一种双向精密液压棒料剪断机及其剪切方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及棒料剪切，特别提供一种双向精密液压棒料剪断机及其剪切方法。
【背景技术】
[0002]目前国内外棒料剪切均采用单向剪切，一次性剪断，剪切径向压扁度大，截面不垂直，毛刺大，特别剪切高碳合金钢如GCrl5(轴承钢)会出现心部压裂或撕裂。为解决这个问题，目前轴承钢均加热后剪切，该方式不仅提高对生产设备的要求(需要配备加热炉)，也使电消耗居高不下(一台剪切机剪料1000吨耗电20万度)；如果采用锯床下料，一台剪切机剪料1000吨则锯口损失钢材达40余吨，浪费巨大。
[0003]本申请发明人王怀章在1997年12月26日申请发明专利，名称:棒料复合剪断机及其复合剪切法(申请号97119859.4)。该剪断机采用机械传动摩擦离合器，从1998年至2013年先后二个单位试制三台，共性问题是，常温剪切纟40以下轴承钢剪切不稳定，有时出现心部撕裂。发明人又于2000年1月13日申请实用新型专利，名称:“复合精密自动液压剪断机”，因机械棒料复合剪断，剪切Φ 40GG15心部撕裂问题未能彻底解决，该液压剪断机放弃试验。
[0004]至今通过多次试验，对心部撕裂分析其原因有三方面:第一:摩擦离合器受气压波动和摩擦片反复启动影响，摩擦片发热，因发热导致摩擦片的摩擦系数改变，以致停车不准，忽前忽后，影响初剪深度；第二:前两夹紧斜楔不同步，则改变入料中心；第三:各气缸活塞前端螺杆直接扭入牵动件，两者同心度无法控制。因上述三种原因严重影响初剪深度，因此造成剪切轴承钢心部撕裂。
[0005]以上三方面问题在本次发明中由于采用了全液压控制执行方式而得到完善并解决。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种双向精密液压棒料剪断机及其剪切方法，该方法采用双向剪切:初剪切，在棒料径向左侧先切一个月弧(或半圆)切口，使径向表面硬层切一个缺口，产生应力集中和棒料略有晶格滑移，初剪切开关随即发令油缸，运动方向换向左移，使后刀沿缺口将棒料剪断，如剪切低碳钢，则其径向压偏度小、毛刺小；如剪切高碳合金钢(如不退火轴承钢)，则其心部不会撕裂。
[0007]本发明具体提供了一种双向精密液压棒料剪断机，包括，滑块40，前刀部分，后刀部分，剪切深度调整部分，弹簧装置51，前刀部分用于棒料的定心和夹紧，安装在前床7上，前刀部分包括左斜楔2、左刀台3、油缸、右斜楔5、右刀台6、螺杆11、刀片12 ;其中，左刀台3和右刀台6的截面均为直角梯形，相互并行设置，其相对的一面为平面，平面上各设有一个刀片12，另一面分别与左斜楔2、右斜楔5的斜面相接触；右斜楔5通过右螺杆1101连接右油缸401，左斜楔2通过左螺杆1102连接左油缸402 ；
[0008]两个油缸分别用来控制左斜楔2、右斜楔5的上升和下降，右油缸401通过右螺杆1101带动右斜楔5负责对刀片12、芯棒和料棒的定位，左油缸402通过左螺杆1102带动左斜楔2负责对刀片12、芯棒和料棒的夹紧。
[0009]左斜楔2用螺钉调整行程指定距离B为30mm，右斜楔5用右螺杆1101调整下降行程指定距离A为1mm0
[0010]后刀部分用于进行棒料的剪断，安装在滑块40里，后刀部分包括框架21、后刀台22、后刀台油缸23、主油缸24、右柱塞25、支撑轴26、左柱塞27、左刀片28、右刀片29 ;其中，左刀片28固定在滑块40上，右刀片29固定在后刀台22上，后刀台22与后刀台油缸23相连，后刀台油缸23固定在框架21上；剪断斜楔30塞入后刀台22与框架21间，可使后刀台22、框架21和滑块40成一体；主油缸24通过支撑轴26装于前后床身，且主油缸24两端各设有右柱塞25和左柱塞27，用于推动滑块40左右移动；
[0011]剪切深度调整部分用于初剪切深度调整和剪断行程调整，包括电气开关31、初剪固定触点32、剪断固定触点33，初剪固定触点32和剪断固定触点33通过支架34固定在后床身外侧；其中电气开关31通过连杆与滑块40固定相连，其左右两端各设有一个触点；剪断固定触点33固定在电气开关31左边，初剪固定触点32固定在电气开关31右边，当滑块40带动电气开关31滑动并使右其触点碰到初剪固定触点32时，右柱塞25停止运动，左柱塞27推动滑块40左移，直到将棒料剪断，电气开关31左触点碰到剪断固定触点33，主油缸24停止供油。弹簧装置51用于在剪断棒料后将滑块40推回到送料中心处，安装在前床7的支板52上；
[0012]前床部分与后床部分竖立平行布置，且左刀台3与右刀台6形成的空隙与左刀片28与右刀片29形成的空隙对应；剪切深度由调节电气开关31内顶杆与初剪固定触点32之间的空隙C和电气开关31内顶杆与剪断固定触点33之间的空隙D来完成。
[0013]所述左斜楔2、右斜楔5下面各设有一个定块9，定块9固定在前床7 ;左斜楔2下部设有螺钉1，用于限定左斜楔2向下位移距离；右斜楔5下的定块9上设有通孔，螺杆11穿过该通孔旋入右斜楔5下端，位于定块9上部的螺杆11上设有上螺母8，位于定块9下部的螺杆11上设有下螺母10，用于限定右斜楔5的上下位移距离。
[0014]所述的剪断斜楔30包括支架3001、托板3002、油缸A3003、斜楔3004、油缸B3005、吊架3006，支架3001垂直固定在托板3002上，斜楔3004通过油缸A3003与支架3001相连，油缸A3003和斜楔3004均由托板3002托起；油缸B3005通过吊架3006固定在框架21上，且油缸B3005与后刀台22相连，用于控制后刀台22与框架21之间的距离；油缸B3005推动后刀台22远离框架21后，油缸A3003能够推动斜楔3004运动并塞入后刀台22与框架21间的空隙。
[0015]所述的弹簧装置51包括弹簧5101、顶杆5102、端套5103、螺母5104，螺母5104、端套5103、支板52、弹簧5101、顶杆5102依次向后刀部分靠近套在顶杆5102上。
[0016]所述的空隙C长度不大于空隙D长度。所述的空隙C长度小于空隙D长度。
[0017]一种棒料剪切方法，包括下述步骤:
[0018]1、设备的定心:取标准尺寸芯棒置于刀片12之间，启动右油缸401和左油缸402，右油缸401带动右斜楔5上升，右斜楔5推动右刀台6和位于右刀台6上的刀片12左移，使刀片12与芯棒无缝隙贴合，至芯棒中心到达该设备的标定中心，右油缸401停止工作，同时调整定块9上表面与上螺母8下表面的距离为指定距离A，调整下螺母10的上表面与支块9下表面贴合，同时上螺母8和下螺母10紧固；左油缸402带动左斜楔2上升，左斜楔2推动左刀台3右移，将芯棒牢牢夹住；调整螺钉1顶端与左斜楔2下平面距离为指定距离B ;完成芯棒在前刀部分的定心；
[0019]2、后刀定心:当前刀定心调整完毕后，用前刀将芯棒14夹牢，芯棒14前端插入左刀片28和右刀片29形成的空隙中，然后用弹簧装置51推动滑块40至左刀片28右移与芯棒贴合；螺母5104前端与端套5103贴合后，将螺母5104固定，此位置为入料中心位置?’完成设备的定心，取出芯棒，放入待剪切料棒；
[0020]3、棒料的初剪:弹簧装置51推动滑块40至入料中心位置，待剪切料棒送至左刀片28和右刀片29之间，挡料器触点的电气开关31启动，后刀台油缸23通电，后刀台油缸23推动后刀台22运动，后刀台22带动右刀片29缓慢贴合待剪切料棒；剪断斜楔30插入后刀台22与滑块40形成的空隙中，使后刀台22、框架21与滑块40形成一个整体；启动主油缸24，右柱塞25推动滑块40右移，进行初剪；
[0021]3、棒料的剪切:滑块40带动电气开关31右移，当电气开关31右触点接触至初剪固定触点32时，右柱塞25停止运动，初剪结束，同时左柱塞27推动滑块40左移，将棒料剪断；
[0022]滑块归位:将棒料剪断后，电气开关31左触点碰到剪断固定触点33，主油缸24停止供油，弹簧装置51将滑块40推回停车原位，同时将剪断斜楔30退出，此时，后刀台油缸23换向回程，将后刀台22拉开；
[0023]4、完成一次剪切作业，下次剪切作业重复上述步骤。
[0024]上述棒料剪切方法中，相同尺寸、规格的料棒剪切，只需完成一次设备的定心步骤，棒料直接按照设定尺寸剪切，无需重复定心。每次剪切时间不长于3秒钟。
[0025]所述的指定距离B不短于指定距离A。具体的，所述的指定距离B长于指定距离A。A: B为1: 2?5，正常工况下A: B为1: 3 ;—般采用指定距离B为30mm，指定距离A为10mm。
[0026]本发明的有益效果:
[0027]1、解决了轴承行业热剪切耗电问题:传统热剪切方法加热一吨棒料耗电200度，年下料1000吨，则耗电20万度。
[0028]2、解决了锯床下料浪费问题:采用锯床下料，锯口 2.5mm,以棒料直径Φ 50mm为例，年下料100万件，则浪费棒料40余吨。
[0029]3、降低了生产成本高，大幅提高工作效率:传统剪切方法需要加热炉的配备，加热等直接导致生产成本上升，效率低下。
[0030]4、解决心部撕裂问题:本发明利用前刀定心夹紧(棒料入料中心准确)，采用双向剪切方法，初剪先切一个半圆切