CN109277622A - 一种钢格板剪切设备 - Google Patents

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张璐璐
彭松
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    • B23D33/02Arrangements for holding, guiding, and/or feeding work during the operation

Abstract

本发明涉及钢格板制造技术领域,一种钢格板剪切设备,具体地公开了包括框架和安装于框架上的剪切机构,所述剪切机构包括压紧装置、顶升装置、立柱、导向装置、剪切工作部、安装于剪切工作部的主刀架、副刀架、安装于主刀架上的主刀片组、安装于副刀架上的副刀片组、安装于剪切工作部上的剪切主油缸和剪切副油缸,其中压紧装置通过立柱固定安装于所述框架上,顶升装置安装在所述框架上通过立柱使导向装置在立柱上下移动,所述剪切工作部安装在导向装置上,所述主刀架、副刀架、剪切主油缸、剪切副油缸均安装在所述剪切工作部。本发明具有环境清洁、无噪音、工艺先进、结构简单、操作方便、生产效率高、经久耐用的优越性。

Description

一种钢格板剪切设备
技术领域
本发明涉及钢格板制造技术领域,特别是涉及一种钢格板剪切设备。
背景技术
钢格板就是采用扁钢和连接杆-麻花刚经开孔焊接成为具有网状结构的钢铁类加工建材产品,具有承重能力强、防爆、防腐蚀、通风透光、不积水的诸多优点。我们今天就钢格板生产过程中的截断切割工序的现状做一个详细的介绍。
钢格板的制作方式大致可以分为三个步骤:
第一步,先将6米长的扁钢按一定的间隔排列焊接;焊接主要是机器压阻焊的方式。机器压阻焊是使用高压电阻压焊机,机械手自动将横杆横放在均匀排列的扁钢上,通过强大的电焊功率和液压力将横杆压焊入扁钢内,从而可以得到焊点坚固,稳定性和强度高的钢格板原板。
第二步,将焊接后的钢格板原板用圆盘冷锯机来沿钢格板原板横向进行锯断,将钢格板原板切断分成大小不同的板块,然后再进行焊接封边;目前最常用的加工方法是用圆盘冷锯机,然后手工焊封边。
2钢格板切割机械现状
在工业生产中最常用的切割方法大致可分为金属锯切、液压剪切、火焰切割。3大类型,各有其特点:
(1)液压剪切:生产效率高,材料损耗小,维护方便,得到了最广泛的应用;
(2)金属锯切:效率低,锯缝处材料的损耗大,噪音大,粉尘污染大,此外,锯条的消耗也是一种相当可观的浪费;
(3)火焰切割:是易燃气体和氧气混合,产生高温火焰进行切割工作,切割精度差,危险系数高、劳动效率和产品质量很低,在大批量生产过程中很少使用。
在整个钢格板制作中,有两道最关键的工序是:原板压焊和成品切割。目前国内普遍采用的设备是:机器自动压焊机和移动式圆盘冷锯机,国内有很多生产的钢格板制作设备的专业厂家,这两种设备已经是目前比较成熟的设备。但是,就钢格板圆盘冷锯机来说,存在工作效率低、能耗大、材料浪费大、噪音和污染大、工作环境恶劣、工件尺寸误差大的缺陷,这些缺陷对于锯切设备本身来说又是不可避免的,正是这些不可避免的缺陷使钢格板行业加工水平整体下移。如何解决当前钢格板行业剪切的效率低能耗大的状况,开发一种高效、节能、无污染、无损耗切割钢格板的剪床就是着力要解决的重大问题。以横向剪切原理实现钢格板的横向错断为基础,研究开发具有高效、节能、无污染、无损切割于一体的钢格板剪切专业剪床,替代目前广泛应用的钢格板圆盘冷锯机。
目前,国内生产钢格板企业主要是采用移动式圆盘冷锯机进行切割,移动式圆盘冷锯机,用来沿钢格板原板横向进行锯切,将钢格板原板分成大小不同的板块。
圆盘冷锯机的加工方法属于金属冷锯切,其工作过程为:将圆盘锯片安装在可以高速旋转的主轴上,圆盘锯一面做旋转运动,一面做进给运动,从而将工件切断。由于圆盘锯锯齿较厚(10毫米),切割时材料浪费较大,但由于它的切削速度高,线速度每分钟可达几千米,所以目前应用比较广泛。
钢格板专用的移动式圆盘冷锯机与普通的圆盘冷锯机原理一样,也是用圆盘锯的高速旋转来完成对钢格板沿钢格板原板横向进行切割。移动式圆盘冷锯机就其本身来说的工作原理和结构特点来说存在着难以克服的问题:
(1)工作效率低:每锯断一排钢格板扣除上料、定位和压料的时间,实际锯切时间:1000mm宽的钢格板一般需要(10~15)分钟/次。这样,使得钢格板的生产形成一个瓶颈,通常为满足一台自动压焊机生产量需要配置(3~4)台圆盘锯床,从而大大增加了设备、能源和劳动力的投入。
(2)能耗大:每台圆盘锯床需要配备一台37kw、二台15kw的电机,还有气压压料装置,按每天8h工作计算,每台圆盘锯床消耗电能大约为400度/天,每年需耗电14.4万度电能。
(3)材料浪费大:圆盘冷锯机锯缝处材料损耗大,每锯一次,就有(10~15)mm的长度损耗,加上钢板两边的毛刺清理,平均每生产1平方米钢格板就0.012㎡的损耗,损耗率为1.2%以上,中等规模的企业年产1万吨左右,损耗为120吨以上。此外,每年的锯条的消耗也使很可观的浪费。
(4)噪音和污染大,工作环境恶劣:圆盘冷锯机工作时,产生刺耳的噪音,而且锯盘高速旋转切削时火星飞溅,人员根本无法接近。工作时切割噪声达120db(A)左右。在锯切过程中产生的噪声污染极为严重,冷锯机现场噪声测量表明,最大噪声级可达126dB(A),远远高于我国2008年10月1日起实施《工业企业厂界环境噪声排放标准》,日间65db(A)夜间55db(A)的规定。由于冷锯所处的恶劣工作环境,无法采用一些常规有效的减振降噪技术,其噪声治理的技术难度极大,而操作时必须人员现场移动和调整工件位置,必然带来一定安全隐患。
(5)工件尺寸误差大:工件的夹持、固定都由工人手工操作,因此难以避免产生尺寸长短和歪斜,这样就加大了残次品的发生率。
(6)后续加工工作量大:锯切是利用高速旋转所产生的摩擦能并转换成热能,使材料软化,然后,配合进给压力进行锯切作用,此时,热影响区造成不良副作用,和工件材料粘附在锯片上形成毛刺,增加了后续的加工量。目前,国内绝大多数企业都是采用圆盘冷锯机作为钢格板剪切专业机床。国外有竖向垂直剪切的专用机床,具有高效、高性能竖向剪切的进口机床因其昂贵的价格,让国内大多数企业望而却步,因而国内应用的企业为数极少。鉴于圆盘冷锯机的上述种种缺陷,开发一种集高效、节能、无污染、无损切割于一体的专业设备对目前的钢格板加工行业的意义重大。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术当中存在的问题,提供一种钢格板剪切设备。通过对钢格板加工工艺和加工机械的大量研究,申请人研制开发了新型的钢格板剪切机床,实现对钢格板的整体一次性切断。由液压系统推动活动刀具组将夹持在组合刀具中的钢格板扁钢全部一次性剪断,目前运用该原理设计的钢格板剪切机样机已完成。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种钢格板剪切设备,包括框架和安装于框架上的剪切机构,所述剪切机构包括压紧装置、顶升装置、导向装置、立柱、剪切工作部、安装于剪切工作部的主刀架、副刀架、安装于主刀架上的主刀片组、安装于副刀架上的副刀片组、安装于剪切工作部上的剪切主油缸和剪切副油缸,其中压紧装置通过立柱固定安装于所述框架上,顶升装置安装在所述框架上通过立柱使导向装置在立柱上下移动,所述剪切工作部安装在导向装置上,所述主刀架、副刀架、剪切主油缸、剪切副油缸均安装在所述剪切工作部,所述主刀架上的主刀片组由剪切主油缸带动主刀架顺着拉杆的方向贴合副刀架上的副刀片组移动,主刀片刃口和副刀片刃口相抵接产生剪切力剪断工件,待剪切工作结束后,由剪切副油缸带动主刀架复位到初始位置。
作为优选的技术方案,所述顶升装置包括安装在其上的顶升气缸,所述顶升气缸运动使导向装置在立柱上上下运动,使剪切工作部剪切结束后下降,钢格板工件进入工位,剪切工作部再上升进入剪切工作位置,完成一个工作循环。
作为优选的技术方案,所述立柱优选设置为4个,两两一组对称地设置在框架的两侧,用于固定压紧装置和安装导向装置。
作为优选的技术方案,所述导向装置包括安装在立柱上的导向连接板和拉杆,主刀架和副刀架、剪切主油缸、剪切副油缸安装其上。
作为优选的技术方案,压紧装置上固定有压紧工件的压紧气缸和压紧条,压紧气缸通过立柱固定连接在框架上,带动压紧条压紧钢格板工件。
作为优选的技术方案,主刀架,用于安装一组主刀片,副刀架,用于安装一组副刀片,主刀片刃口和副刀片刃口之间有大于0°的剪切角度,用来减少剪切力,并使剪切更加顺畅。
作为优选的技术方案,所述主刀片和副刀片均为单个刀片,组合成主刀片组和副刀片组安装在主刀架和副刀架上。
作为优选的技术方案,剪切主油缸,带动主刀架上的主刀片组沿着拉杆方向贴紧副刀架上的副刀片组移动,当主刀架运动时,主刀片刃口和副刀片刃口相抵接产生剪切力剪断钢格板工件。
作为优选的技术方案,剪切副油缸,待剪切工作结束后,由一剪切副油缸带动主刀架复位到初始位置。
作为优选的技术方案,导向挡块和主挡块,所述导向挡块和主挡块安装于主刀架上,用于保证在剪切过程中主刀架的运行轨迹的精度,以及主刀片剪切过程中的稳定性;
副挡块,所述副挡块安装在副刀架上,用于保证剪切过程中副刀架上的副刀片组的稳定性。
有益效果在于:本发明的运用剪切的原理研制开发的钢格板剪切机,具有工作原理简单、剪切力小、结构简单、操作方便的优越性,同时,大大减少了能源的消耗,只需更换刀具就可以适用于所有的规格,另外还能彻底改变加工车间噪音和粉尘的污染,解决了钢格板生产工艺噪音职业病的重大问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一种钢格板剪切设备较佳实施例的三维结构图;
图2为本发明一种钢格板剪切设备较佳实施例的俯视图;
图3为本发明一种钢格板剪切设备较佳实施例的左视图;
图4为本发明一种钢格板剪切设备较佳实施例的主视图;
图5为图1的局部放大示意图;
图6为本发明一种钢格板剪切设备较佳实施例中的刀片示意图;
图7为本发明一种钢格板剪切设备较佳实施例的刀片示意图;
图8为本发明一种钢格板剪切设备较佳实施例的刀片示意图;
图中,1为框架,2为剪切机构,3为压紧装置,4为顶升装置,5为导向装置,6为立柱,7为剪切工作部,8为主刀架,9为副刀架,10为主刀片组,11为副刀片组,12为剪切主油缸,13为剪切副油缸,14为压紧气缸,15为压紧条,16为主刀片,17为副刀片,18为导向挡块,19为主挡块,20为副挡块,21为顶升气缸,22为推杆,23为钢格板工件,24为拉杆。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
参照图1~5所示的一种钢格板剪切设备,包括框架1和安装于框架上的剪切机构2,所述剪切机构2包括压紧装置3、顶升装置4、导向装置5、立柱6、剪切工作部7、主刀架8、副刀架9、安装于主刀架8上的主刀片组10、安装于副刀架9上的副刀片组11、安装于剪切工作部7上的剪切主油缸12和剪切副油缸13,其中压紧装置3通过立柱6固定安装于所述框架1上,顶升装置4安装在所述框架1上通过立柱6使导向装置5在立柱6上上下移动,所述剪切工作部7安装在导向装置5上,所述主刀架8、副刀架9、剪切主油缸12、剪切副油缸13均安装在所述剪切工作部7,所述主刀架8上的主刀片组由10剪切主油缸12带动主刀架8顺着拉杆24的方向贴合副刀架9上的副刀片组11移动,主刀片刃口和副刀片刃口相抵接产生剪切力剪断工件,待剪切工作结束后,由剪切副油缸13带动主刀架8复位到初始位置。
本发明较佳实施例,参照图3,所述顶升装置4包括安装在其上的顶升气缸21,所述顶升气缸21带动推杆22运动使导向装置4在立柱6上上下运动,使剪切工作部7剪切结束后下降,钢格板工件进入工位,剪切工作部7上升进入剪切工作位置。
本发明较佳实施例,参照图1,所述立柱6优选设置为4个,两两一组对称地设置在框架1的两侧,用于固定压紧装置3和安装导向装置5。
本发明较佳实施例,参照图4,压紧装置3上固定有压紧工件的压紧气缸14和压紧条15,压紧气缸14通过立柱6固定连接在框架1上,带动压紧条15压紧钢格板工件。
本发明较佳实施例,参照图6~8,主刀架8,用于安装一组主刀片16,副刀架9,用于安装一组副刀片17,主刀片刃口和副刀片刃口之间有大于0°的剪切角度,用来减少剪切力,并使剪切更加顺畅。图中a表示刀片的剪切刃口,b表示两刀片剪切面,实施剪切时,b面应当贴平。参照图8,两刀片的a口之间形成的剪切角度应当大于0,以减少剪切力的要求。
本发明较佳实施例,参照图5,所述主刀片16和副刀片17均为单个刀片,组合成主刀片组10和副刀片组11安装在主刀架和副刀架上。
本发明较佳实施例,参照图5所示,所述液压剪切部还包括:
导向挡块18和主挡块19,所述导向挡块18和主挡块19安装于主刀架8上,用于保证在剪切过程中主刀架的运行轨迹的精度,以及主刀片剪切过程中的稳定性;
副挡块20,所述副挡块20安装在副刀架9上,用于保证剪切过程中副刀架上的副刀片组的稳定性。
采用本发明实施例所提供的钢格板剪切设备,和移动式圆盘冷锯机相比,采用剪切原理的钢格板剪切机既克服了上述的圆盘冷锯机的种种缺陷(缺陷说明详见背景技术部分),同时又具有以下的优越性:
(1)降低噪音:金属锯片切割120db(A)的噪音,远远高于我国2008年10月1日起实施《工业企业厂界环境噪声排放标准》,日间65db(A)夜间55db(A)的规定。而新发明液压剪切设备的工作噪音可以达到35db(A)。解决了钢格板生产企业的重大难题。
(2)节能:用液压油缸推动移动刀具使钢格板剪断,动力为液压柱塞泵,2.2kw电机,工作时间仅为(15~20)s/次,电能消耗为15度/天,相当于圆盘冷锯机能耗的3.75%。与圆盘冷锯机相比,每台节能385度/天;13.86万度/年;按目前通常的一台自动压焊机配备3台圆盘冷锯机来计算,全年实际节能42.66万度/年;
(3)无损:由于是利用剪切原理,不产生任何废料,真正做到无损剪切,且切口光净,平直度高;一般钢格板自动压焊机焊接速度(15~25)根/min(横杆数量),步长(38~160)mm,按一台自动压焊机2.5m/min产量计算:一年一台压焊机的生产钢格板4.3万米,每一米节省钢材15mm,每年节省钢格板6450米,相当于增加15%产量;
(4)高效:扣除上料、定位和压料的时间,实际剪断只需(10~15)s/次,一台钢格板剪床完全可以满足自动压焊机产量需求;
(5)无需后续加工:经剪切的钢格板切口平整光滑,不会产生如何毛刺,一次成型无需后加工;
(6)操作简单:整个设备可实现自动化,自动化程度高,操作人员只需按几个按钮就能完成全套动作,劳动强度小,操作安全可靠;
(7)无污染:工作优越,洁净,对环境友好;
(8)产品精度高:所有动作都可采用液压和气动控制,自动化程度高,自动检测自动控制,工作可靠,产品精度高。用移动式圆盘冷锯机切割的钢格板切口粗糙、毛刺多、变形大、尺寸误差大,;而运用钢格板横向剪切机剪切的钢格板具有切口整齐、平直度高。
综上,高效节能钢格板剪床的研发成功,可以从根本上改变目前钢格板行业的加工格局。预计在形成产业化生产后,可全部替代目前使用的圆盘冷机,使整个行业的加工水平提上一个台阶;同时,可以提高产品的质量。将原来低效率、高能耗的设备替代为高效节能的产品,为整个行业的加工企业节省大量的能源,而且,能彻底改善加工车间的恶劣环境,让加工工人有个安静洁净的工作环境,对实现文明生产、优化环境有良好意义
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式作出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钢格板剪切设备,包括框架和安装于框架上的剪切机构,其特征在于:所述剪切机构包括压紧装置、顶升装置、导向装置、立柱、剪切工作部、主刀架、副刀架、安装于主刀架上的主刀片组、安装于副刀架上的副刀片组、安装于剪切工作部上的剪切主油缸和剪切副油缸,其中压紧装置通过立柱固定安装于所述框架上,顶升装置安装在所述框架上通过立柱使导向装置在立柱上下移动,所述剪切工作部安装在导向装置上,所述主刀架、副刀架、剪切主油缸、剪切副油缸均安装在所述剪切工作部,所述主刀架上的主刀片组由剪切主油缸带动主刀架顺着拉杆的方向贴合副刀架上的副刀片组移动,主刀片刃口和副刀片刃口相抵接产生剪切力剪断工件,待剪切工作结束后,由剪切副油缸带动主刀架复位到初始位置。
2.根据权利要求1所述的一种钢格板剪切设备,其特征在于:所述顶升装置包括安装在其上的顶升气缸,所述顶升气缸运动使导向装置在立柱上上下运动,使剪切工作部剪切结束后下降,钢格板工件进入工位,剪切工作部再上升进入剪切工作位置,完成一个工作循环。
3.根据权利要求1所述的一种钢格板剪切设备,其特征在于:所述立柱优选设置为4个,两两一组对称地设置在框架的两侧,用于固定压紧装置和安装导向装置。
4.根据权利要求1所述的一种钢格板剪切设备,其特征在于:所述导向装置包括安装在立柱上的导向连接板和拉杆,主刀架和副刀架、剪切主油缸、剪切副油缸安装于导向连接板上。
5.根据权利要求1所述的一种钢格板剪切设备,其特征在于:所述压紧装置上固定有压紧工件的压紧气缸和压紧条,压紧气缸通过立柱固定连接在框架上,带动压紧条压紧剪切过程中的钢格板工件。
6.根据权利要求1所述的一种钢格板剪切设备,其特征在于:主刀架,用于安装一组主刀片,副刀架,用于安装一组副刀片。主刀片刃口和副刀片刃口之间有大于0°的剪切角度,用来减少剪切力,并使剪切更加顺畅。
7.根据权利要求6所述的一种钢格板剪切设备,其特征在于:所述主刀片和副刀片均为单个刀片,组合成主刀片组和副刀片组安装在主刀架和副刀架上。
8.根据权利要求1所述的一种钢格板剪切设备,其特征在于:所述液压剪切部还包括:
导向挡块和主挡块,所述导向挡块和主挡块安装于主刀架上,用于保证在剪切过程中主刀架的运行轨迹的精度,以及主刀片剪切过程中的稳定性;
副挡块,所述副挡块安装在副刀架上,用于保证剪切过程中副刀架上的副刀片组的稳定性。
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