一种单液压缸驱动滚切式板材剪切的制造方法
【专利摘要】一种单液压缸驱动滚切式板材剪切机，属于金属板剪切机械领域，包括机架、剪切机构、连杆机构和卧式布置的液压缸，特征是卧式布置的液压缸通过销轴铰接安装在液压缸机架上，液压缸的活塞杆顶端通过销轴分别与液压缸机架侧的上横梁连杆、上刀台连杆和中间的同步连杆的一端相铰接，同步连杆的另一端通过销轴分别与导向杆机架侧上横梁连杆、上刀台连杆相铰接，上横梁连杆、另一端分别通过销轴分别与上横梁相铰接，上刀台连杆的另一端分别通过销轴与上刀台相铰接，导向杆的一端与上刀台相铰接，其另外一端与导向杆机架相铰接。优点为：①可以实现滚动剪切，剪切机结构简单，液压系统及控制系统配置要求不高，维护方便；②连杆之间起到明显的增力效果，符合节能减排要求；③液压缸伸出阶段和收回阶段都可以进行滚动剪切，提高剪切机的使用效率。
【专利说明】
一种单液压缸驱动滚切式板材剪切机
【技术领域】
[0001]本发明属于金属板剪切机械设备领域，具体涉及一种单液压缸驱动连杆及弧形刀架的滚切式板材剪切机。
【背景技术】
[0002]目前国内外使用的滚切式板材剪切机可以分为机械式和液压式两种。机械式有双轴双偏心滚切式板材剪切机、单轴双偏心滚切式板材剪切机等结构形式，其结构一般都复杂、庞大，所有机械滚切式板材剪切机共同特征是根据弧形刀架滚动剪切轨迹的关键位置点来逆向求解优化连杆长度、曲柄半径和相位角，实现滚动剪切，而剪切传动机构为电机一减速机一曲轴一连杆一弧形刀架，存在传动系统结构复杂、加工装配精度要求高、设备造价高、使用维护成本高等问题，同时由于剪切钢板的宽度和厚度的增加，导致曲轴偏心半径大幅增加，会急剧增大剪切附加力矩和电机功率，并引起滚动剪切的精度的偏差，严重影响钢板剪切质量，导致普通钢板剪切深加工企业放弃采购该设备；液压式有卧式双液压缸驱动复合连杆机构的滚切式板材剪切机结构形式，是太原科技大学本发明人团队发明的，其专利号为“ZL 2006 I 0102208.X”，结构特征是采用两台卧式布置的液压缸驱动复合连杆机构实现上剪刃滚动剪切，该机构为国内外首创，具有结构简单，设备造价低等优势，应用该技术发明创造的液压滚切剪机已经推广应用多台，但使用过程中也存在一些问题，如两台卧式布置液压缸需要伺服控制，系统的硬件水平要求很高，因此对控制系统的先进性和稳定性要求较高，这样势必会增加了设备造价和后期调试生产的维护成本。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种单液压缸驱动复合连杆机构的滚切式板材剪切机，可以有效的克服现有技术存在的缺点，
本发明是这样实现的，其结构包括有机架、剪切机构、连杆机构和卧式布置的液压缸。其结构特征如图1所示，卧式布置的液压缸7通过铰接安装在液压缸机架8上，液压缸7的活塞杆顶端通过销轴分别与液压缸机架8侧的上横梁连杆2、上刀台连杆6和中间的同步连杆3的一端相铰接，同步连杆3的另一端通过销轴分别与导向杆机架9侧上横梁连杆
4、上刀台连杆5相铰接，上横梁连杆2、4另一端分别通过销轴分别与上横梁I相铰接，上刀台连杆5、6的另一端分别通过销轴与上刀台11相铰接；上横梁连杆2与垂直线夹角为於，上刀台连杆6与垂直线夹角为爲，上横梁连杆4与垂直线夹角力α上刀台连杆5与垂直线夹角为?I ;导向杆10的一端与上刀台11相铰接，其另外一端与导向杆机架9相铰接，导向杆10与水平线夹角为-
为了能够实现单液压缸驱动复合连杆机构实现滚动剪切，上述结构设计中采取的创新特征如下:
(I)采用卧式布置的单液压缸驱动同步连杆，实现液压缸机架和导向杆机架两侧的上刀台连杆、上横梁连杆同时运动，进而带动上刀台实现滚动剪切，本发明成功解决了机械滚切式板材剪切机的设备成本较高以及液压滚切式板材剪切机液压系统、控制成本相对昂贵的问题
(2)采用液压缸机架和导向杆机架两侧的上横梁连杆、上刀台连杆错位布置形式，针对不同规格单液压缸驱动滚切式板材剪切机滚动剪切，其结构关键参数优化结果如下:
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备注:剪切机规格是以被剪切钢板的宽度尺寸(mm)命名。
[0004]本发明优点和积极效果
1.本发明采用一台卧式布置液压缸带动同步连杆运动，以此实现整体机架左右两侧上横梁连杆和上刀台连杆同时运动，并在导向杆的约束下做滚动剪切的结构形式。在剪切过程中液压缸只需要控制在极限位置内行走，不需要伺服控制，这样使整个剪切机结构简单、液压系统及控制系统配置要求不高、维护方便
2.本发明机构在整个剪切过程中，连杆机构之间起到明显的增力效果，具体的液压缸推力大小为剪切力的1/2，具有节能减排的效果
3.本发明机构在液压缸伸出阶段和收缩阶段都可以进行滚动剪切，这样大大的提高了剪切机的使用效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1为单液压缸驱动滚切式板材剪切机简图；
图2单液压缸驱动滚切式板材剪切机液压缸伸出切入阶段简图；
图3单液压缸驱动滚切式板材剪切机液压缸伸出滚切阶段简图；
图4单液压缸驱动滚切式板材剪切机液压缸伸出切出阶段简图；
图5单液压缸驱动滚切式板材剪切机液压缸伸出切离阶段简图；
图6单液压缸驱动滚切式板材剪切机液压缸收回切入阶段简图；
图7单液压缸驱动滚切式板材剪切机液压缸收回滚切阶段简图； 图8单液压缸驱动滚切式板材剪切机液压缸收回切出阶段简图；
图9单液压缸驱动滚切式板材剪切机液压缸收回切离阶段简图；
图中
I——上横梁2、4——上横梁连杆
3-同步连杆5、6-上刀台连杆
7——液压缸8——液压缸机架
9-导向杆机架10-导向杆
II—上刀台12—金属板材 13-下刀台。
[0006]
【具体实施方式】
如图1-9所示，卧式布置的液压缸7通过销轴铰接安装在液压缸机架8上，液压缸7的活塞杆顶端通过销轴分别与液压缸机架8侧的上横梁连杆2、上刀台连杆6和中间的同步连杆3的一端相铰接，同步连杆3的另一端通过销轴分别与导向杆机架9侧上横梁连杆4、上刀台连杆5相铰接，上横梁连杆2、4另一端分别通过销轴分别与上横梁I相铰接，上刀台连杆5、6的另一端分别通过销轴与上刀台11相铰接；上横梁连杆2与垂直线夹角为於，上刀台连杆6与垂直线夹角为A , /?=/? = 20_，上横梁连杆4与垂直线夹角为Λ，上刀台连杆
5与垂直线夹角为Ai , O- = O1 =33';导向杆10的一端与上刀台11相铰接，其另外一端与导向杆机架9相铰接，导向杆10与水平线夹角为# = 5'。在剪切开始时，卧式布置的液压缸7
活塞杆与液压缸底部距离为L，随着液压缸7活塞杆伸出，驱动上横梁连杆2、上刀台连杆6及同步连杆3运动，并通过同步连杆3把动力传递给上横梁连杆4、上刀台连杆5，实现上横梁2、4和上刀台连杆5、6同步运动，带动上刀台11做滚动剪切，实现对固定在下刀台13的金属板材12的剪切，如图2所示液压缸7活塞杆与液压缸底部距离为LI时，此时为剪刃开始切入金属板材阶段，如图3所示液压缸7活塞杆与液压缸底部距离为L2，此时为剪刃处于水平滚切金属板材阶段，如图4所示液压缸7活塞杆与液压缸底部距离为L3，此时为剪刃处于切出金属板材阶段，如图5所示液压缸7活塞杆与液压缸底部距离为L4，此时为剪刃处于切离金属板材阶段；同时液压缸7活塞杆收缩也可以滚动剪切金属板材12，其过程如下:如图6所示液压缸7活塞杆与液压缸底部距离为L3，此时为剪刃处于切入金属板材阶段，如图7所示液压缸7活塞杆与液压缸底部距离为L2，此时为剪刃处于水平滚切金属板材阶段，如图8所示液压缸7活塞杆与液压缸底部距离为LI，此时为剪刃处于切出金属板材阶段，如图9所示液压缸7活塞杆与液压缸底部距离为L，此时为剪刃恢复到初始状态。
【权利要求】
1.一种单液压缸驱动滚切式板材剪切机，它包括有机架、剪切机构、连杆机构和卧式布置的液压缸，其结构特征为卧式布置的液压缸(7)通过销轴铰接安装在液压缸机架(8)上，液压缸(7)的活塞杆顶端通过销轴分别与液压缸机架(8)侧的上横梁连杆(2)、上刀台连杆(6)和中间的同步连杆(3)的一端相铰接，同步连杆(3)的另一端通过销轴分别与导向杆机架(9)侧上横梁连杆(4)、上刀台连杆(5)相铰接，上横梁连杆(2)、(4)另一端分别通过销轴分别与上横梁(I)相铰接，上刀台连杆(5)、(6)的另一端分别通过销轴与上刀台(11)相铰接；上横梁连杆(2)与垂直线夹角为於，上刀台连杆(6)与垂直线夹角为爲，上横梁连杆(4)与垂直线夹角为α，上刀台连杆(5)与垂直线夹角为％ ;导向杆(10)的一端与上刀台(11)相铰接，其另外一端与导向杆机架(9)相铰接，导向杆(10)与水平线夹角为伊=5_，在剪切过程中，卧式布置的液压缸(7)驱动上横梁连杆(2)、上刀台连杆(6)及同步连杆(3)，并通过同步连杆(3)把动力传递给上横梁连杆(4)、上刀台连杆(5)，实现上横梁(2)、(4)和上刀台连杆(5)、(6)同步运动，带动上刀台(11)做滚动剪切，且液压缸(7)的活塞杆伸出和收缩都可以对金属板材(12)进行滚动剪切；采用液压缸机架(8)侧的上横梁连杆(2)、上刀台连杆(6)和导向杆机架(9)侧的上横梁连杆(4)、上刀台连杆(5)错位布置形式，针对不同规格单液压缸驱动滚切式板材剪切机滚动剪切，其结构关键参数优化结果如下:上卞mm maM I 籽 m&Mmmmmmm--uewmmm帆蘂侧側上刃 鑛谓_ 蒼口狐半觀之_U含上刀含JiJlit &違修规格 廬UK鼯离H達?唯辦味趣桐I?.?釐Λ
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【文档编号】B23D31/00GK104162714SQ201410316387
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】黄庆学, 楚志兵, 马立峰 申请人:太原科技大学