CN111215689B - 一种倍尺飞剪机构的棒材剪切方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种倍尺飞剪机构，包括机架及上下对称设置的平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2；所述平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2分别由杆件A1B1、杆件B1C1、杆件C1D1及杆件A1D1和杆件A2B2、杆件B2C2、杆件C2D2及杆件A2D2活动连接而成，其杆件A1B1和杆件A2B2固定在机架上，其它杆件均可以在平面内运动，其C1端和C2端均安装有刀具，且C1端和C2端安装的刀具的剪切方向分别与杆件B1C1和杆件B2C2平行。本发明还公开了该倍尺飞剪机构的剪切方法。本发明主要解决现有倍尺飞剪无法做到棒材的切断面与棒材轴线垂直或近似垂直而导致后续切头切尾的工序中产生的废料增多的缺陷与不足，其结构设计新颖、合理、简单，应用效果好，实用性强。

Description

一种倍尺飞剪机构的棒材剪切方法
技术领域
本发明涉及机械领域，更具体地说，涉及一种倍尺飞剪机构及其棒材剪切方法。
背景技术
倍尺飞剪主要用于棒材轧钢生产线，对棒材工作进行剪切，是飞剪中速度、精度要求最高的设备。在棒材连扎线成品机架出口后，工件进入冷床之前，需要根据冷床的长度及工件滑行制动的控制性能，把连轧线出口长度为数百米至上千米的工件按给定长度，此长度应是供货长度的整数倍，故称为倍尺飞剪。现有的倍尺飞剪，因受其结构及其它因素限制，很难做到切断面与棒材的中心轴线垂直或近似垂直，导致在后续的切头切尾工序中因切除的废料增多而降低材料的利用率。因此，亟需一种的倍尺飞剪机构及剪切方法，使得倍尺飞剪后的棒材在后续切头切尾的工序中产生的废料最少。
发明内容
针对背景技术中存在的现有倍尺飞剪无法做到棒材的切断面与棒材轴线垂直或近似垂直而导致后续切头切尾的工序中产生的废料增多的缺陷与不足，本发明提供了一种倍尺飞剪机构及其棒材剪切方法，有效的解决该技术问题。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
本发明一种倍尺飞剪机构，包括机架，其创新点是，它还包括上下对称设置的平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2；所述平行四边形机构A1B1C1D1由杆件A1B1、杆件B1C1、杆件C1D1和杆件A1D1活动连接而成，其杆件A1B1固定在机架上，其它杆件均可以在平面内运动，其C1端安装有刀具，且该刀具的剪切方向与杆件B1C1平行；所述A2B2C2D2由杆件A2B2、杆件B2C2、杆件C2D2和杆件A2D2活动连接而成，其杆件A2B2固定在机架上，其它杆件均可以在平面内运动，其C2端安装有刀具，且该刀具的剪切方向与杆件B2C2平行。
本发明解决技术问题的另一技术方案：
上述技术方案所述的一种倍尺飞剪机构的棒材剪切方法，应用于棒材高速生产线，其特点是，假设棒材向右匀速水平运动，控制杆件A1B1和杆件A2B2分别沿逆、顺时针同步转动，同时确保当杆件A1B1和杆件A2B2分别沿逆、顺时针同步转动时，C1端和C2端安装的刀具的剪切方向恒定不变，即C1端和C2端安装的刀具的刀尖与水平方向的夹角始终均为θ，控制当杆件C1D1和杆件C2D2处于竖直位置时，C1端和C2端安装的刀具的刀尖均分别同时处于棒材的中心位置，即C1端和C2端安装的刀具的刀尖分别处于运动轨迹的最低和最高位置。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2根据棒材的上钢速度、棒材的规格以及棒材被切断时间来确定；设所述棒材的直径为d，其牵引速度为Ve，其需切断时间为t，根据速度合成理论的速度分量划分，棒材的上钢速度为牵连速度Ve，设C1端和C2端安装的刀具的刀尖的切削速度均为绝对速度Va，棒材上与C1端和C2端安装的刀具的刀尖重合的点的速度为相对速度Vr，要保证棒材的切断断面垂直或近似垂直于棒材的轴线，应使相对速度Vr垂直于棒材的轴线，而牵连速度Ve水平向右，则C1端和C2端安装的刀具的刀尖的绝对速度应均与水平方向成夹角θ，其中棒材上钢速度Ve已知，棒材直径d已知，切断时间t已知，则
Figure GDA0002789289540000021
Figure GDA0002789289540000022
即平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2的杆件A1D1和杆件A2D2与水平夹角均为θ时，可以保证所述倍尺飞剪剪切的断面与棒材中心轴线垂直或近似垂直。
相对于现有技术，本发明提供的一种倍尺飞剪机构及其棒材剪切方法，其上下对称设置的平行四边形机构的倍尺飞剪机构设计新颖、合理且简洁，其配合使用的棒材剪切方法简单及操作，能够根据棒材的上钢速度、规格及切断时间等合理布置本发明倍尺飞剪机构，使得剪切过程中刀具的剪切方向恒定，且使得棒材被剪切后的断面与棒材的中心轴线垂直或近似垂直，进而确保这些棒材在后序的切头切尾工序中切除的废料最少，进而大大的提高材料的利用率。
附图说明
图1是本发明所述倍尺飞剪机构的结构示意图；
图2是本发明所述倍尺飞剪机构剪切棒材时的结构示意图；
图3是本发明所述倍尺飞剪机构中C1端安装的刀具的速度分量示意图；
图4是本发明所述倍尺飞剪机构中C2端安装的刀具的速度分量示意图；
图中：1.刀具；2.棒材。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
实施例1：
如图1和图2所示，本发明一种倍尺飞剪机构，用于棒材的倍尺剪切，包括机架(附图未视出)，该机架为常规机架，用于设置所述的倍尺飞剪机构，其特点是，它还包括上下关于待剪切的棒材2中心轴线对称设置的平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2；所述平行四边形机构A1B1C1D1由杆件A1B1、杆件B1C1、杆件C1D1和杆件A1D1活动连接而成，其杆件A1B1固定在机架上，其它杆件均可以在平面内运动，其C1端安装有刀具1，且该刀具1的剪切方向与杆件B1C1平行；所述A2B2C2D2由杆件A2B2、杆件B2C2、杆件C2D2和杆件A2D2活动连接而成，其杆件A2B2固定在机架上，其它杆件均可以在平面内运动，其C2端安装有刀具1，且该刀具1的剪切方向与杆件B2C2平行。本实施例中，所述的平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2与现有的倍尺飞剪结构不同，杆件A1B1和杆件A2B2上均连接设置有驱动机构(附图未视出)，可分别驱动杆件A1B1和杆件A2B2作逆或顺时针同步转动，进而带动C1端和C2端安装的刀具1作剪切运动。
实施例2：
如图1至图4所示，上述实施例1所述的一种倍尺飞剪机构的棒材剪切方法，应用于棒材高速生产线，其特点是，假设棒材2向右匀速水平运动，控制杆件A1B1和杆件A2B2分别沿逆、顺时针同步转动，本实施例中，C1端和C2端安装的刀具1的剪切方向始终分别与杆件B1C1和杆件B2C2平行，这就确保了当杆件A1B1和杆件A2B2分别沿逆、顺时针同步转动时，C1端和C2端安装的刀具1的剪切方向在整个剪切过程中恒定不变，即C1端和C2端安装的刀具1的刀尖与水平方向的夹角始终均为θ，控制当杆件C1D1和杆件C2D2处于竖直位置时，C1端和C2端安装的刀具1的刀尖均分别同时处于棒材2的中心位置，即C1端和C2端安装的刀具1的刀尖分别处于运动轨迹的最低和最高位置。
本实施例中，所述的平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2根据棒材2的上钢速度、棒材2的规格以及棒材2被切断时间来确定；设所述棒材2的直径为d，其牵引速度为Ve，其需切断时间为t，如图3和图4所示，根据速度合成理论的速度分量划分，棒材2的上钢速度为牵连速度Ve，设C1端和C2端安装的刀具1的刀尖的切削速度均为绝对速度Va，棒材2上与C1端和C2端安装的刀具1的刀尖重合的点的速度为相对速度Vr，要保证棒材2的切断断面垂直或近似垂直于棒材2的轴线，应使相对速度Vr垂直于棒材2的轴线，而牵连速度Ve水平向右，则C1端和C2端安装的刀具1的刀尖的绝对速度应均与水平方向成夹角θ，其中棒材上钢速度Ve已知，棒材直径d已知，切断时间t已知，则
Figure GDA0002789289540000041
Figure GDA0002789289540000042
即平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2的杆件A1D1和杆件A2D2与水平夹角均为θ时，可以保证所述倍尺飞剪剪切的断面与棒材2中心轴线垂直或近似垂直。

Claims (1)

1.一种倍尺飞剪机构的棒材剪切方法，所述倍尺飞剪机构包括机架以及上下对称设置的平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2；所述平行四边形机构A1B1C1D1由杆件A1B1、杆件B1C1、杆件C1D1和杆件A1D1活动连接而成，其杆件A1B1固定在机架上，其它杆件均可以在平面内运动，其C1端安装有刀具(1)，且该刀具(1)的剪切方向与杆件B1C1平行；所述A2B2C2D2由杆件A2B2、杆件B2C2、杆件C2D2和杆件A2D2活动连接而成，其杆件A2B2固定在机架上，其它杆件均可以在平面内运动，其C2端安装有刀具(1)，且该刀具(1)的剪切方向与杆件B2C2平行；
假设棒材(2)向右匀速水平运动，控制杆件A1B1和杆件A2B2分别沿逆、顺时针同步转动，同时确保当杆件A1B1和杆件A2B2分别沿逆、顺时针同步转动时，C1端和C2端安装的刀具(1)的剪切方向恒定不变，即C1端和C2端安装的刀具(1)的刀尖与水平方向的夹角始终均为θ，控制当杆件C1D1和杆件C2D2处于竖直位置时，C1端和C2端安装的刀具(1)的刀尖均分别同时处于棒材(2)的中心位置，即C1端和C2端安装的刀具(1)的刀尖分别处于运动轨迹的最低和最高位置；
其特征是，所述的平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2根据棒材(2)的上钢速度、棒材(2)的规格以及棒材(2)被切断时间来确定；设所述棒材(2)的直径为d，其牵引速度为Ve，其需切断时间为t，根据速度合成理论的速度分量划分，棒材(2)的上钢速度为牵连速度Ve，设C1端和C2端安装的刀具(1)的刀尖的切削速度均为绝对速度Va，棒材(2)上与C1端和C2端安装的刀具(1)的刀尖重合的点的速度为相对速度Vr，要保证棒材(2)的切断断面垂直或近似垂直于棒材(2)的轴线，应使相对速度Vr垂直于棒材(2)的轴线，而牵连速度Ve水平向右，则C1端和C2端安装的刀具(1)的刀尖的绝对速度应均与水平方向成夹角θ，其中棒材上钢速度Ve已知，棒材直径d已知，切断时间t已知，则
Figure FDA0002789289530000021
Figure FDA0002789289530000022
即平行四边形机构A1B1C1D1和A2B2C2D2的杆件A1D1和杆件A2D2与水平夹角均为θ时，可以保证所述倍尺飞剪剪切的断面与棒材(2)中心轴线垂直或近似垂直。
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