刀架取消斜垫板后刀片贴合曲面设计加工

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根据摆式剪板机剪切动作原理，剪切时上剪刃应在同-圆弧上，上剪刃垂直贴合面应为-段圆柱弧面，但由于刀架曲面形状独特，加工精度要求很高，大多数剪板机生产厂家都用近似法代替。本公司生产的摆式剪板机上剪刃垂直贴合面，采用弧面折代法，即用分段斜垫板调整，使曲面趋近圆唬该方法有如下缺点：①斜垫板加工工序长，工艺复杂，加工成本高；②弧面折代法只能使上剪刃趋近圆弧面，接缝处存在较大误差，直接影响整机的几何精度和制件工作精度；③斜垫板安装有顺序要求，安装时费时费力，更换剪刃时必须拆掉斜垫板，存在安全隐患。随着机床行业的快速发展，剪板机作为板料剪切通用设备，对剪切精度、人机工程要求越来越高。摆式剪板机取消斜垫板曲面加工研究大势所趋，本公司通过技术攻关 ，解决了存在的问题，得出合理的加工方法。

2 液压摆式剪板机刀架运动轨迹液压摆式剪板机刀架运动轨迹如图 1所示。下刀片安装后要求为-水平直线，上刀架是以旋转中心O为圆心，沿着半径为R上下摆动，完成剪切功能，其运动轨迹为圆弧 见图 1。

3 弧面折代法此方法在设计刀架时，要保证剪切过程中刀架左、右两端刀片问隙-致，即在剪切开始与终了时上刀片要始终保持在同-圆弧面上，为简化加工保证刀架左右两端点在水平面内的投影相等(见图2)，将刀架上刀片贴合面加工成平面。随着剪刃点(沿剪切角方向)的升高，实际旋转半径增大，可通过斜垫板厚度将旋转半径调整到同-圆弧面上，斜垫板的作用是将直线剪刃垫成近似圆弧的弧线剪刃 。针对摆式剪板机斜垫板的算法已有很多，在此不再赘述。

图 1 刀架运动轨迹 图2 刀架正面图4 刀架取消斜垫板后刀片贴合曲面设计以本公司QH12Y-12X3200剪板机为例，上刀架为整体焊接结构，剪切角 01.5。。刀架的长度为 b3 470 1Tim，主体板与垂直水平面夹角为 y6.5。，下刀片与刀架旋转中心距离 a900 mm，下刀片与刀架旋转中心高度 Y25 mm，间隙偏心量 c3 mm，下刀片厚度25 mil。

刀架右端开口尺寸h：hbxtan 03 470xtan 1.5。90.865(mm)刀架旋转半径尺3j：R -ycos Y：、 -25cos 6.5。875.19(ram)上刀架刀片贴合面结构尺寸如图 3所示。由图可知，刀片垂直贴合面曲面实际是用半径为875.19收稿日期：2013-02-19作者简介：候玉龙(1983-)，男 ，山西翼城人，助理工程师，主要从事机械设计方面的工作。

· 125·设计与制造 2013年第2期(第26卷，总第124期)·机械研究与应用 ·的圆柱表面上与圆柱中心线夹角为 1.5。(剪切角)的若干条等半径，其中心又沿 83.5。方向不断移动的螺旋线所构成的曲面。

图3 刀架上刀片贴合面结构5 刀片贴合曲面加工为加工上述螺旋曲面，利用本公司现有龙门刨床，设计了专用工装，如图4所示。

1纵 向导轨2横向爵轨3.纵 向导轮4导槽板5横向导轮6导轨工装导槽板固定于纵向导轨 1下方，其上有圆弧槽，槽中心半径为刀架回转半径，刀架与导轨 6按-定距离固定于工作台上，横向导轮5置于导轨 6中，纵向导轮3置于导槽板 4中。加工时工作台纵向移动，导轨6带动横向导轮 5横向移动，同时纵向导轮3在导槽中滑动，带动纵向导轨 1上下运动，纵向导轨带动横向导轨2同时带动刨床刀架上下运动，刨床工作台往复-次完成-次切削，加工出 1条螺旋线，之后刀架横向进给-定距离，再按上述运动完成-次加工，如此反复直至加工完成，得到所需空间曲面。

6 结 语基于上述曲面设计原理和加工方案，笔者进行了6台份样品试制，经过在线检测和实际剪切试验，加工曲面完全符合剪切要求，试件剪切直线度均达到0.25 mm/m(国家 I级精度)，4台份试件剪切平行度达到0.15 mm/m(国家 I级精度)，2台份试件剪切平行度达到0.20 mm/m(国家I级精度)，取得了预期效果。