专利名称：液压滚切式金属板剪切机的剪切方法
技术领域：
本发明属于金属板剪切机械技术领域，具体涉及一种液压滚切式金属板剪切机的剪切方法。
背景技术：
目前，由太原科技大学和太原科大重工科技有限责任公司提出申请名称为“液压滚切式金属板剪切机”申请号为“2006102208X”的发明专利是从结构构造方面提出的。但在生产应用中对剪切方法是有要求的，如按通常剪切方法进行剪切，是难以达到产品质量要求的。
发明内容
本发明目的是提供一种在剪切生产的不同阶段，控制液压缸活塞运动速度的剪切方法。可使液压滚切式金属板剪切机生产出高质量的产品。
本发明是这样实现的首先开启液压缸(1，4)使活塞运动，带动推杆和连杆运动，使之带动上剪刃下移作剪切运动，其特征是，在剪切过程的切入阶段，液压缸(1，4)活塞运动速度分别为 在剪切的滚切阶段，液压缸(1，4)活塞运动速度分别为 上式中 α4＝α3 +α1-α2 α8＝α7+α5-α6 α4i＝α3+α1i-α2i α8i＝α7+α5i-α6i 式中α1，α2，α3，α4，α5，α6，α7，α8如附图3所示，为推杆与垂直线夹角 α1i，α2i，α4i，α5i，α6i，α8i如附图4所示，为推杆与垂直线夹角 S1-切入阶段液压缸1的活塞位移 S4-切入阶段液压缸4的活塞位移 S1i-滚切阶段液压缸1的活塞位移 S4i-滚切阶段液压缸4的活塞位移 t1-切入阶段的剪切时间，为一个剪切周期T的1/3，目前的剪切频率 f＝10～12次/min，所以T＝60/f＝(6～5)s，t1＝(2～1.8)s ti-滚切阶段第i点时刻的时间 Lk1-铰接点d，e之间的距离 Lk2-连杆(3，6)及推杆(2，5)的长度 Lk3-铰接点d，到刀弧最低点的垂向距离 R-圆弧刀片半径 Rd-铰接点d的半径 Re-铰接点e的半径 θd-d点的径向与垂向在切机构处于中心位置时的夹角 θe-e点的径向与垂向在切机构处于中心位置时的夹角 θt-最大滚切范围角之半 S-开口度和重叠量之和 n-滚切阶段时间的分割点数 i-滚切阶段时间的第i(1≤i≤n)点时刻 下面对公式中的参数α1，α2，α3，α4，α5，α6，α7，α8α1i，α2i，α4i，α5i，α6i，α8i的求解过程进行详细叙述。
(1)切入阶段液压缸1，4的活塞运动速度计算公式 首先进行切入阶段两液压缸活塞运动速度公式(1)、(2)中α1，α2，α3，α4，α5，α6，α7，α8的求解。在剪切动作之前的最高位置(见图1)，剪切机构的连杆3，6，推杆2，5和液压缸1，4在整体坐标系当中是对称布置的，并且连杆和推杆的长度相等(坐标系标识和坐标值见图2)。同时满足推杆2的长度加上连杆3的长度减去长度d点到O1点的垂直距离
等于开口度和重叠量之和S，即 根据上面的关系，确定出上铰接点O1、O2、α、b在最高位置的坐标分别为(参见图2) 切入阶段完成后，进入滚切运动时上刀架铰接点d、e在此时符合滚切运动方程。
根据图3，当圆弧滚过一个θp，使P点位于y＝0的轴上时，滚切剪要求h点在剪切过程中水平位移接近为零，所以将整个刀片沿水平方向反向移动一个水平距离xh，力求h点始终位于上(0，0)点上。根据滚切中发生纯滚动的设计要求，刀片内任一点g在滚切时坐标为 式中Rg——刀片内任一点g的半径 θg——刀片内任一点g径向与垂向夹角 θg——刀片内任一点p径向与垂向夹角 并且在此时刻实际是上刀圆弧向x轴的负方向滚动了圆心角的一半即θp＝θt。根据滚切运动方程(5)铰接点d′，e′的坐标为 根据图2中铰接点a，b到铰接点d，e和O1，O2的距离始终等于LK2的几何关系，在已知铰接点d′，e′坐标的情况下，参见图4中的几何关系，推导出滚切时刻液压缸1的活塞位移S1 式中 α4＝α3+α1-α2 在液压缸的活塞位移为S1，运动时间为t1，都已知的情况下，就可以计算出在切入阶段液压缸(1)的活塞速度 式中t1-切入阶段的剪切时间，为一个剪切周期T的1/3，目前的剪切频率f＝10～12次/min，所以T＝60/f＝(6～5)s，t1＝(2～1.8)s。
同理可以推导液压缸4的活塞位移S4 液压缸(4)的活塞速度 式中 α8＝α7+α5-α6 (2)滚切阶段液压缸1，4的活塞运动速度计算公式 在滚切阶段(见图5)，上刀架滚动的角度范围为-θt～θt，总的滚切角范围是2θt，根据液压缸1，4比例阀的响应频率f＝10HZ，把滚切阶段的时间按照1/f＝0.1S进行分割，总的分割点数n＝t1f＝Tf/3。滚切阶段第i(1≤i≤n)点的滚切角度θp＝θt-2iθt/n＝θt(1-2i/n)。所以滚切阶段，据滚切运动方程(5)得出铰接点d′i，e′i的坐标为 推导出滚切阶段任意时刻液压缸1的活塞位移S1i 式中 α4i＝α3+α1i-α2i 由于第i点时刻的时间ti＝T/3+iT/3n＝T/3(1+i/n)，所以左油缸活赛在第i点的推进速度为 同理可推导出滚切阶段任意时刻液压缸4的活塞位移S4i 式中 α8i＝α7+α5i-α6i 由于第i点时刻的时间ti＝T/3+iT/3n＝T/3(1+i/n)，所以右油缸活赛在第i点的推进速度为
图1为液压滚切式金属板剪切机的机构示意图。
图2为液压滚切式金属板剪上刀圆弧在滚切线上的滚动示意图 图3为滚切开始时刻关键点位置示意图 图4为滚切阶段i点时刻关键点位置示意图 图1中 1、4——液压缸 2、5——推杆3、6——连杆 7——上剪刃刀架8——导向杆 9——下剪刃刀架 10——金属板 11——机架 Lk1-铰接点d，e之间的距离 Lk2-连杆(3，6)及推杆(2，5)的长度 Lk3-铰接点d，到刀弧最低点的垂向距离 图2中 R——圆弧刀片半径Rd-铰接点d的半径Re-铰接点e的半径； Rg-点g的半径 Rp-p点p的半径 θd-d点的径向与垂向在切机构处于中心位置时的夹角 θe-e点的径向与垂向在切机构处于中心位置时的夹角 θg-g点的径向与垂向在切机构处于中心位置时的夹角 θp-p点的径向与垂向在切机构处于中心位置时的夹角 θt-最大滚切范围角之半 其中参数R、Rd、Re、θd、θe、θt、Lk1、Lk2、Lk3是根据钢厂提供的工艺参数要求(如板厚、板宽、开口度、重叠量、最大剪切力等)进行确定的。
具体实施例方式 现以为河北文丰钢厂开发的液压滚切剪为例，剪切钢板宽度为2800，厚度40，开口度s开＝150mm，重叠量s重＝5mm，连杆的初始角度θ1＝θ2＝27°。推杆2，5及连杆3，6长度Lk2＝702mm，Lk1＝2300mm，Lk3＝1100mm剪切频率n＝10次/min，所以T＝60/n＝6s，t1＝2s。Rd＝Re＝45915mm，R＝47000mm，θd＝θe＝1.43°，θt＝1.8° 根据上述已知数据，按照公式(1)，(2)计算得出切入阶段液压缸1，4的活塞速度为 V1＝169.42mm/s，V4＝47.8mm/s 根据上述已知数据，按照公式(3)，(4)计算得出滚切阶段液压缸1，4的活塞速度见表1 表1滚切阶段液压缸1，4的活塞速度
权利要求
1.一种液压滚切式金属板剪切机液压缸活塞运动速度的计算方法，包括液压缸、传动机构和剪切机构，其特征在于两台液压缸(1，4)的活塞运动速度计算公式为
剪切过程的切入阶段，两台液压缸(1，4)的活塞运动速度计算公式分别为
在剪切过程的滚切阶段，两台液压缸(1，4)的活塞运动速度计算公式分别为
式中Lk1-铰接点d，e之间的距离
Lk2-连杆(3，6)及推杆(2，5)的长度
Lk3-铰接点d到刀弧最低点的垂向距离
t1-切入阶段的剪切时间，为一个剪切周期T的1/3，目前的剪切频率f＝10～12次/min，所以T＝60/f＝(6～5)s，t1＝(2～1.8)s。
R-圆弧刀片半径
Rd-铰接点d的半径；
Re-铰接点e的半径；
θd-d点的径向与垂向在切机构处于中心位置时的夹角；
θe-e点的径向与垂向在切机构处于中心位置时的夹角。
θt-最大滚切范围角之半
S-开口度和重叠量之和
n-滚切阶段时间的分割点数
i-滚切阶段时间的第i(1≤i≤n)点时刻
α4＝α3+α1-α2
α8＝α7+α5-α6
α4i＝α3+α1i-α2i
α8i＝α7+α5i-α6i
全文摘要
一种液压滚切式金属板剪切机液压缸活塞运动速度的计算方法，属于金属板剪切机械技术领域。它包括液压缸、传动机构和剪切机构，其特征在于两台液压缸(1，4)的活塞运动速度计算公式为剪切过程的切入阶段，两台液压缸(1，4)的活塞运动速度计算公式分别为(1)、(2)式，在剪切过程的滚切阶段，两台液压缸(1，4)的活塞运动速度计算公式分别为(3)、(4)式。在生产应用中按照公式(1)，(2)，(3)，(4)计算剪切机中液压缸活塞的运动速度，并进行控制，可使液压滚切式金属板剪切机在生产中达到良好的剪切效果。
文档编号B23D15/14GK101314189SQ20081005501
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者马立峰, 黄庆学, 范沁红, 李宏杰, 韩贺永 申请人:太原科技大学