一种能够提高剪切精度和适应性的棒材剪切机的制作方法

本发明涉及一种能够提高棒材的剪切精度和适应多种不同棒材的棒材剪切机，属于棒材剪切设备技术领域。

背景技术：

在棒材生产中，需要使用剪切机对棒材进行剪切，以达到用户要求的长度，或适应进一步加工工序的要求。在剪切过程中，棒材直径的大小和抗拉强度大小所需的剪切力不同，而剪切力的大小是由剪切速度和上剪刃和下剪刃之间的距离等决定的。在现有的技术条件下，很难在加工过程中改变剪切力的大小，以至于在加工不同直径尺寸的棒材时很保证其加工精度达到完全一致。

目前不同企业使用的棒材剪切设备在剪切棒材时主要存在的问题有以下几个方面：（1）在实际生产过程中，会出现各种各样需要剪切的棒材，而棒材的成分复杂多变，单一的冷剪切工序无法满足剪切各种不同成分的棒材，就会出现剪切机无法进行剪切的情况；（2）在剪切过程中总是伴随有宏观塑性变形，造成剪切件的几何畸变，即出现压塌变形，剪切质量下降；（3）由于棒材裂纹的扩展方向难以控制，导致断面倾斜。这些问题的存在导致棒材后续加工成本的增加，同时还存在重量误差。

随着生产的发展和技术的不断进步，目前已经应用和正在研究的棒材精密剪切方法主要有径向夹紧剪切和高速剪切两种。径向夹紧剪切的方法是：剪切时增加棒材的径向夹紧约束。先将棒材夹紧，然后完成棒材的剪切。径向夹紧剪切的优点是消除了普通剪切时棒材受力而产生倾斜，因而消除了被剪切棒材所受的弯曲力矩，从而解决了坯料先弯后剪切的问题。高速剪切的方法是；通过高速加载提高坯料的剪切质量，在高速载荷下，被剪材料的韧性下降，脆性增大，剪切变形区域变窄，塑性变形小，从而提高了剪切质量。但是，这两种方法的共同缺点是对棒材的质量提出了较高的要求，需要被剪切的棒材要具有很好的综合性能，即要在保持足够强度的情况下不能具有很大硬度和脆性，减小对剪刃的冲击负荷，避免对剪刃造成损伤；同时棒材又必须达到规定的抗拉、抗压、抗扭转、抗剪切强度，具有足够的韧性，不能因追求加工的便利而降低棒材的质量。由于这些要求，导致一些棒材因材料性能、或在不同的生产阶段无法采用这两种方法进行冷剪切，因此限制了这两种方法在各种棒材生产过程中不同阶段的广泛应用，仍然没有解决目前剪切棒材时存在的主要问题。

因此，迄今为止，在棒材加工生产过程中，如何提高棒材剪切精度、同时又能够对各种直径和性能的棒材进行方便加工的问题一直没有得到很好地解决，有必要进行更多的努力。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高剪切精度和适应性的棒材剪切机，这种棒材剪切机能够保证剪切不同直径的棒材都有很高的加工精度，并且能够实现对由于材料性能导致无法进行冷剪切的棒材进行剪切。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种能够提高剪切精度和适应性的棒材剪切机，它包括机架、剪切装置、压紧装置、棒材输送台，剪切装置、压紧装置通过螺栓固定连接在机架上，棒材输送台连接在机架的进料端，它还有剪切电加热装置、移动装置和进料电加热装置，剪切电加热装置位于剪切装置的剪刃的下方，棒材从剪切电加热装置的剪切电加热线圈中穿过，移动装置固定连接在机架上，移动装置与剪切电加热装置相连接，进料电加热装置安装在棒材输送台上，棒材从进料电加热装置的进料电加热线圈中穿过。

上述能够提高剪切精度和适应性的棒材剪切机，所述剪切电加热装置由剪切电加热线圈、左楔形块、右楔形块、左顶杆、右顶杆组成，左顶杆和右顶杆的上端分别固定连接在剪刃的左右两侧底面上，左顶杆和右顶杆垂直向下，左顶杆和右顶杆的下端面为楔形面，左顶杆和右顶杆的下端面分别与左楔形块和右楔形块的上顶面相对，剪切电加热线圈连接在左楔形块和右楔形块之间，剪切电加热线圈的两端分别与电源相连接，左楔形块和右楔形块为绝缘材料，棒材从剪切电加热线圈中穿过。

上述能够提高剪切精度和适应性的棒材剪切机，所述移动装置由移动杆、导轨、滑块、回程弹簧和弹顶销组成，两条导轨分别由螺栓固定在机架的相对两侧，导轨沿着棒材运动方向，两个滑块分别嵌装在两条导轨中，两根平行的移动杆分别垂直穿过左楔形块和右楔形块的下部，将左楔形块、右楔形块和移动杆连接为一体，两根移动杆的两端分别与两个滑块相连接，两条导轨上分别设置有回程弹簧，回程弹簧与滑块相连接，移动杆与左楔形块和右楔形块的连接处有弹顶销连接固定。

上述能够提高剪切精度和适应性的棒材剪切机，所述进料电加热装置由轨道、移动块、进料电加热线圈组成，两根轨道平行安装在棒材输送台的两侧，两个移动块分别嵌在两根轨道上，并由螺栓固定，进料电加热线圈连接在两个移动块之间，进料电加热线圈的两端分别与电源相连接，移动块为绝缘材料，棒材从进料电加热线圈中穿过。

本发明的有益效果是：

本发明通过电加热装置对棒材待剪切位置的加热作用，使棒材的待剪切部分的局部温度升高，棒材的塑性增加，变形抗力降低，因此在这种情况下可以剪切由于棒材成分的原因造成在冷剪切过程中无法进行剪切的棒材，同时在剪切力同样大小的情况下，可以剪切直径更大的棒材；在棒材输送台的进料部上也设置有电加热线圈，可根据剪切棒材的长度调整该加热线圈与剪切机刃口之间的距离，使该距离与棒材剪切规格相符，当剪切机剪切棒材时，该电加热线圈对棒材下一步待剪切位置进行预加热，等到前一步的剪切工序完成后，棒材继续向前输送，当出料部的限位装置起作用时，剪切机内部设置的电加热装置开始工作，继续加热，这样可以较大程度上减少棒材的加热时间，减少棒材剪切停留时间，提高棒材剪切机的效率，适合生产线连续作业。

本发明可以省去对整根棒材加热所需要的投资，降低能耗，并且在剪切工作过程中，加热线圈可以实现随时通断电，控制加热的时间与加热温度。通过电加热装置对棒材剪切部分的局部加热，使得剪切面质量大幅度提高，较好地满足了后续加工对料坯的质量要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是剪切装置的结构示意图；

图3是剪切装置和剪切电加热装置的相对位置示意图；

图4是剪切电加热装置的结构示意图；

图5、6、7是剪切电加热装置在棒材剪切过程中的位置示意图；

图8是进料电加热装置的结构示意图；

图9是剪切电加热装置移动机构的示意图。

图中标记如下：机架1、压紧装置2、剪切装置3、固定板4、剪刃导轨5、压紧块导轨6、剪切电加热装置7、棒材8、棒材输送台9、移动装置10、进料电加热装置11、压紧液压缸2-1、压紧连接块2-2、压紧块2-3、剪切液压缸3-1、剪切连接块3-2、剪刃3-3、左楔形块7-1、右楔形块7-2、剪切电加热线圈7-3、左顶杆7-4、右顶杆7-5、进料辊9-1、导轨10-1、移动杆10-2、滑块10-3、回程弹簧10-4、弹顶销10-5、进料电加热线圈11-1、轨道11-2、移动块11-3。

具体实施方式

本发明包括机架1、压紧装置2、剪切装置3、剪切电加热装置7、棒材输送台9、移动装置10、进料电加热装置11。

图中显示，压紧装置2、剪切装置3通过螺栓固定连接在机架1上，棒材输送台9连接在机架1的前部，剪切电加热装置7位于剪切装置3的剪刃3-1的下方，移动装置10固定连接在机架1上，移动装置10与剪切电加热装置7相连接，进料电加热装置11安装在棒材输送台9上。

图中显示，4个固定板4通过螺栓连接固定到机架1上，剪切装置3位于固定板4之间，剪切装置3的每侧有两个固定板4，剪切装置3与固定板通过螺栓固定连接，在两侧的固定板4的外侧分别连接有压紧装置2。

图中显示，剪切装置3由剪刃导轨5、剪切液压缸3-1、剪切连接块3-2、剪刃3-3组成。两条剪刃导轨5通过螺栓分别固定在相对的两侧固定板4上，剪切液压缸3-1固定在固定板4上，剪切液压缸3-1的活塞与剪切连接块3-2相连接，剪刃3-3连接在剪切连接块3-2的下方，剪刃3-3的两侧嵌在剪切导轨5中，剪刃3-3与剪刃导轨5为滑动配合。剪切时，剪刃3-3在剪切液压缸3-1、剪切连接块3-2的推动下向下对棒材8进行剪切。

图中显示，压紧装置2由压紧液压缸2-1、压紧连接块2-2、压紧块2-3组成。压紧连接块2-2和压紧液压缸2-1的活塞固定连接，压紧块2-3和压紧连接块2-2螺栓连接，压紧块2-3的两侧嵌在压紧块导轨6中。当压紧液压缸2-1开始工作时，通过活塞杆的向下运动最终带动压紧块2-3沿着压紧块导轨6向下运动，将棒材8压紧在机架1上。

图中显示，剪切电加热装置7由剪切电加热线圈7-3、左楔形块7-1、右楔形块7-2、左顶杆7-4、右顶杆7-5组成。左顶杆7-4和右顶杆7-5的上端分别固定连接在剪刃3-3的左右两侧底面上，左顶杆7-4和右顶杆7-5垂直向下，左顶杆7-4和右顶杆7-5的下端面为楔形面，左顶杆7-4和右顶杆7-5的下端面分别与左楔形块7-1和右楔形块7-2的上顶面相对。剪切电加热线圈7-3连接在左楔形块7-1和右楔形块7-2之间，剪切电加热线圈7-3的两端分别与电源相连接，左楔形块7-1和右楔形块7-2为绝缘材料，棒材8从剪切电加热线圈7-3中穿过。

在剪刃3-3向下运动时，左顶杆7-4和右顶杆7-5的下端面顶在左楔形块7-1和右楔形块7-2的上顶面，将左楔形块7-1和右楔形块7-2向机架的出料端推出，左楔形块7-1和右楔形块7-2带动剪切电加热线圈7-3一起移动，离开剪刃3-3下方的切割位置，避免影响剪刃3-3对棒材8的剪切。

图中显示，移动装置10由移动杆10-2、导轨10-1、滑块10-3、回程弹簧10-4和弹顶销10-5组成。两条导轨10-1分别由螺栓固定在机架1的相对两侧，导轨10-1沿着棒材运动方向，两个滑块10-3分别嵌装在两条导轨10-1中，两根平行的移动杆10-2分别垂直穿过左楔形块7-1和右楔形块7-2的下部，将左楔形块7-1、右楔形块7-2和移动杆10-2连接为一体，两根移动杆10-2的两端分别与两个滑块10-3相连接。导轨10-1、移动杆10-2和两个滑块10-3的作用是使得剪切电加热装置7能够平稳地移动。两条导轨10-1上分别设置有回程弹簧10-4，回程弹簧10-4与滑块10-3相连接，可以使剪切电加热装置7复位。移动杆10-2与左楔形块7-1和右楔形块7-2的连接处有弹顶销10-5连接固定，可以将左楔形块7-1、右楔形块7-2的位置固定，并且弹顶销10-5的设置便于安装和拆卸左楔形块7-1、右楔形块7-2。

在剪刃3-3剪切时，左楔形块7-1、右楔形块7-2和移动杆10-2一体移动。剪切完成后，剪刃3-3向上运动，左顶杆7-4和右顶杆7-5给予左楔形块7-1和右楔形块7-2的压力消失，回程弹簧10-4通过滑块10-3推动左楔形块7-1、右楔形块7-2和移动杆10-2复位，剪切电加热线圈7-3回到剪刃3-3下方的加热位置。

图中显示，进料电加热装置11由进料电加热线圈11-1、轨道11-2、移动块11-3组成。两根轨道11-2平行安装在棒材输送台9的两侧，两个移动块11-3分别嵌在两根轨道11-2上，并由螺栓固定，进料电加热线圈11-1连接在两个移动块11-3之间，进料电加热线圈11-1的两端分别与电源相连接，移动块11-3为绝缘材料，棒材8从进料电加热线圈11-1中穿过。

本发明的工作过程如下：

在确定所需棒材8的长度之后，棒材8在出料部上的限位装置作用下将需要剪切的部分停留在剪切装置3的下方。在棒材8稳定期间，剪切电加热装置7一直处于工作状态。

待棒材8处于稳定状态之后，压紧液压缸2-1的活塞杆向下运动，最终带动压紧块2-3向下运动将棒材8压紧在机架1上，避免在剪切工作过程中，由剪切装置3带来的附加应力使棒材9发生移动。

待压紧装置2将棒材8牢牢固定在机架1之后，剪切液压缸3-1的活塞杆向下运动，最终带动剪刃3-3向下运动，对棒材8进行剪切。在剪刃3-3向下的运动过程中，剪刃3-3下部连接的左顶杆7-4和右顶杆7-5的楔形端面和剪切电加热装置7的左楔形块7-1、右楔形块7-2配合作用，使剪切电加热线圈7-3向棒材8运动的方向移动，避免在剪切运动的过程中，剪刃3-3和剪切电加热线圈7-3发生干涉。

当棒材8被剪断之后，剪切液压缸3-1开始回程，剪切电加热装置7在回程弹簧10-4的作用下复位，回程弹簧10-4通过滑块10-3推动左楔形块7-1、右楔形块7-2和移动杆10-2复位，剪切电加热线圈7-3回到剪刃3-3下方的加热位置，完成剪切动作。

在完成剪切动作之后，压紧液压缸2-1回程带动压紧块2-3向上运动，当其都回到初始位置时，出料部的限位装置停止工作，棒材8继续向前移动，剪切之后的部分进行下一步处理或放置于储料台上；需要继续进行剪切的部分继续向前移动，并且由于棒材输送台9的进料部设置的进料电加热装置11对其加热一段时间后，使其在剪切机内部设置的剪切电加热装置7的加热时间减少，待移动到所需的长度时，限位装置又开始工作，进行下一步剪切工作。