提高鋼板剪切質(zhì)量的工藝研究及生產(chǎn)應(yīng)用概述
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論文導(dǎo)讀：萊鋼4300寬厚板剪切線共有三臺(tái)滾切式剪切機(jī)。滾切式剪切機(jī)與一般的斜剪刃剪切機(jī)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：剪切質(zhì)量好、剪刃劃傷和磨損小、可以保證鋼板平直度、剪切效率高。剪切線設(shè)備精度要求高。本文將分析討論引起各種缺陷的相關(guān)因素。
關(guān)鍵詞：寬厚板，剪切線設(shè)備，剪切質(zhì)量，相關(guān)因素
1 前言
萊鋼4300寬厚板剪切線共有三臺(tái)滾切式剪切機(jī)，按前后布置順序分為：。切頭剪用于鋼板的頭尾剪切或分段。雙邊剪用于鋼板切邊。定尺剪用于將鋼板剪切成所要求的定尺長(zhǎng)度。
滾切式剪切機(jī)與一般的斜剪刃剪切機(jī)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：剪切質(zhì)量好、剪刃劃傷和磨損小、可以保證鋼板平直度、剪切效率高。因此，在中厚板軋機(jī)的剪切線上獲得了廣泛的應(yīng)用。
軋后鋼板經(jīng)過(guò)剪切，經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷主要有邊部剪切質(zhì)量缺陷、鋼板形狀缺陷、剪切尺寸誤差等。剪切線設(shè)備精度要求高，與剪切質(zhì)量相關(guān)的因素很多，本文將分析討論引起各種缺陷的相關(guān)因素。
2 剪切線設(shè)備與剪切質(zhì)量有關(guān)的主要因素
2．1 邊部剪切質(zhì)量缺陷
鋼板的邊部剪切質(zhì)量缺陷主要有鋼板塌邊、剪裂、錯(cuò)口、毛邊、毛刺高。造成這些缺陷的主要原因有剪刃間隙調(diào)整、剪切速度、鋼板夾緊、夾送輥調(diào)整與使用、剪切機(jī)寬度調(diào)整等。
2．1．1 剪刃間隙
剪刃的側(cè)向間隙(圖1)是影響鋼板剪切質(zhì)量的重要因素，同時(shí)也關(guān)系到剪切力的大小及剪刃壽命。間隙太小會(huì)造成剪切端面不整齊、下端毛刺、出現(xiàn)二次剪斷面，另外還會(huì)使剪切力增加，同時(shí)增加了刃口同板邊的摩擦，加速了刃口的磨損；間隙太大，會(huì)造成塌邊、毛刺、剪切端口凸臺(tái)。剪刃間隙的取值與鋼板的厚度及鋼板的機(jī)械性能有關(guān)，合理的設(shè)計(jì)方法，是將剪刃的側(cè)向間隙做成可調(diào)節(jié)的。一般情況下：
剪刃間隙S=A*h+C
式中：A-經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，h-鋼板厚度,C-間隙修正值,根據(jù)鋼板強(qiáng)度而邊，一般也是經(jīng)驗(yàn)值。
我廠使用的切頭、定尺剪基本公式：s=0.09*h
雙邊剪基本公式：s=0.06*h+0.20
圖2 剪刃間隙與端面的關(guān)系
�。╝）間隙合適；（b）間隙偏大；（c）間隙偏小
寬厚板的三臺(tái)剪切機(jī)均設(shè)置了剪刃間隙調(diào)節(jié)裝置，切頭剪和定尺剪通過(guò)液壓缸驅(qū)動(dòng)斜鍥調(diào)整水平方向剪刃間隙；雙邊剪通過(guò)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)偏心軸調(diào)整水平方向剪刃間隙。
從以上公式可以看出剪刃間隙與鋼板厚度密切相關(guān)，但是并不是說(shuō)同一厚度時(shí)，間隙都是一成不變的。還應(yīng)充分考慮其它因素的影響，例如溫度、材質(zhì)等因素。以下情況，應(yīng)相應(yīng)減小剪刃間隙：
(1)鋼板溫度較高時(shí)。因?yàn)殇摪鍦囟仍礁�，�?qiáng)度就越低，越容易發(fā)生剪切變形，產(chǎn)生剪切缺陷。
(2)剪切鋼板硬度較高時(shí)，間隙太大會(huì)出現(xiàn)鋸齒狀剪切斷面。
(3)剪刃變鈍時(shí)。剪刃間隙選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致剪后鋼板塌邊、毛刺太高等缺陷，并影響刀片的使用壽命。并非所有的鋼板剪切時(shí)剪刃均有重疊量，隨著厚度的增加，重疊量逐漸減小，并出現(xiàn)剪刃開(kāi)口量。論文大全，相關(guān)因素。如鋼板厚度為20 mm左右時(shí)，剪刃重疊量為0；鋼板厚度達(dá)到40 mm左右時(shí)，剪刃開(kāi)口量為15mm。論文大全，相關(guān)因素。即在鋼板厚度方向上部分被滾切，其余部分為撕裂。
2．1．2 雙邊剪夾送輥
雙邊剪夾送輥布置在雙邊剪前后共兩組4個(gè)夾送輥。夾送輥的作用是夾緊被剪切的鋼板和輸送待剪切或剪過(guò)的鋼板。每臺(tái)夾送輥由電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，上夾送輥由液壓缸帶動(dòng)升降，夾緊或松開(kāi)鋼板。夾送輥是決定鋼板是否跑偏的關(guān)鍵設(shè)備，鋼板如果在剪切過(guò)程中跑偏，就會(huì)影響鋼板的剪切尺寸，對(duì)于雙邊剪還會(huì)出現(xiàn)“錯(cuò)邊”現(xiàn)象。
在設(shè)備的設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，主要從以下幾個(gè)方面避免鋼板跑偏：
(1)夾送輥同步
夾送輥的同步性是剪切過(guò)程中鋼板“錯(cuò)邊”的重要影響因素，因此，要嚴(yán)格控制好夾送輥的同步性。每對(duì)下夾送輥均設(shè)有同步軸，實(shí)現(xiàn)機(jī)械同步(圖2)，相應(yīng)的上夾送輥由電氣控制保證其同步性。因此，要保證夾送輥的同步性，必須確保：
a)夾送輥轉(zhuǎn)速的同步。
b)夾送輥的直徑精度。各夾送輥直徑嚴(yán)格控制在允許的誤差范圍內(nèi)。
(2)夾送輥安裝精度
在夾送輥安裝精度上，每一夾送輥的中心線應(yīng)與雙邊剪或剖分剪剪刃線垂直，使鋼板的運(yùn)行方向與剪刃線平行，保證鋼板移動(dòng)的直線性，從而保證鋼板邊部平齊。在安裝時(shí)必須控制好夾送輥的翹曲度(圖3)和平行度(圖4)。如果夾送輥中心線與剪刃線垂直度偏差超出允許范圍，鋼板在運(yùn)送過(guò)程中就會(huì)向固定側(cè)或非固定側(cè)偏移，造成鋼板的“錯(cuò)邊”。
(3)夾送輥夾緊力
運(yùn)送鋼板時(shí)如果兩側(cè)夾送輥受到的驅(qū)動(dòng)力不同，使鋼板受旋轉(zhuǎn)力偶的作用，會(huì)造成鋼板的“錯(cuò)邊”。壓力設(shè)定要合理，要保證夾送輥與鋼板之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，兩側(cè)夾送輥壓力必須控制在允許的范圍內(nèi)。論文大全，相關(guān)因素。
2．1．3 雙邊剪退刀裝置
雙邊剪退刀裝置的作用是在切邊過(guò)程中當(dāng)一個(gè)剪切步長(zhǎng)完成后，上剪刃上抬時(shí)退刀，避免剪刃上抬時(shí)刮傷鋼板邊部及剪刃夾住鋼板而限制鋼板的運(yùn)送。
2．1．4 鋼板壓緊裝置
當(dāng)剪刃剛接觸并逐漸壓入鋼板時(shí)，剪切力由零逐漸增大。這時(shí)鋼板將發(fā)生翹起產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)角，偏轉(zhuǎn)角將影響剪切質(zhì)量，同時(shí)對(duì)剪刃的側(cè)向推力也隨之增大，給剪切造成困難。所以偏轉(zhuǎn)角的增大是不利的。為了減小偏轉(zhuǎn)角，達(dá)到減小側(cè)推力和改善剪切質(zhì)量的目的，寬厚板的剪切機(jī)均采用了壓板(圖1)，切頭剪和定尺剪采用液壓缸驅(qū)動(dòng)壓板，雙邊剪和剖分剪由偏心軸凸輪連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)壓板，在剪切時(shí)壓緊鋼板。
2．2 鋼板形狀缺陷
鋼板形狀缺陷主要表現(xiàn)為剪切后鋼板直角度不好。主要影響因素有切頭剪和定尺剪剪刃垂直度、切頭剪和定尺剪前后邊部導(dǎo)向立輥的位置誤差、雙邊剪兩側(cè)剪刃平行度等。
(1)切頭剪和定尺剪剪刃垂直度
切頭剪和定尺剪剪刃垂直度是指在剪刃安裝時(shí)要保證剪刃與主線中心線的垂直精度。
(2)切頭剪和定尺剪前后邊部導(dǎo)向立輥
切頭剪和定尺剪前后輥道的固定側(cè)(鋼板前進(jìn)方向的右側(cè))安裝有若干導(dǎo)向小立輥，鋼板在剪切線上沿著固定側(cè)前進(jìn)時(shí)它們起導(dǎo)向作用。各個(gè)小立輥位置的一致性將影響鋼板側(cè)邊與剪刃的垂直度。
(3)雙邊剪兩側(cè)剪刃平行度
雙邊剪兩側(cè)剪刃平行度直接影響剪切后鋼板的形狀，需定期進(jìn)行測(cè)量。
2．3 剪切后鋼板尺寸誤差
剪切后鋼板尺寸誤差是指鋼板的實(shí)際剪切后尺寸數(shù)據(jù)與設(shè)定值之間的差值。主要影響因素有切頭剪和定尺剪測(cè)長(zhǎng)輥、鋼板定位精度、雙邊剪移動(dòng)剪的定位精度等。
2．3．1 切頭剪和定尺剪測(cè)長(zhǎng)輥
在切頭剪、定尺剪出入口端靠近下剪刃的位置各設(shè)有一臺(tái)測(cè)長(zhǎng)輥，用于測(cè)量鋼板及頭尾的長(zhǎng)度。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、投資低，特別是在生產(chǎn)過(guò)程中，如果定尺鋼板的尺寸變化較為頻繁時(shí)，測(cè)量相對(duì)于定尺機(jī)更有優(yōu)勢(shì)。
測(cè)長(zhǎng)輥通過(guò)氣缸驅(qū)動(dòng)壓在鋼板上，輥?zhàn)釉阡摪宓膸?dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)計(jì)數(shù)器記數(shù)達(dá)到測(cè)量鋼板長(zhǎng)度的目的。
要保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，須確保：
(1)測(cè)長(zhǎng)輥輥?zhàn)颖倔w精確的直徑。論文大全，相關(guān)因素。
(2)輥?zhàn)优c鋼板之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。需要合理設(shè)定氣缸壓力，壓力過(guò)高，會(huì)在鋼板表面產(chǎn)生亮帶；壓力過(guò)低，測(cè)長(zhǎng)輥與鋼板之間將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，影響測(cè)量精度。
2．3．2 鋼板定位
鋼板在切頭剪和定尺剪處的定位主要影響鋼板長(zhǎng)度方向上的尺寸精度。即鋼板在切頭或定尺剪切特別是定尺剪切前，要保證輥道停止后鋼板能夠立即停止，減少或避免輥道停止后鋼板與輥道之間的相對(duì)滑動(dòng)。一要保證速度的控制合理，二要保證輥道的制動(dòng)性。論文大全，相關(guān)因素。
2．3．3 雙邊剪移動(dòng)剪的定位精度雙邊剪移動(dòng)剪和剖分剪根據(jù)鋼板寬度進(jìn)行定位，其定位精度主要影響鋼板在寬度方向上的尺寸精度。
2．3．4 溫度補(bǔ)償
對(duì)于帶溫剪切的鋼板，如果不考慮溫度的影響，剪切完成后冷卻至常溫時(shí)鋼板尺寸會(huì)發(fā)生變化，影響鋼板的尺寸精度。針對(duì)這種情況，采取了溫度補(bǔ)償措施。在切頭剪前設(shè)有溫度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)到達(dá)剪切機(jī)時(shí)鋼板的溫度，根據(jù)此溫度以及鋼板尺寸預(yù)留出相應(yīng)的補(bǔ)償尺寸，保證剪切后鋼板的尺寸精度。
溫度補(bǔ)償一般采用經(jīng)驗(yàn)值，每降低100度的收縮率為千分之一。
在實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高成材率、減少短尺情況，通常在切頭、定尺剪增加10~20mm的長(zhǎng)度補(bǔ)償，雙邊剪增加5mm的寬度補(bǔ)償。通過(guò)實(shí)物自檢，根據(jù)偏差情況可以調(diào)整補(bǔ)償量，在保證鋼板合格的情況下提高成材率。論文大全，相關(guān)因素。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上對(duì)剪切質(zhì)量諸因素的分析及剪切工藝操作控制的分析，將理論根據(jù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，不斷總結(jié)、摸索出一套針對(duì)性較強(qiáng)的剪切工藝，用于指導(dǎo)生產(chǎn)。自熱試開(kāi)始本條線已經(jīng)運(yùn)行一年多，剪切工藝不斷優(yōu)化，
剪切質(zhì)量不斷提升，越來(lái)越受到用戶好評(píng)。
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