剪刀片上來提高兩次刃磨的間隔時間。 國產(chǎn)剪板機刀片材料常用 6CrW2Si，（熱處理后硬度為 RC5860)。如果接縫處調(diào)整不當將導(dǎo)致刀具磨損的加劇和被剪板邊偏差的增大。刀架沿前傾直線運動的剪板機上刀片可以具有兩個刃或者四個刃。 考慮到成本和簡單問題，因此選擇前一種。電磁輥的吸力可以調(diào)節(jié)使其略大于被剪下部分的重量，如果吸力小于被剪下部分的板料重量則板料容易向下彎曲。板料就可以自由通過。電磁輥裝置由幾組電磁輥所組成，電磁輥裝在支架的孔內(nèi)，每個支架由兩根拉桿懸掛在刀架的水平板上。[鍵入文字 ] 13 剪切開始前電磁鐵就斷開，托料擺桿由于自重而向下擺開。 刀架在水平面內(nèi)的允許撓度 ??f 50h 式中 h—— 被剪板厚 因此 ??f = 剪切薄板時，如果被剪下部分懸出工作臺很長，板料就容易向下彎曲，因此要考慮托料裝置，托料裝置有兩種：一種是從被剪板料底面向上拖住，另一種是從被剪板料上面吸住。 M 0)( TMW =5630N M 由力 0T 產(chǎn)生的彎矩 4)( 100 ATM TW ? N M 式中 dL —— 刀架寬度 因此 0P =32458N 0T =11260N [鍵入文字 ] 12 圖 36 上刀架 下面確定作用在圖 5剖面 cc上的彎矩。 按下式確定該斷面對主軸 0x 和 0y 的慣性矩 ??? 2s i ns i nc o s 220 cccc yxyxx JJJJ ??? ??? 2c o sc o ss i n 220 cccc yxyxy JJJJ ??? 當確定彎矩時作用在刀架上的力引向斷面的重心，當確定扭矩時該軸引向扭矩軸。綜上所述，上刀刃自左至右既要在 ss圓弧線上又要沿剪切角 ? 上升，它的軌跡就形成了一條圓柱螺旋線，其軌跡方程式為： ?cosRX? ?sinRY? ?? cotRZ? 式中 ? —— 刀架擺角 [鍵入文字 ] 11 圖 35 上刀刃軌跡 在載荷的最危險條件下（剪切力作用于中間斷面）計算刀架的應(yīng)力和剛度。 剪板機的下刀刃是一條水平直線，為了讓刀架在擺動中實現(xiàn)上刀刃自左至右對板料的均勻連續(xù)剪切，上刀刃上的所有點都必須沿著以刀架回轉(zhuǎn)中心 O為圓心，以剪切半徑 R為半徑的圓弧 ss擺動（圖 4)。刀架導(dǎo)軌上的單位壓力隨著被剪點的推移而變化，最大單位壓力應(yīng)在剪切開始位置確定，因為此時的剪切力只作用在一個連桿上。這三種刀架斷面應(yīng)考慮抗彎和抗扭。 整體焊接結(jié)構(gòu)的擺動刀架多數(shù)用于液壓 —— 機械傳動的剪板機。被剪板厚 ? 10毫米時前傾角采取 3176。調(diào)節(jié)螺栓使刀架在水平面內(nèi)造成凸弧線，而在剪切時由于水平推力迫使刀架彎曲造成凹弧線，如果調(diào)節(jié)適當，兩項彎曲將互相抵消而使剪切精度得到提高。這種結(jié)構(gòu)可用于上軸式和側(cè)軸式剪板機。 目前常見的刀架結(jié)構(gòu)有三種：整體焊接的直線運動刀架、組合 —— 焊接的直線運動 刀架及整體焊接的擺動刀架。作用于，每一塊立柱上的壓料力可考慮總壓料力的半數(shù)。目前生產(chǎn)的組合機架往往用榫頭和螺栓來連接，組合 —— 焊接的機架比組合機架的剛度好一些。這樣既能保證機架足夠的剛度又能減少焊接時的變形和焊接過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。一般來講，整體焊接的機架剛性最好，但由于體積龐大，對焊后進行退火和機械加工帶來困難。 剪板機的機架通常由左右立柱、工作臺、和連接橫梁所組成。 此種設(shè)計合理的安排了機器的空間位置，方便搬遷及維修。 整體布局與傳動系統(tǒng)設(shè)計 本課題設(shè)計的剪板機機屬于個人作業(yè)機器，所以只需要安放在地面即可，考慮到周圍的環(huán)境因素，將剪板機機的整體結(jié)構(gòu)簡圖（如圖 1）所示。 機體設(shè)計 剪板機的機體結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖 31 機體 剪板機的機體頂端用于安放電動機，用螺釘固定；頂端橫梁套在機架上，采用間隙配合，也是用螺釘固定。 目前，液壓傳動剪板機的比重日增，國產(chǎn)剪板機中也在逐步采用液壓傳動。而且維護和修理業(yè)困難，因此沒有得到廣泛的采用。國產(chǎn)剪板機曾經(jīng)采用過這種結(jié)構(gòu)，但是蝸桿傳動效率較低，制造和裝配困難。如果采用雙邊齒輪傳動，其傳動部件的重量要比單邊齒輪傳動的減輕 20～ 30% (4)蝸桿傳動剪板機 蝸桿傳動由于傳動比較大，因此傳動鏈縮短，結(jié)構(gòu)緊湊，機器高度降低。被剪板厚≥ 25mm 時可考慮用雙邊齒輪傳動的形式。 (2)單邊齒輪傳動的剪板機 機械傳動的剪板機大部分采用這種結(jié)構(gòu)，即最后一級齒輪裝在曲軸的一端。剪切板料所必需的最小行程量由下式?jīng)Q定： ba SbtghS ??? ?/ mm 式中 h’ —— 最小開口距，即上 刀片在上死點位置時工作臺面到上刀刃之間的距離（毫米） b—— 被剪板寬（毫米） bS —— 刀片超越量（毫米），查閱表 23 表 23 刀片超越量 h （毫米） ≤ 10～ 16 20～ 32 40～ 60 bS （毫米） 當 h’不可調(diào)時 3～ 8 10 15 20 當 h’可調(diào)時 10～（ 6） 10～（ 16） 15～（ 32） 20～（ 60） h’通過查閱資料得到值為 20～ 25mm，取值為 20mm，因此得到 aS 值為 100mm。 通過對比國內(nèi)外剪板機的主要參數(shù)，決定把剪切角定為 3176。為此，總壓料力為 250021 bPP zhy ? N 式中 b—— 被剪板寬（毫米） 帶入函數(shù)值，得到 yP 值為 ? N 從剪切力的公式可以清楚的看到，剪切角增大則剪切力下降，從而減輕機器的重量。 T= zhP N； 因此 zhyzh PPP )2( ??? ， [鍵入文字 ] 6 當 ?? 時， zhy PP 21? N 應(yīng)該說，壓料力隨總剪切力增大而增大。 剪切開始，上刀片的切入深度達到被剪板厚的瞬間，板料頂面和底面產(chǎn)生的摩擦力均為 )(1 yzh PPF ??? N。 k—— ，取 b? —— 375460MPa，取 400MPa 5? —— 26% h—— 10（毫米） ? —— 3（度） △ —— （毫米） , b? 500MPa 時，△ =（ 67%） h=～ ，取 y—— ， y=△ /h C—— 70 X—— 7， X=C/h Z—— 彎曲系數(shù)，取 因此 zhP = ? N 在剪切過程中，上刀片對板料作用著一個向前的水平推力 T?？偧羟辛εc剪切角的關(guān)系接近反比例，即隨著剪切角的增加而減小。 45 4000 300 13 剪板機基本性能參數(shù) 決定剪板機性能的主要有：剪板機的剪切力，壓料力，剪切角和上刀片的 行程量。 ：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； ； ； ； 、運動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； 、操作控制方式的要求； 、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； 、成本等方面的要求。在實驗設(shè)計與計算機輔助設(shè)計（ CAD）中，多采用既分階段又與平行兼顧的設(shè)計，以便相互協(xié)調(diào) . 總體設(shè)計程序為： 、對剪板機進行學(xué)習(xí)研究 剪板機設(shè)計要求 設(shè)計要求是進行每項工程設(shè)計的依據(jù)。 剪板機是各類機械產(chǎn)品的一種，設(shè)計時著手于其原理和主要部件的計算校核，了解剪板機的工作狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)設(shè)計刀架、機架等各類零部件，液壓部分可以采用簡單的單缸液壓系統(tǒng)，主要考慮保證液壓平衡性能。設(shè)計中主要以課本和各種參考資料作為依據(jù)，從簡單入手，循序漸進，逐步掌握設(shè)計的一般方法，把所學(xué)的知識形成一個整體，以適應(yīng)以后的工作需要。通過這次檢驗，不但可以提高學(xué)生的綜合訓(xùn)練設(shè)計能力、科研能力（包括實際動手能力、查閱文獻能力，撰寫論文能力）、還是一次十分難得的提高創(chuàng)新能力的機會，并從下個方面得到訓(xùn)練： ； ； ； 現(xiàn)和解決實際問題的能力。 設(shè)計的意義和設(shè)計步驟 畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文是本科生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。 (2)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線剪板機：多用于角鋼、 H型鋼自動生產(chǎn)線完成剪斷工序。 ： (1)板材開平線剪板機：用于板材開卷校平線上，為配合生產(chǎn)線速度快剪切要求而設(shè)計的高速剪板機，厚板線上多為液壓高速剪板機，薄板線上多配氣動剪板機 。 ： (1)板料折彎剪切機：即在同一臺機械上可完成剪切和折彎兩種工藝。斜刃剪板機剪切力比平刃剪板機小，故電機功率及整機重量等大大減小，實際應(yīng)用最多，剪板機廠家多生產(chǎn)此類剪板機。 ～ 6176。該剪板機上下 兩刀刃彼此平行，常用于軋鋼廠熱剪切初軋方坯和板坯；按其剪切方式又可分為上切式和下切式。 剪板機種類較多，按其工藝用途和結(jié)構(gòu)類型可以分為： 剪切質(zhì)量好，扭曲變形小，但剪切力大，耗能大。 剪板機分類及應(yīng)用 剪板機屬于直線剪切機類，主要用于剪裁各種尺寸金屬板材的直線邊緣。 在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的 金屬板殼零件，特別是汽車行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)?；?、車型個性化和覆蓋件大型一體化。 冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化，為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速剪板機發(fā) 展到多工位剪板機。 近十多年來，隨著對發(fā)展先進制造 技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識，沖壓成形技術(shù)無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化。所謂剪板機一般是指每分鐘的行程次數(shù)為普通剪板機的 5— 10 倍的剪板機。二十世紀初，鍛壓機械改變了從 19 世紀開始的向重型和大型方向發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展。 1795 年，英國的布拉默 發(fā)明水壓機，但直到 19 世紀中葉，由于大鍛件的需要才應(yīng)用于鍛造。 刀架分類 ........................................................... 9 刀架計算與校核 .................................................... 10 托料裝置 .................................................. 12 刀具 ...................................................... 13 4 液壓部分設(shè)計 ................................................ 14 基本方案 .................................................. 14 調(diào)速方案 ....