一种剪切机的制作方法

本发明属于线材加工设备技术领域，涉及一种剪切机。

背景技术：

随着线材在生产中的运用越来越广泛，处理加工线材的机械也越来越多了，线材剪切机主要用于生产和建筑领域钢板及线材的剪切。

如一种申请号为201220471092.8的发明专利，公开了一种线材剪切机，包括安装在一对导轨之间作直线移动的杠杆式剪切小车、用以驱动剪切小车往复移动的圆柱凸轮、以及由电机和减速机组成的用以驱动圆柱凸轮转动的动力源，所述电机为伺服电机，所述圆柱凸轮的心轴通过传动轴与减速机的输出轴轴连接。由于该对比文件采用伺服电机来驱动圆柱凸轮转动，电机无需保持长期转动，只是在剪切线材时，才启动电机转动，减少了能源的消耗。圆柱凸轮和减速机之间的连接采用轴连接，两者之间不存在虚位，可精确控制线材剪切的长度。

上述的剪切机无法保证剪切机构和送料机构协同动作，所以工人的劳动强度较大，工作效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种剪切机。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种剪切机，包括：

离合机构，其包括送料离合器以及剪切离合器，当所述送料离合器分离时所述剪切离合器接合；

送料机构，其包括送料电机以及摩擦轮组，所述送料电机与所述摩擦轮组之间通过所述送料离合器连接，待剪切的线材通过所述摩擦轮组移动；

传动机构，其包括传动电机以及多级齿轮组，所述多级齿轮组通过所述剪切离合器与所述传动电机连接；

剪切机构，其包括固定刀片、活动刀片、曲轴以及连杆，所述曲轴与所述多级齿轮组联动连接，所述连杆连接在所述曲轴上，所述活动刀片连接在所述曲轴上且由所述曲轴带动其上下运动，所述固定刀片以及所述活动刀片分别位于所述线材的上下两侧。

较佳的，所述剪切机还包括承料机构，所述承料机构包括行程挡板、活动承料槽、固定承料槽以及与所述活动承料槽以及所述固定承料槽连接的弹簧，所述行程挡板位于所述活动承料槽的前侧，所述活动承料槽铰接在所述固定承料槽的端部。

较佳的，所述固定承料槽与所述活动承料槽的铰接处、所述活动刀片以及所述行程挡板上均设置有信号发生器，各所述信号发生器均与所述送料离合器以及所述剪切离合器电连接。

较佳的，所述多级齿轮组包括小带轮、传动带、大带轮、第一传动轴、第一联轴齿轮、第二传动轴、第二联轴齿轮、曲轴齿轮以及第一传动齿轮，所述小带轮与所述剪切离合器联动连接，所述大带轮通过所述传动带与所述小带轮联动连接，所述第一联轴齿轮通过第一传动轴与所述大带轮联动连接，所述第一传动齿轮与所述第一联轴齿轮啮合，所述第二联轴齿轮通过所述第二传动轴与所述第一传动齿轮联动连接，所述曲轴齿轮与所述曲轴连接且与所述第二联轴齿轮啮合。

较佳的，所述摩擦轮组包括上动摩擦轮、下动摩擦轮、上固定摩擦轮以及下固定摩擦轮，所述上动摩擦轮以及所述下动摩擦轮分别抵触连接在所述线材的上下两侧，所述上动摩擦轮与所述下动摩擦轮啮合且所述下动摩擦轮与所述送料离合器联动连接，所述上固定摩擦轮与所述下固定摩擦轮分别抵触连接在所述线材的上下两侧。

较佳的，所述曲轴以及所述下动摩擦轮上均设置有制动装置，所述制动装置与所述信号发生器电连接。

较佳的，所述活动刀片的运动行程H为：H＝h+f+q₁+q₂+S；

其中，H为刀片行程，单位为mm；h为被剪线材最大断面高度，单位为mm；f为线材上表面与所述活动刀片的压板之间的距离，单位为mm；q₁为使所述活动刀片的端部不会和所述线材冲撞而使的所述活动刀片上的压板低于所述活动刀片端部的距离，单位为mm；q₂为使所述线材与所述固定刀片之间的距离，单位为mm；S为所述活动刀片与所述固定刀片的重合度，单位为mm。

较佳的，所述送料电机的牵引力F为：F＝1/πd4₂kσ_s+(μ₂W+1)₂P；

其中，P2是线材被拉直达到屈服点使用的牵引力,d2为线材直径；μ2为盘圆钢与盘料架之间的摩擦力因数；W为盘圆钢所受到的重力；σs为线材材料的屈服极限；k为张力系数。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、能够保证剪切机构和送料机构协同动作，降低工人的劳动强度，提高工作效率。

2、承料机构具有下列作用：1.对线材的支撑作用；2.对线材的运动方向进行限制，避免拉直的线材被划伤、变弯；3.完成剪切后，被剪掉的线材的落料。

3、通过信号发生器来控制离合机构，能够使整个剪切工作更加流畅，自动化程度更高，降低了人员的工作强度，并且提高了生产效率。

4、制动装置能够有效确保剪切时的效果，使整个剪切过程流畅、可控，有效提高动作的精度，防止惯性的干扰。

5、根据H＝h+f+q₁+q₂+S可以确定活动刀片行程的最佳值，从而提高剪切效率，优化被剪切线材切口质量，降低活动刀片的磨损。

6、通过F＝1/4πd 2kσ_s+(μ₂W+1)P₂可以确定送料电机的牵引力的最优值，从而提高线材的拉直效果与输送效果。

附图说明

图1为本发明的剪切机的俯视图；

图2为本发明的剪切机的结构示意图；

图3为本发明的剪切机构的结构示意图；

图4为本发明的摩擦轮组的结构示意图；

图5为本发明的多级齿轮组的结构示意图。

图中，110、送料离合器；120、剪切离合器；200、送料机构；210、送料电机；220、摩擦轮组；221、上动摩擦轮；222、下动摩擦轮；223、上固定摩擦轮；224、下固定摩擦轮；300、传动机构；310、传动电机；320、多级齿轮组；321、小带轮；322、传动带；323、大带轮；324、第一传动轴；325、第一联轴齿轮；326、第二传动轴；327、第二联轴齿轮；328、曲轴齿轮；329、第一传动齿轮；400、剪切机构；410、固定刀片；420、活动刀片；430、曲轴；440、连杆；500、承料机构；510、行程挡板；520、活动承料槽；530、固定承料槽；540、弹簧；600、线材。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种剪切机，用于剪切钢制的线材600，刚线材600裁剪成设定的长度，包括：离合机构、送料机构200、传动机构300以及剪切机构400，剪切机上还设置有机架，用于承载上述的机构，线材600最初是被盘卷在盘料架内，然后被送料机构200牵出，进入到剪切机构400上，由剪切机构400切成一段一段。

在本剪切机中，通过设置离合机构，能够实现自动送料剪切的效果，在离合机构的协调下，当送料机构200输送线材600到预定位置时，离合机构使送料结构停止，并且启动传动机构300，传动机构300为剪切机构400传递动力，剪下设定长度的线材600，并且在离合机构的协调下，使送料机构200继续送料，并使剪切机构400停止剪切。

其中，离合机构包括送料离合器110以及剪切离合器120，当所述送料离合器110分离时所述剪切离合器120接合；送料离合器110以及剪切离合器120的作用除了传递运动外，还兼具随时分离或接合工作机的工作，选择离合机构来协调送料机构200与传动机构300，能够起到工作稳定，接合平稳，分离迅速，操作和维修方便简洁以及结构简单的优点，并且送料离合器110以及剪切离合器120均为干式单片电磁离合器，干式单片电磁离合器具有尺寸小，重量轻，抗磨性和散热性能好，适用于频繁开机以及反应灵敏的优点。

干式单片电磁离合器的工作特性是在线圈通电时产生磁力，在电磁力的作用下，使衔铁的弹簧片产生变形，动盘与“衔铁”吸合在一起，离合器处于接合状态；线圈断电时，磁力消失，“衔铁”在弹簧片弹力的作用下弹回，离合器处于分离状态。

送料机构200是将钢制的线材600从盘线架上拉出的机构，其包括送料电机210以及摩擦轮组220，所述送料电机210与所述摩擦轮组220之间通过所述送料离合器110连接，待剪切的线材600通过所述摩擦轮组220移动；简单来说，就是送料电机210驱动摩擦轮组220转动，使摩擦轮组220带动线材600向前运动。

目前的线材600为直径14mm的Q235钢，未经调直的线材600会影响结构正常受力使砼开裂，故很多时候需要拉直后才能使用，线材600属性弹性固体，弹性固体受外力作用而变形，故而需要摩擦轮组220进行拉直运输。

传动机构300是剪切机构400的动力组件，为剪切机构400提供剪切力，其包括传动电机310以及多级齿轮组320，所述多级齿轮组320通过所述剪切离合器120与所述传动电机310连接；简单来说，就是在剪切离合器120接合时，多级齿轮组320与传动电机310联动连接，剪切机构400执行剪切运动，当剪切离合器120分离时，多级齿轮组320与传动电机310分离。

剪切机构400，其包括固定刀片410(图中未画出)、活动刀片420、曲轴430以及连杆440，所述曲轴430与所述多级齿轮组320联动连接，所述连杆440连接在所述曲轴430上，所述活动刀片420连接在所述曲轴430上且由所述曲轴430带动其上下运动，所述固定刀片410以及所述活动刀片420分别位于所述线材600的上下两侧。

剪切机构400通常是剪切机的核心和首要环节，此处的剪切机构400可以优选为平行刀片剪切机的结构，此类结构属于结构最简单的一种，其特点在于，位于下侧的固定刀片410固定不动，由位于上侧的活动刀片420的上下运动完成剪切，活动刀片420由曲柄连杆440机构带动，适用于小型线材600的剪切。

如图1、图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，所述剪切机还包括承料机构500，所述承料机构500包括行程挡板510、活动承料槽520、固定承料槽530以及弹簧540，所述行程挡板510位于所述活动承料槽520的前侧，所述活动承料槽520铰接在所述固定承料槽530的端部。

承料机构500具有下列作用：1.对线材600的支撑作用；2.对线材600的运动方向进行限制，避免拉直的线材600被划伤、变弯；3.完成剪切后，被剪掉的线材600的落料。

活动承料槽520、固定承料槽530之间用铰链链接，活动承料槽520下安装弹簧540，使得活动承料槽520、固定承料槽530这两部分刚好处于水平状态，当活动承料槽520受到一个向下的外力时，弹簧540被压缩产生形变，活动承料槽520倾斜；当外力消失后，活动承料槽520在弹簧540的作用下恢复原状态。

在上述实施方式的基础上，所述固定承料槽530与所述活动承料槽520的铰接处、所述活动刀片420以及所述行程挡板510上均设置有信号发生器(图中未画出)，各所述信号发生器均与所述送料离合器110以及所述剪切离合器120电连接。

线材600剪切后的长度对应活动承料槽520与固定承料槽530的长度之和，并使得活动承料槽520的长度略小于线材600的长度，固定承料槽530长度要小于可活动部分长度，当线材600顶端触动行程挡板510时，位于行程挡板510上的信号发生器发出信号，剪切离合器120结合，送料离合器110分离，活动刀片420切断线材600，当活动刀片420下落到最低时，触发活动刀片420上的信号发生器，使得剪切离合器120分离，剪断后，在线材600的重力作用下，活动承料槽520倾斜，线材600落下，活动承料槽520在弹簧540的作用下恢复，并触发所述固定承料槽530与所述活动承料槽520的铰接处的信号发生器，送料机的离合器启动，送料机继续向前送料。

通过信号发生器来控制离合机构，能够使整个剪切工作更加流畅，自动化程度更高，降低了人员的工作强度，并且提高了生产效率。

如图2、图5所示，在上述实施方式的基础上，所述多级齿轮组320包括小带轮321、传动带322、大带轮323、第一传动轴324、第一联轴齿轮325、第二传动轴326、第二联轴齿轮327、曲轴齿轮328以及第一传动齿轮329，所述小带轮321与所述剪切离合器120联动连接，所述大带轮323通过所述传动带322与所述小带轮321联动连接，所述第一联轴齿轮325通过第一传动轴324与所述大带轮323联动连接，所述第一传动齿轮329与所述第一联轴齿轮325啮合，所述第二联轴齿轮327通过所述第二传动轴326与所述第一传动齿轮329联动连接，所述曲轴齿轮328与所述曲轴430连接且与所述第二联轴齿轮327啮合。

上述的多级齿轮组320具有结构合理，传动平稳、并具有缓冲吸振等特点，非常适用于中心距较大的两轴间的传动；当过载时，大带轮323与小带轮321间会出现打滑，从而可以防止机器中其它零件损坏，其保护作用。

如图1、图2、图3、图4所示，在上述实施方式的基础上，所述摩擦轮组包括上动摩擦轮221、下动摩擦轮222、上固定摩擦轮223以及下固定摩擦轮224，所述上动摩擦轮221以及所述下动摩擦轮222分别抵触连接在所述线材600的上下两侧，所述上动摩擦轮221与所述下动摩擦轮222啮合且所述下动摩擦轮222与所述送料离合器110联动连接，所述上固定摩擦轮223与所述下固定摩擦轮224分别抵触连接在所述线材600的上下两侧。

下动摩擦轮222由送料电机210经送料离合器110和减速器后带动其转动，线材600位于上动摩擦轮221与下动摩擦轮222之间，上动摩擦轮221转动方向为顺时针方向，下动摩擦轮222转动方向为逆时针方向，上动摩擦轮221与下动摩擦轮222的作用是为线材600拉直提供动力并使线材600向左运动。

完成送料后，下固定摩擦轮224完全固定，上固定摩擦轮223可调节，工作时固定，其作用是固定线材600，避免线材600被拉直时产生其它形变并因摩擦力的作用，对线材600产生一个向右的作用。工作时将盘圆钢固定在送料机一侧，然后将线材600从上固定摩擦轮223与下固定摩擦轮224之间串过，并使其穿过上动摩擦轮221与下动摩擦轮222一定的长度；然后开启送料电机210，让装置开始运作，盘呈圆形的线材600在两个上、下动摩擦轮222的作用下，向左运动并被拉直。

如图1、图2、图3、图4所示，在上述实施方式的基础上，所述曲轴430以及所述下动摩擦轮222上均设置有制动装置(图中未画出)，所述制动装置与所述信号发生器电连接。

行程挡板510上的信号发生器被触发后，送料离合器110分离，并触发下动摩擦轮222上的制动装置，制动装置闭合，使得摩擦轮组220的运动迅速停止。

活动刀片420上的信号发生器被触发后，使得剪切离合器120分离，并触发曲轴430上的制动装置，制动装置闭合，确保活动刀片420不会在系统惯性情况下再发生一次剪切动作。

制动装置能够有效确保剪切时的效果，使整个剪切过程流畅、可控，有效提高动作的精度，防止惯性的干扰。

在剪切线材600时，下动摩擦轮222由送料电机210经送料离合器110和减速器后带动其转动，线材600位于上动摩擦轮221与下动摩擦轮222之间，上动摩擦轮221转动方向为顺时针方向，下动摩擦轮222转动方向为逆时针方向，上动摩擦轮221与下动摩擦轮222使线材600向左运动；当线材600顶端触动行程挡板510时，位于行程挡板510上的信号发生器发出信号，剪切离合器120结合，送料离合器110分离，制动装置立刻停住下动摩擦轮222，活动刀片420切断线材600，当活动刀片420下落到最低时，触发活动刀片420上的信号发生器，使得剪切离合器120分离，止动装置停住活动刀片420，防止二次剪断，剪断后，在线材600的重力作用下，活动承料槽520倾斜，线材600落下，活动承料槽520在弹簧540的作用下恢复，并触发所述固定承料槽530与所述活动承料槽520的铰接处的信号发生器，送料机的离合器启动，送料机继续向前送料。

在上述实施方式的基础上，所述活动刀片420的运动行程H为：H＝h+f+q₁+q₂+S；

其中，H为刀片行程，单位为mm；h为被剪线材600最大断面高度，单位为mm；f为线材600上表面与所述活动刀片420的压板之间的距离，单位为mm；q₁为使所述活动刀片420的端部不会和所述线材600冲撞而使的所述活动刀片420上的压板低于所述活动刀片420端部的距离，单位为mm；q₂为使所述线材600与所述固定刀片410之间的距离，单位为mm；S为所述活动刀片420与所述固定刀片410的重合度，单位为mm。

根据上述方程式，能够确定活动刀片420行程的最佳值，从而提高剪切效率，优化被剪切线材600切口质量，降低活动刀片420的磨损。

在上述实施方式的基础上，所述送料电机210的牵引力F为：F＝1/4πd₂kσ_s+(μ₂W+1)P₂；

其中，P2是线材600被拉直达到屈服点使用的牵引力,d2为线材600直径；μ2为盘圆钢与盘料架之间的摩擦力因数；W为盘圆钢所受到的重力；σs为线材600材料的屈服极限；k为张力系数。

根据该方程式确定送料电机210的牵引力后，能够得到最优的牵引力值，从而提高线材600的拉直效果与输送效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。