一种滚轮式机械剪板机支撑机构的加工方法与流程

本发明涉及剪板机加工技术领域，更具体地说，涉及一种滚轮式机械剪板机支撑机构的加工方法。

背景技术：

剪板机按照动力类型分为液压剪板机和机械剪板机，液压剪板机主要靠两个液压缸带动上刀架运动，从而实现板材的剪切，其具有稳定的性能，但加工效率低；机械剪板机采用电机驱动，刀架沿滑轨上下运动，机械式剪板机动力足，效率高，但刀架磨损较大，噪音大。为了优化机械式剪板机性能，可以采用三点支撑代替滑轨来满足刀架运动要求，即在刀架的两侧设置滚轮，形成滚轮式支撑，但由于机械式剪板机上的主连板主要起到辅助连接作用，对于重型剪板机，难以满足高强度的支撑要求。

此外，在剪板机的生产过程中，可采用焊接或者是机械组装的方法把各部分焊接到一起形成机架，但由于剪板机的两侧墙板之间的距离较长，在焊接加工时会产生较大的热应力导致压料板变形，进而会影响上刀架及下刀座的安装精度，影响加工质量，在剪板机工作时甚至会导致机架开裂损坏，严重影响剪板机的使用寿命。

关于降低剪板机刀架磨损的技术中，现有的液压剪板机方案多是采用三点支撑代替滑轨，如中国专利申请号：201220028234.3，申请日：2012年1月28日，该申请案公开了一种闸式剪板机的三点支撑装置，其包括后下支承，后上支承和前支承；后下支承设置在后挡板上，后上支承和前支承设置于剪板机机架上，刀架设置有导轨面，刀架上端连接油缸，刀架的两侧均被机架上的后上支承和前支承夹持，其中后下支承，后上支承支承在刀架后部，前支承支承在刀架前部。

对于液压剪板机，由于其是由油缸驱动，刀架上、下运动，压料机构可以直接固定在压料板下方，而且压料板强度较大，能够满足安装滚轮的强度需求。但对于机械式剪板机，其压料机构与刀架固定在一起，通过刀架驱动压料机构运动，难以直接在主连板外侧设置横向的压料板，缺少固定支撑点；另一方面，两侧墙板的强度不足，难以在机械式剪板机上运用滚轮式的三点支撑结构。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中滚轮支撑方式难以与机械剪板机有效结合以提高综合性能的不足，提供了一种滚轮式机械剪板机支撑机构的加工方法，该方法通过对机架结构及加工工艺的改进，既满足了滚轮的固定需求，又提供了足够的结构强度，而且加工精度高，有助于有利于剪板机的产品加工质量和使用寿命的提高。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种滚轮式机械剪板机支撑机构的加工方法，所加工机械式剪板机包括主连板、托架和位于机架两侧的墙板，墙板上设置有下滚轮轴孔和上滚轮轴孔，所述下滚轮轴孔和上滚轮轴孔位于同一竖直线上；所述主连板的两端有突出段，在突出段上设置有横向滚轮轴孔，其加工过程为：

步骤1、在加工后的墙板和加强板的贴合面开设坡口，然后把加强板点焊定位到墙板上，然后进行焊接；

步骤2、把焊接有加强板的两个墙板固定在一起，用机床加工主轴孔和动力轴孔到要求尺寸；然后在墙板上加工下滚轮轴孔和上滚轮轴孔，孔径预留余量1～3mm；同时在主连板上加工横向滚轮轴孔，预留余量1～3mm；

步骤3、把工作台面板、主支板、辅助支板焊接在一起形成托架，然后加工工作台面板的工作面，预留0.5～2mm余量；

步骤4、固定墙板中的第一墙板，把驱动刀架的主轴和驱动轴分别安装到第一墙板上对应的主轴孔和动力轴孔，然后在主轴和动力轴的另一端安装第二墙板，固定后的两个墙板相平行，并与主轴垂直；

步骤5、把后顶杆安装在墙板后侧上端，并用螺栓固定，形成机架框架；

步骤6、把步骤3中焊接的托架吊装到墙板前侧的承载台上，并调整托架位置，在工作台面板与机架框架两侧的墙板外表面交接处点焊定位，然后焊接固定；

步骤7、把机架运送至整机加工中心，加工工作台面板上表面，使工作台面板上的下刀安装面与主轴之间距离满足要求尺寸；

步骤8、以下刀安装面为基准，加工两侧墙板上的坡口焊接面到要求尺寸，并通过螺栓连接安装主连板；

步骤9、以下刀安装面为基准，加工下滚轮轴孔、上滚轮轴孔和横向滚轮轴孔到要求尺寸。

作为本发明更进一步的改进，所述墙板和加强板之间连接有螺钉，先用螺钉把墙板和加强板固定，再进行焊接加工。

作为本发明更进一步的改进，步骤1中开设的坡口角度为43～50°。

作为本发明更进一步的改进，步骤3中先在工作台面板上焊接刀座调节座，再把工作台面板、主支板、辅助支板焊接形成三角结构。

作为本发明更进一步的改进，所述辅助支板上开设有构造孔，并在主支板和辅助支板上开设有避免干涉的工艺孔。

作为本发明更进一步的改进，在工作台面板上焊接刀座调节座时，先采用间断式焊接方法进行焊接，再进行整体焊接。

作为本发明更进一步的改进，间断焊接时的焊接段长度为150～220mm，间隔为280～400mm。

作为本发明更进一步的改进，步骤6中点焊后焊接托架过程中，依次在辅助支板与第一墙板、第二墙板交接处的中部焊接一段20～40mm长的焊缝，然后依次由下至上完成主支板与第一墙板、第二墙板交接处的焊接；再对辅助支板与第一墙板、第二墙板交接处进行焊接，最后对工作台面板与第一墙板、第二墙板的交接处进行焊接。

作为本发明更进一步的改进，步骤8中所加工的坡口焊接面位于同一平面，在该平面上开设3～5个螺纹孔，该螺纹孔与主连板上的安装螺栓孔相对应。

作为本发明更进一步的改进，步骤9中的机加工过程为：先加工第一墙板上的下滚轮轴孔和上滚轮轴孔，再加工靠近第一墙板一侧的横向滚轮轴孔；然后按照同样的加工顺序对机架的另一侧进行加工。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种滚轮式机械剪板机支撑机构的加工方法，在墙板一侧固定加强板，增加了墙板的厚度和强度，使其既能够满足主连板的安装需求，又可满足支撑滚轮的强度要求，把液压剪板机的三点支撑结构有效的应用到机械式剪板机，而且加工精度高，有助于有利于剪板机的产品加工质量和使用寿命的提高；

(2)本发明的一种滚轮式机械剪板机支撑机构的加工方法，通过对机架焊接工艺的合理安排，降低了焊接时的热变形，此外，在焊接后利用整体加工方式对机架进行加工，从而可进一步减少焊接变形对机架尺寸精度的影响，提高了加工精度，有利于剪板机的产品加工质量和使用寿命的提高；

(3)本发明的一种滚轮式机械剪板机支撑机构的加工方法，由于主连板上具有突出段，如果局部热变形较大，会影响横向滚轮轴孔的尺寸精度，本发明通过增加墙板厚度，采用螺栓连接的方式固定主连板，该方式既能避免热变形对尺寸精度的影响，又能够保证足够的强度，有效防止突出段的变形，保证横向滚轮的安装精度，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为本发明的加工流程示意图；

图2为本发明所加工剪板机的主视结构示意图；

图3为本发明所加工剪板机的侧视结构示意图；

图4为本发明中间断式焊接的焊接段分布示意图。

示意图中的标号说明：11、第一墙板；12、第二墙板；13、主轴孔；14、动力轴孔；15、下滚轮轴孔；16、上滚轮轴孔；17、加强板；18、安装螺栓孔；19、后顶杆；21、主连板；22、横向滚轮轴孔；31、工作台面板；32、主支板；33、辅助支板；34、刀座调节座；35、构造孔。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图2和图3，本实施例所要加工的滚轮式机械剪板机支撑机构，包括平行设置的两个墙板，还包括主连板21和托架，托架焊接连接在墙板前侧的承载台上，主连板21螺栓连接在墙板的前侧上段，即朝向工作台面板的一侧的上段，在墙板上设置有主轴孔13和动力轴孔14，两轴孔用于安装主轴和连接电机的驱动轴。墙板上还设置有下滚轮轴孔15和上滚轮轴孔16，下滚轮轴孔15和上滚轮轴孔16位于同一竖直线上，用于安装滚轮；主连板21的两端设有突出段，突出段向主连板21的下侧延伸，在突出段上设置有横向滚轮轴孔22，用于安装横向滚轮。刀架上的主要剪切段位于两个突出段之间，保证刀架其能够上下运动。横向滚轮轴孔的位置在竖直方向上对应在下滚轮轴孔15和上滚轮轴孔16之间。结合图1，所安装的下滚轮轴孔15和上滚轮轴孔16中的滚轮位于刀架的左侧，横向滚轮位于刀架的右侧，通过滚轮限制刀架仅能在竖直方向运动，从而可代替传统的刀架滑轨。

传统的机械式剪板机靠偏心轮驱动刀架上下运动，如果靠三个滚轮支撑，其横向滚轮容易与刀架发生干涉，而本实施例中通过对主连板的结构改进，使其既能够安装横向支撑滚轮，又不会影响刀架的剪切运动，结构设计合理，降低了刀架运动时的磨损，提高了加工效率，延长了设备的使用寿命。

值得说明的是，本方案中在墙板上焊接有加强板，通过加强板增加墙板厚度，实现在墙板上设置螺纹孔以安装墙板，而且结构强度也大大提高。具体地，结合图1，其加工过程为：

步骤1、在加工后的墙板和加强板17贴合面开设坡口，然后把加强板17点焊定位到墙板上，然后进行焊接。

首先按照设计形状加工出墙板和加强板，在墙板上开设螺纹孔，用螺钉把墙板和加强板17固定，然后点焊，并进行焊接加工。焊接时，开设的坡口角度为45°，坡口深度为13mm，坡口深度具体可根据实际使用的板材进行选定，没有特别限制。

步骤2、把焊接有加强板17的两个墙板固定在一起，用机床加工主轴孔13和动力轴孔14到要求尺寸；然后在墙板上加工下滚轮轴孔15和上滚轮轴孔16，孔径预留余量1.8mm；同时在主连板21上加工横向滚轮轴孔22，预留余量2mm。

步骤3、把工作台面板31、主支板32、辅助支板33焊接在一起形成托架，然后加工工作台面板31的工作面，预留0.5～2mm余量。

所使用主支板上焊接有刀座调节座34，用于调节固定下刀体，主支板32和辅助支板33均倾斜设置，主支板32与工作台面板31底面夹角为60～75°，可选为68°；辅助支板33下端连接在主支板32中部附近，其距离主支板中部差值为0～15cm，工作台面板31、主支板32、辅助支板33形成三角结构。

辅助支板33上开设有构造孔35，可加强结构强度，并在主支板32和辅助支板33的两端开设有工艺孔，避免与偏心轮的运动干涉。

步骤4、固定墙板中的第一墙板11，把驱动刀架的主轴和驱动轴分别安装到第一墙板11上对应的主轴孔13和动力轴孔14，然后在主轴和动力轴的另一端安装第二墙板12，固定后的两个墙板相平行，并与主轴垂直。

步骤5、把后顶杆19安装在墙板后侧上端，并用螺栓固定，形成机架框架。

所安装的主轴和驱动轴均位于右下侧，如果直接在承载台上焊接托架，机架的左上侧没有连接，将会使墙板弯曲变形，而所设置的后顶杆19可起到连接作用，使施加到机架上的力相对平衡，减少焊接形变量。

步骤6、把步骤3中焊接的托架吊装到墙板前侧的承载台上，并调整托架位置，在工作台面板31与机架框架两侧的墙板外表面交接处点焊定位，然后焊接固定；

焊接过程中，依次在辅助支板33与第一墙板11、第二墙板12的外侧交接处的中部焊接一段28mm长的焊缝，然后依次由下至上完成主支板32与第一墙板11、第二墙板12交接处的焊接；再对辅助支板33与第一墙板11、第二墙板12交接处进行焊接，最后对工作台面板与第一墙板11、第二墙板12进行焊接。

由于先在辅助支板进行段式焊接定位，在焊接主支板时，可避免主支板错位；此外，主支板与墙板焊接后，工作台面板会存在一定程度的微小变形，此时还可通过控制辅助支板与墙板外侧拼接处的焊脚铺口面积来抵消形变，减少热变形，获得较好的焊接质量。

步骤7、把机架运送至整机加工中心，加工工作台面板31上表面，使工作台面板上的下刀安装面与主轴之间距离满足要求尺寸。

如果下刀安装面与主轴之间距离不符合要求，上刀体的运动行程不足，则无法完成剪切；若行程过量，会降低加工效率，对刀具磨损较大，因此，必须要保证两者的间距。本实施例采用先安装后加工的顺序，可满足该要求。

步骤8、以下刀安装面为基准，加工两侧墙板上的坡口焊接面到要求尺寸，加工面位于同一平面上，通过螺栓连接安装主连板21。该平面上开设3～5个螺纹孔，该螺纹孔与主连板21上的安装螺栓孔18相对应，用于固定主连板21。

所述的坡口焊接面为墙板前侧与主连板贴合的一面，由于要在主连板上安装横向滚轮，其精度影响到刀架的运动准确度。如果横向滚轮安装精度低，可能会造成机架晃动，所剪切板材断面不齐平，甚至会造成崩刃。而本实施例中以下刀安装面为基准，加工坡口焊接面以后才进行主连板21的安装，消除了焊接形变对安装精度的影响。

步骤9、以下刀安装面为基准，加工下滚轮轴孔15、上滚轮轴孔16和横向滚轮轴孔22到要求尺寸。具体加工步骤为：

S1、加工第一墙板11的下滚轮轴孔15和上滚轮轴孔16的外侧面，使其外侧面为竖直面；

S2、加工第一墙板11的下滚轮轴孔15和上滚轮轴孔16至要求的高度和内径尺寸，使滚轮轴孔的轴线与其外侧面垂直；

S3、加工靠近第一墙板11一侧的横向滚轮轴孔22，使其外侧面垂直于基准面；

S4、加工横向滚轮轴孔22至要求的高度和内径尺寸，横向滚轮轴孔22的轴线与其外侧面垂直；

S5、按照S1～S4的步骤对机架的另一端进行加工。

采用焊接后的整机加工方式进行机架加工，可进一步消除微量形变对加工精度的影响，上滚轮轴孔、下滚轮轴孔和横向滚轮轴孔可保证上刀架的安装精度，另一方面能够保证上刀架在竖直方向运动。此外，由于精度的提高，剪板机工作时存在的形变减少，有助于提高剪板机的使用寿命。

实施例2

本实施例的一种滚轮式机械剪板机支撑机构的加工方法，其基本加工过程与实施例1相同，其不同之处在于：在工作台面板31上焊接刀座调节座34时，先采用间断式焊接方法进行焊接，再进行整体焊接。

如图4所示，即分多个焊接段进行焊接，而不是一次性完成整条焊缝的焊接。具体地，间断焊接时的焊接段长度为150～220mm，间隔为280～400mm，根据剪板机长度的不同，可以根据实际情况进行选择，本实施例中焊接段长度为200mm，间隔为320mm。

间断式焊接会引起一定的局部形变，但由于焊接时间短，所积聚热量少，不会影响整体形状。在间断式焊接之后，刀座调节座34与工作台面板之间位置被确定为，再采用整体焊接方式把焊缝补全，从而降低直接焊接时的热变形对整体结构形状的影响。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。