CN104889470B - 参数定量可调的剪切下料模具 - Google Patents

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Abstract

一种金属下料领域的参数定量可调的剪切下料模具，该模具为水平两段式结构，包括设置于模架中且相互独立的动刀部分和定刀部分，其中：动刀部分和定刀部分的上端分别通过模架与压力机相连，实现参数可调的剪切过程；动刀部分包括：正对设置的上、下动刀片和动刀固定块，定刀部分包括：正对设置的上、下定刀片，定刀固定板和带槽垫板。本装置能够实现轴向间隙、定刀径向间隙、定刀径向夹紧力和动刀径向间隙的定量调整，且操作方便。

Description

参数定量可调的剪切下料模具
技术领域
本发明涉及的是一种金属下料领域的技术，具体是一种参数定量可调的剪切下料模具。
背景技术
金属体积成形零件的实际生产中，需要准备圆柱形坯料，剪切下料是一种常用的坯料制备方法，下料质量直接影响零件的制造精度、生产效率与成本。与剪切模具直接相关的，影响剪切断面质量的参数主要包括动刀径向间隙、定刀径向间隙、轴向间隙、定刀径向夹紧力、轴向力等。通过合理调节上述参数，可以获得较好的坯料断面质量。
通过对现有技术检索发现，中国专利文献号CN1597208公开(公告)日2005.03.23，公开了一种棒料精密剪切模，主要是解决现有压力机剪切棒料存在的下料毛坯精度低、毛坯的断面质量差和切断的断面缺陷多的技术难点；由上夹紧块、上夹紧弹簧、上连接螺栓和上固定块构成的上夹紧装置，由下夹紧块、下夹紧弹簧、下连接螺栓和下固定块构成的下夹紧装置，利用弹簧提供剪切棒料时动刀与定刀的径向夹紧力。但是，该夹紧装置提供的夹紧力是不可调的，若要改变夹紧力则需要更换弹簧，实施过程不方便。其他模具相关参数基本不可调。
进一步检索发现，中国专利文献号CN102814544A公开(公告)日2012.12.12，公开了一种棒料剪切装置，包括第一定刀口、第二定刀口、第一动刀口、第二动刀口、预夹紧部件、夹紧楔块、剪切楔块和制动机构。该装置的主要参数是不可调节的，如需改变定刀径向夹紧力，可以通过改变夹紧斜楔的角度设计并更换夹紧斜楔来实现，过程较为麻烦。
现有剪切下料模具与装置，绝大部分是依据设计经验固化了模具主要参数，参数调节不方便，很难用于剪切下料工艺参数的定量研究。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种参数定量可调的剪切下料模具，能够实现轴向间隙、定刀径向间隙、定刀径向夹紧力和动刀径向间隙的方便调整。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为水平两段式结构，包括设置于模架中且相互独立的动刀部分和定刀部分，其中：动刀部分和定刀部分的上端分别通过模架与压力机相连，实现参数可调的剪切过程。
所述的动刀部分包括：正对设置的上、下动刀片和动刀固定块，其中：动刀固定块和上动刀片相连。
所述的动刀固定块和上动刀片具体通过动刀复位螺钉相连。
所述的定刀部分包括：正对设置的上、下定刀片，定刀固定板和带槽垫板，其中：定刀固定板与上定刀片相连，下定刀片与带槽垫板可调连接。
所述的定刀固定板具体通过定刀紧固螺钉与定刀复位螺钉与上定刀片相连。
所述的可调连接，通过下定刀片底部设有对应带槽垫板的凸棱结构，使得下定刀片可沿着带槽垫板活动调整相对位置实现，通过压模块紧固螺钉和压模块实现两者的相对位置固定，此时动刀和定刀之间会产生轴向间隙，该轴向间隙随着下定刀片在垫板位置的不同而不同。
所述的压模块和压模块紧固螺钉共有四对，在垫板上对称分布，以便可靠地固定下定刀片。
所述的定量调节的工艺参数包括：轴向间隙、定刀径向间隙、定刀径向夹紧力和动刀径向间隙。
所述的轴向间隙，通过以下方式实现定量调节：在动刀和定刀之间塞入不同厚度塞尺，移动下定刀片，使下定刀片块沿着带槽垫板移动，直到下定刀片左端面与塞尺右端面紧密贴合，然后拧紧压模块紧固螺钉使得压模块压紧下定刀片，此时塞入塞尺的厚度决定着轴向间隙的大小，改变塞尺厚度，即可实现对轴向间隙c1的定量调节。
所述的定刀径向间隙，通过以下方式实现定量调节：在所述的上定刀片的侧面设置应变片，当棒料放入剪切模具后，在上定刀片和下定刀片之间插入塞尺，然后逐渐拧紧定刀紧固螺钉，使得与定刀紧固螺钉相连的上定刀片逐渐下移，直到上定刀片的下沿接触到塞尺的上沿，此时可以根据塞尺的厚度计算出定刀径向间隙。定刀径向间隙计算公式为c2＝a-c'，其中：c2为定刀径向间隙，a为塞入上定刀片和下定刀片之间的塞尺厚度，c'上定刀和下定刀对棒料夹紧时，上刀片和下刀片之间间隙。改变插入塞尺厚度a的大小，就可以实现对定刀径向间隙c2的定量调节。
所述的塞尺，为塞尺组中任意一片，该塞尺组中塞尺的最小厚度为0.02～0.05mm，最大厚度为0.8～1mm，其余塞尺的厚度在最小厚度基础上逐渐增加至最大厚度，增加的厚度量0.01mm～0.05mm，通过一定数量的不同厚度塞尺的组合，可以得到设定的厚度。
所述的定刀径向夹紧力，通过以下方式实现定量调节：棒料放入剪切模具后，拧紧定刀紧固螺钉，记录此时对应的应变仪读数，即应变片贴点处的应变大小，而应变片贴在上定刀片端面上，由此得到定刀径向力的计算公式为p＝kEε，其中：p为定刀径向夹紧力的大小，由于应变片处应力大小并不是真实的定刀径向夹紧力，必须乘以比例系数k才是定刀径向夹紧力，ε为应变片处应变的大小，此值由应变仪读出。调节定刀紧固螺钉的松紧程度，应变仪读数会随之变化，从而实现对定刀径向夹紧力的定量调节。
所述的动刀径向间隙，通过以下方式实现定量调节：在动刀固定块和上动刀之间设置垫块，当棒料放入剪切模具后，在垫块的作用下，上动刀片下移量为垫块的厚度，此时上定刀片内表面与棒料外表面形成一定的间隙，即动刀径向间隙，计算公式为c3＝b-d，其中：c3动刀径向间隙，b为未插入垫块前上动刀片内表面和棒料外表面的距离，d为垫块的厚度。更换不同厚度的垫块，即可实现对动刀径向间隙的定量调节。
技术效果
与现有技术相比，本发明的技术效果包括：
①实现了动刀径向间隙、定刀径向间隙、轴向间隙、定刀径向夹紧力等剪切模具的多参数调节；
②多参数可以定量调节，且调节过程方便；
③便于研究剪切下料工艺参数对下料质量的影响规律。
附图说明
图1为剪切模具刀具部分装配图；
图2为剪切模具刀具部分俯视图；
图3为下定刀片示意图；
图中：(a)为侧视图，(b)为正视图；
图4为垫板示意图；
图中：(a)为侧视图，(b)为正视图；定刀固定板1、应变片2、上定刀片3、棒料4、下定刀片5、下动刀片6、上动刀片7、垫块8、动刀固定块9、动刀复位螺钉10、定刀紧固螺钉11、定刀复位螺钉12、带槽垫板13、压模块14、压模块紧固螺钉15。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：定刀部分和动刀部分，其中：上定刀片3和下定刀片5组成定刀，上动刀片7和下动刀片6组成动刀，定刀固定板1和动刀固定块9分别固定支撑定刀和动刀，定刀固定板1和上定刀片3通过定刀复位螺钉12和定刀紧固螺钉11相连接；动刀固定块9和上动刀片7通过动刀复位螺钉10相连接，并且动刀固定块9和上动刀片7之间塞入垫块8；上定刀片3侧面贴有应变片2。
如图2所示，轴向间隙调节时，左边为动刀部分，固定不动，右边是定刀部分，由定刀固定板1、带槽垫板13，压模块14和压模块紧固螺钉15，其中：下定刀片示意图如图3所示，带槽垫板示意图如图4所示。下定刀片6可以沿着带槽垫板的T形槽移动，利用压模块紧固螺钉15和压模块14对下定刀片6进行定位。下定刀片左端面和动刀部分右端面之间的间隙即为轴向间隙。
定量确定轴向间隙过程如下：确定合适的轴向间隙c1，在动刀和定刀之间塞入塞尺厚度之和为c1的塞尺，移动下定刀片5至下定刀片左端面与塞尺右端面紧密贴合，然后拧紧压模块紧固螺钉15使得四个压模块14压住下定刀片6，抽出塞尺；
定量确定动刀径向间隙过程如下：若想得到动刀径向间隙为c3的工艺条件，插入棒料后，选定厚度为(c3+12mm)的垫块8，此处12指在不插入垫块8之前，上动刀片内表面和棒料外表面的距离为12mm。选定垫块后，在上动刀和动刀固定块之间插入垫块。
定量确定定刀径向间隙过程如下：若想得到定刀径向间隙为c2的工艺条件，则从塞尺中选取一定数量和塞尺组合，使其塞尺厚度之和为(c2+1.2mm)，此处1.2mm是指上定刀和下定刀对棒料夹紧时，上刀片和下刀片之间间隙为1.2mm。将选定的塞尺塞入上定刀片3和下定刀片5之间，逐渐拧紧定刀紧固螺钉11至紧固为止。
定量确定定刀径向力的过程如下：事先确定预期的定刀径向力大小为p，则应变仪的读数ε＝p/kE。拧紧定刀紧固螺钉11的同时观察应变仪的读数，当读数到达ε时，停止拧紧定刀紧固螺钉11。

Claims (9)

1.一种参数定量可调的剪切下料模具，其特征在于，该模具为水平两段式结构，包括设置于模架中且相互独立的动刀部分和定刀部分，其中：动刀部分和定刀部分的上端分别通过模架与压力机相连，实现参数可调的剪切过程；
所述的动刀部分包括：正对设置的上、下动刀片和动刀固定块，其中：动刀固定块和上动刀片相连；
所述的定刀部分包括：正对设置的上、下定刀片，定刀固定板和带槽垫板，其中：定刀固定板与上定刀片相连，下定刀片与带槽垫板可调连接，定刀固定板具体通过定刀紧固螺钉与定刀复位螺钉与上定刀片相连。
2.根据权利要求1所述的参数定量可调的剪切下料模具，其特征是，所述的动刀固定块和上动刀片具体通过动刀复位螺钉相连。
3.根据权利要求1所述的参数定量可调的剪切下料模具，其特征是，所述的可调连接，通过下定刀片底部设有对应带槽垫板的凸棱结构，使得下定刀片可沿着带槽垫板活动调整相对位置实现，通过压模块紧固螺钉和压模块实现两者的相对位置固定，此时动刀和定刀之间会产生轴向间隙，该轴向间隙随着下定刀片在垫板位置的不同而不同。
4.根据权利要求1所述的参数定量可调的剪切下料模具，其特征是，所述的剪切下料模具的定量可调的参数包括：轴向间隙、定刀径向间隙、定刀径向夹紧力和动刀径向间隙。
5.根据权利要求4所述的参数定量可调的剪切下料模具，其特征是，所述的轴向间隙，通过以下方式实现定量调节：在动刀和定刀之间塞入不同厚度塞尺，移动下定刀片，使下定刀片块沿着带槽垫板移动，直到下定刀片左端面与塞尺右端面紧密贴合，然后拧紧压模块紧固螺钉使得压模块压紧下定刀片，此时塞入塞尺的厚度决定着轴向间隙的大小，改变塞尺厚度，即可实现对轴向间隙c1的定量调节。
6.根据权利要求4所述的参数定量可调的剪切下料模具，其特征是，所述的定刀径向间隙，通过以下方式实现定量调节：棒料放入剪切模具后，在上定刀片和下定刀片之间插入塞尺，然后逐渐拧紧定刀紧固螺钉，使得与定刀紧固螺钉相连的上定刀片逐渐下移，直到上定刀片的下沿接触到塞尺的上沿，此时根据塞尺的厚度计算出定刀径向间隙，定刀径向间隙计算公式为c2＝a-c'，其中：c2为定刀径向间隙，a为塞入上定刀片和下定刀片之间的塞尺厚度，c'上定刀和下定刀对棒料夹紧时，上刀片和下刀片之间间隙，改变插入塞尺厚度a的大小，即实现对定刀径向间隙c2的定量调节。
7.根据权利要求6所述的参数定量可调的剪切下料模具，其特征是，所述的塞尺，为塞尺组中任意一片，该塞尺组中塞尺的最小厚度为0.02～0.05mm，最大厚度为0.8～1mm，其余塞尺的厚度在最小厚度基础上逐渐增加至最大厚度，增加的厚度量0.01mm～0.05mm，通过一定数量的不同厚度塞尺的组合，得到设定的厚度。
8.根据权利要求4所述的参数定量可调的剪切下料模具，其特征是，所述的定刀径向夹紧力，通过以下方式实现定量调节：在所述的上定刀片的侧面设置应变片，当棒料放入剪切模具后，拧紧定刀紧固螺钉，记录此时对应的应变仪读数，即应变片贴点处的应变大小，由此得到定刀径向力的计算公式为p＝kEε，其中：p为定刀径向夹紧力的大小，应变片处应力乘以比例系数k为定刀径向夹紧力，ε为应变片处应变的大小，通过调节定刀紧固螺钉的松紧程度，应变仪读数会随之变化，从而实现对定刀径向夹紧力的定量调节。
9.根据权利要求4所述的参数定量可调的剪切下料模具，其特征是，所述的动刀径向间隙，通过以下方式实现定量调节：在动刀固定块和上动刀之间设置垫块，当棒料放入剪切模具后，在垫块的作用下，上动刀片下移量为垫块的厚度，此时上定刀片内表面与棒料外表面形成一定的间隙，即动刀径向间隙，计算公式为c3＝b-d，其中：c3动刀径向间隙，b为未插入垫块前上动刀片内表面和棒料外表面的距离，d为垫块的厚度，更换不同厚度的垫块，即可实现对动刀径向间隙的定量调节。
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