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课程制做：王玉家第一节圆盘剪概述圆盘剪的全称为圆盘式剪切机,剪切时，圆盘剪刃等于轧件（带钢）的运动速度做连续的圆周运动，形成了一对无端点的剪切。圆盘剪通常设置在板材或带材的剪切线上，用来纵向剪切运动的板材或带材的两侧边部，使剪后的带钢边部整齐、精确、无毛刺。圆盘剪的刃角为90度，材质一般选用5CrW2Si、6CrW2Si制成，经处理后硬度可达肖氏80---90。第一节圆盘剪概述按传动方式可分为：拉剪和动力剪。拉剪即剪刃转动没有传动装置，由其他拉力辊等设备将带材拉过圆盘剪进行剪切。动力剪即有独立的电机作为动力源自主运转，有的动力剪亦可做拉剪用，在传动系统中应装有离合器。圆盘剪的主要结构参数有：圆盘剪刃的几何尺寸（外径、厚度）、剪切速度、咬入角、重合量和侧向间隙等。圆盘剪一般被放置于机组的中部，我厂各线都将圆盘剪放置于纠偏辊后。圆盘剪是机组中关键设备之一，用于剪切带钢的宽度，剪切质量的好坏决定了带钢的边部质量。第二节圆盘剪基本参数•剪刃直径：Φ407mm•剪刃厚度：45mm•刀轴轴向串动间隙：≤0.01mm•刀盘端面跳动：≤0.015mm•刀盘径向跳动：≤0.01mm剪刃侧间隙剪刃重叠量•带钢厚度：2.0---3.5mm•带钢宽度：1010mm•最高工作速度：180m/min、250m/min•切边宽度：5—20mm•机架开口度调节范围：700mm—1900mm•侧隙和重叠量调整范围•压靠盘的直径和厚度等第三节圆盘剪传动原理•圆盘剪主要由剪刃传动系统、重合量调整系统、侧间隙调整系统和宽度调节系统四部分组成。剪刃传动系统使圆盘剪刃实现相对等速运动，即上下两剪刃等速转动；重合量调整系统可完成重叠量的变化，根据厚度的变化来调整重合量值；侧向间隙调整系统实现两剪刃间侧间隙的变化，也是板厚决定的；宽度调节系统实现剪切不同宽度带钢时剪轴箱的距离变化，完成剪刃对钢板的剪切。一、圆盘剪传动原理1、圆盘剪为被动拉剪。传动装置由交流电机、电磁离合器等组成，穿带时，动力由电机经电磁离合器带动刀轴转动，对带材进行剪切。机组联动时，电磁离合器自动打开，第三节圆盘剪传动原理•2、重合量传动部分：电机输出的动力传到压下机构上，由蜗母减速机分别传到操作侧、传动侧剪床上的丝杆丝母上，由于丝母为固定，故丝杆旋转并上下移动带动上剪刃轴轴承座，实现压下调整即重合量调整。3、开口度及侧间隙调整部分：由交流电机经过减速机带动底座上的滚珠丝杠转动，因螺母固定于机体上，从而使左右机体沿底座上的滑道对称打开或闭合使圆盘剪的开口度调整到需要值。开口度由电动自动调节，光电编码器检测，屏幕数字显示，两机架通过直线导轨与底座连接，剪刃侧间隙电动自动调节，屏幕数字显示。第四节圆盘剪剪刃的更换•一、拆装过程：拆除压紧螺栓，以消除压紧装置对剪刃的压紧力，然后用手从剪刃轴上拆下压盖（或液压螺母、备母），依次拆出垫片环、胶套、隔环、剪刃。安装时顺序与之相反。最后将螺栓（或液压螺母）拧紧，使剪刃和备环之间的间隙消除，并能获得足够的压紧力。二、注意事项：各部件安装时，要保持表面清洁，不能有遗留物，要保证剪切轴表面的清洁（特别是剪轴端面）。剪刃安装时，要确认剪刃内孔与剪切轴的配合是否良好，不能太紧和太松，可用皮锤或铜锤轻击，如阻力过大要检查剪刃是否上正，不许用力打击，要拆下重新安装，最好在剪切轴表面涂抹少量干净的润滑油（防锈油），锁紧剪刃时要保证锁紧良好。纵剪的各胶套和隔套一定要保证精度，拆装时要轻拿轻放，防止端面磕碰，安装时一定要保持清洁。第五节圆盘剪刃重合量和侧向间隙的调整侧间隙和重叠量定义(见图3)切边质量判定标准•切断面约占带钢厚度的1/5～1/3；切断面与断裂面分界线连续、平直；整个剪切面平整光滑、无缺口、无大的毛刺。剪切变形的过程•带钢的剪切变形包含了带钢的弹性变形、塑性变形、裂纹扩展、材料断裂等过程。在弹性变形阶段，上下刀刃挤压带钢，使带钢产生弹性压扁并略有弯曲；而后随着刃口距离的不断靠近，板带达到屈服极限，金属内部发生塑性变形，得到光亮的切断层断面；剪切继续进行，在刃口处产生应力集中并诱发微小裂纹产生，上下裂纹迅速扩展、重合，带钢断开，剪切过程完成。剪切变形的过程示意图剪切变形的过程示意图剪切变形的过程示意图剪切变形的过程示意图剪切变形的过程示意图剪切变形的过程示意图剪切变形的过程一般情况下，正常剪切断口由压陷面、剪切面、脆性断裂面组成，并且在断裂面根部形成毛刺，如图所示。压陷面是剪切开始前钢带产生塑性变形形成的；剪切面是金属材料从剪刃压人剪切阶段直至裂缝开始产生时形成的，即剪刃压人材料的内部，材料与剪刃侧面相接触同时被挤光的平面，因此断面比较光滑，正常剪切变形的过程条件下，剪切面宽度是钢带壁厚的1／5—1／3；断裂面是在剪切变形过程中，由于裂缝不断扩展直至上下裂缝重合而形成的，断面比较粗糙；毛刺是剪切过程中剪切面和断裂面凸出部分和钢带角部被挤出形成的。剪切变形的过程纵剪钢带边缘的质量是由被纵剪钢带的材质、壁厚及力学性能，圆盘剪剪刃力学性能和外形尺寸，圆盘剪工作时的侧间隙、重合量的设定以及剪刃是主动还是被动等因素决定的。如果剪切条件设定不当，剪切断口即钢带边缘的质量会受到影响。第五节圆盘剪刃重合量和侧向间隙的调整•一、重合量的调整原则：重合量应为被剪切带钢板厚的1/3---1/2取值调整。重叠量应保持在最小的范围内，以减少剪刃平面的磨损，但它也必须足够大，以保持剪边质量。在特殊操作条件下，要找出折中方法。二、侧向间隙调整原则：在正常条件下，我们建议侧向间隙相当于带钢厚度的大约7.5%至10%。然而根据材料和其它条件的变化，要相应作出改变。根据带钢材料确定的剪切间隙如下：钢质较软材质，取侧向间隙为带钢厚度的5%---10%。钢质较硬材质，（号钢、高合金钢）取侧向间隙为带钢厚度的10%---20%。对于较薄的，强度值较低的带钢，用较低的值。对于较厚的，强度值较高的带钢，用较高的值。•三、剪刃间隙的确定方法：在上下剪刃重合量叠加后，用塞尺（薄厚按目测估计值选定）沿作业方向竖立着塞入上下剪刃间缝隙，用以确定剪刃间隙，以塞尺较费力通过缝隙为好。4#剪要将测得数值输入计算机内进行侧间隙标定。纵剪侧间隙不对时，通过调整隔套及间隙调整垫来保证侧间隙值。四、剪刃重合量的确定方法：在上下剪刃重合量稍微分开后，用塞尺（选用尺身较硬直的1mm为好）沿剪轴轴向左右移动平铺着塞入上下剪刃间缝隙。如不能通过证明重合量小于1mm，应做放大处理，反之做缩小处理。当1mm的塞尺正好通过此缝隙时，此时上下剪刃间距为1mm，以此为依据调整重合量压下。4#剪将测得数值输入计算机内进行重合量标定。2#、3#及纵剪按压下行程经计算进行调整。第五节圆盘剪刃重合量和侧向间隙的调整第六节剪切经验、相关知识1、为了使已切掉板边的钢板在出圆盘剪时能够保持水平位置，而切下边则向下弯曲，在设计时可将上刀片轴相对下刀片轴移动一个不大的距离，或者使用上刀片直径比下刀片小些的剪刃，此时，被剪掉的板边将剧烈地向下弯曲，不易窜边。（只适合磨削外圆的剪刃）2、确定侧向间隙时，要考虑被切钢板的厚度和强度，侧向间隙过大，剪切时钢板会产生撕裂现象，侧向间隙过小，又会导致设备超载、刀刃磨损快，切边发亮和毛边过多。第六节剪切经验、相关知识•3、剪切速度要根据生产率、被切钢板厚度、机械性能来确定。剪切速度太大，会影响剪切质量，太小又会影响生产率。4、下胶套的直径应大于剪刃的直径1-2mm，上胶套直径应小于剪刃直径2-3mm来配置使用。5、带钢的剪切基理：压入金属、金属滑移两部分。6、轴向窜动（剪轴、刃套）：影响侧间隙调整的精确性。端面跳动（剪轴、刃套）：影响侧间隙调整的精确性。径向跳动（剪轴、刃套）：影响重合量调整的精确性。影响带钢边部质量的因素1圆盘剪是对钢带的边部进行剪切以去除带钢边浪及裂边等缺陷的设备。圆盘剪中与带钢切边质量关系密切的因素主要有刀盘、压环、剪刃间隙量和剪刃重叠量。1．1刀片和压环–圆盘剪刀片是控制边部质量最直接的零件，其材质和热处理由带钢产品的材质所决定。刀片表面硬度均匀性和尺寸精度对带钢边部质量的影响最大。若剪切面硬度不均匀，在使用一段时间后会造成带钢出现边浪，严重的还会崩刀，造成产品成材率下降。压环包括上压环和下压环。上压环一般为橡胶压环，下压环采用橡胶或钢质压环。根据带材的厚度情况，上压环的外径应适当小于刀片直径，下压环反之。压环在切边过程中对带钢起支撑作用并可以避免下刀片在带材表面产生压迹，保障成品带钢的表面质量。此外，在剪切过程中，压环可有效减小刀片的侧向推力。–1．2剪刃侧隙量–剪刃侧隙量是影响带钢剪切质量最重要的因素之一。实践表明，与重叠量相比较，侧隙量对边部质量的影响更大。侧间隙调整主要是为了减少剪切毛刺、浪边等质量缺陷以及降低机械过载，其大小是由带材的物理性能和厚度决定的。影响带钢边部质量的因素影响带钢边部质量的因素–当剪刃的侧间隙合适时，上下刀片刃口处产生的裂纹将沿着同一方向延伸并最终相遇，金属最终完全断裂，光洁整齐且无毛刺。当侧隙量增加到一定程度后，切断层减小趋势变弱，塌肩、毛刺缺陷显著增加。当侧隙量调整太大时，上下刀片刃口处的裂纹无法合上，材料在水平方向受到拉伸，最终断裂，毛刺随之被拉出来，并伴随有断面凸出或凹陷现象；而当剪刃侧隙量调整过小时，上下刀片刃口处产生的裂纹相交，会造成带材的二次剪切，出现毛刺被挤出来的现象。圆盘剪的侧隙量调整通常是使下刀轴固定，调节上刀轴使之轴向移动来实现上下刀片间的间隙改变。影响带钢边部质量的因素–一种典型的侧隙调节机构是采用楔形块结构，通过齿轮电机旋转滚珠丝杠，驱动楔形块在直线导轨上运动，从而拉着偏心套内的游套带动上刀轴实现轴向移动。–1．3剪刃重叠量–剪刃重叠量的设定与带钢的厚度、材质及刀具强度和硬度有关。重叠量主要通过影响带钢的咬入角进而影响剪切力。–带钢厚度在3mm以下时，一般取厚度数值的25％左右，超过4mm时，重叠量就变为负值。一般来说重叠量过小时，带钢不易剪断，边部易弯曲而产生扣头现象或存在鱼鳞纹等质量缺陷，再严重则会造成切下的带边在溜槽内卡钢。影响带钢边部质量的因素–而重叠量过大时，剪切力会快速增加，刀片磨损加快，带钢无法剪切或带边从废边引导槽上方窜出。典型的重叠量调整机构是通过大速比齿轮电机带动两级蜗轮蜗杆机构转动。第二级蜗轮分别固定在上下偏心套上，驱动偏心套转动从而改变上下刀轴的中心距，达到调整刀片重叠量的目的。–2圆盘剪前后设备对边部质量的影响–圆盘剪前后设备的配置主要是确保剪切时具备正常的工作条件，例如，稳定带钢的张力，保证切边质量，杜绝断丝、拉边现象的产生。圆盘剪前后的设备一般包括前夹送辊、稳定辊、去毛刺辊和后夹送辊等装置。侧间隙、重合量的设定–实际上要保证上下刀片及刀片平面与机组中性线的绝对平行是不可能的，为了弥补这些偏差，获得界限分明、端面平滑的边部质量，可采将间隙适当放大的方法来进行调整，对剪切中等强度的钢带可按如下检验公式对剪刃的参数进行确定，对剪刃IF等超深冲钢带应当把间歇适当的减小、重叠量适当的加大。–经验公式：–侧隙△=h/9–重叠量C=0.85-0.2h⑦刀片随时观察刀片的磨损情况，发现断口有异样现象，应立即对设备及刀具进行检查，如果刀具有轻微磨损，用油石对刀口进行手工修整，可有效延长刀具的使用寿命，如发现刀具确是需要整体修磨，应立即换下修复，以免因刀口变钝，受剪切力变大所引起的刀具崩刃现象任何刀具的损伤都是由细微的裂纹引起的，刀具复磨后，一定要将刀口尖处用油石轻轻打磨，主要是清除磨削时产生的加工毛刺、使刀尖最锋利处变钝（很微小，一般R0.02-0.1mm的圆角）增强刀口的强度和使用寿命。在刀片加工完毕后，应该对刀片进行一次去磁处理：将刀片放置在非金属平面上，采用机械退磁器，应用高频震动，打乱原有磁力线方向，在工件上反复地来回推移，来达到去磁目的，防止金属工件的磁性互感，改善零件之间的结构型位移或附着现象。钢带边缘常见质量问题和产生原因分析1侧间隙对钢带边缘质量的影响如果侧间隙调整不当，不但会缩短圆盘剪的使用寿命，而且会影响钢带边缘的质