一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法

一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法

《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》是廣東工業大學廣州日寶鋼材製品有限公司於2011年5月25日申請的專利,該專利的申請號為2011101365748,公布號為CN102259210A,申請公布日為2011年11月30日,發明人是閻秋生、潘繼生、黃升偉、李忠榮。

《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》包括圓片剪刀裝置和設定在圓片剪刀裝置後端的壓力分斷裝置,圓片剪刀裝置包括上圓片刀、下圓片刀、上裝刀軸、下裝刀軸,壓力分斷裝置包括上壓力分斷輥軸、下壓力分斷輥軸、加壓機構、上壓力分斷輥軸上下位置調節機構,金屬帶材經過上圓片刀和下圓片刀時沿板材厚度方向相對錯位實現塑性剪下,金屬板材約70%厚度被剪開,塑性剪下後的金屬板材經過上壓力分斷輥與下壓力分斷輥時沿板材厚度方向產生錯位使其餘30%材料微裂紋擴展斷開而“壓迫分離”,通過“七分剪下三分壓斷”形成無毛刺的金屬帶材。該發明加工裝置加工效率高,成本低。該發明的加工方法方便實用。

2013年10月,《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》獲得第十五屆中國專利優秀獎。

(概述圖為《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法
  • 類別:發明專利
  • 公布號:CN102259210A
  • 公布日:2011年11月30日
  • 申請號:2011101365748
  • 申請日:2011年5月25日
  • 申請人:廣東工業大學、廣州日寶鋼材製品有限公司
  • 地址:廣東省廣州市番禺區廣州大學城外環西路100號
  • 發明人:閻秋生、潘繼生、黃升偉、李忠榮
  • 分類號:B23D19/04(2006.01)I、B23D33/00(2006.01)I、B23D35/00(2006.01)
  • 專利代理機構:廣州粵高專利商標代理有限公司
  • 代理人:林麗明
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,技術領域,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

根據金屬製品成型加工要求,需要將整幅金屬帶材卷料縱向分切成一組特定寬度的帶材。金屬帶材分切深加工與物流配送相結合可以為客戶提供個性化、差異化、專業化、定量化原材料配送服務,滿足金屬製品加工多品種、小批量生產模式的需求,具有提高材料綜合利用率、提高附加值、節約資金、加快周轉、節省材料的顯著經濟社會效益。金屬帶材的分切加工精度是影響金屬製品加工的關鍵因素之一,是製作精密金屬製品的基礎。
傳統金屬帶材分切加工側向正間隙徑向負間隙(重疊)組刀示意圖如圖1所示,金屬帶材卷料根據材質、厚度不同有不同的分切加工工藝,對於厚度超過0.1毫米的金屬帶材卷料20縱向分切成一組為所需求寬度的帶材22、23,截至2011年5月分切工藝一般採用上圓片刀1與下圓片刀11側向正間隙、徑向負間隙(重疊)的方法。在金屬帶材21的分切加工過程中,金屬材料受到上圓片刀1和下圓片刀11切削刃的剪下作用而分離,材料的剪下滑移變形主要發生在上圓片刀1和下圓片刀11切削刃作用的局部區域,由於上圓片刀1和下圓片刀11的側向間隙、切削刃磨損等因素影響都會導致材料處於拉應力狀態19、產生附加塑性變形形成牽拉撕裂分離,在金屬帶材側面的邊、角形成塑性變形殘餘的飛邊毛刺30,使金屬帶材厚度方向尺寸大於金屬帶材原始厚度,影響金屬帶材使用性能和質量。
金屬帶材分切面的毛刺30是影響帶材品質的最大因素之一,上圓片刀1和下圓片刀11的形狀精度、整排圓片刀的組刀精度控制、上圓片刀1和下圓片刀11側向間隙等是決定分切毛刺30高度和表面平整度的主要工藝參數。
對於金屬帶材分切面的毛刺30傳統上主要是靠去毛刺工藝去掉,效率低,而且成本高昂,同時在去毛刺時容易對金屬帶材表面產生損傷。截至2011年5月還沒有一種能對金屬帶材進行無毛刺分切加工的裝置及其加工方法。

發明內容

專利目的

《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》的目的是提供一種使所獲得的帶材分切面無毛刺、表面質量好、不需後續加工工序,加工效率高,成本低的金屬帶材無毛刺分切加工裝置。通過該發明的加工裝置可將金屬帶材卷料縱向分切成一組特定寬度的金屬帶材。
《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》的另一目的是提供一種簡單方便的金屬帶材無毛刺分切加工方法。

技術方案

《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》的金屬帶材無毛刺分切加工裝置,包括圓片剪刀裝置和設定在圓片剪刀裝置後端的壓力分斷裝置,圓片剪刀裝置包括有上圓片刀、下圓片刀、上裝刀軸、下裝刀軸、圓片刀機架,其中上裝刀軸和下裝刀軸固定在圓片刀機架上,上裝刀軸上套裝有至少一組上圓片刀及上塑膠墊圈,上圓片刀和上塑膠墊圈的兩側分別設有套在上裝刀軸上的第一套筒和第二套筒,且第一套筒和第二套筒固定在上裝刀軸上,下裝刀軸上套裝有至少一組下圓片刀和下塑膠墊圈,下圓片刀和下塑膠墊圈的兩側分別設有套在下裝刀軸上的第三套筒和第四套筒,第三套筒和第四套筒固定在下裝刀軸上,且下圓片刀與上塑膠墊圈配對,下塑膠墊圈與上圓片刀配對,上圓片刀和下圓片刀的側向負間隙由固定在上裝刀軸上的第一套筒和第二套筒以及固定在下裝刀軸上的第三套筒和第四套筒設定,上裝刀軸上連線有實現調整上圓片刀和下圓片刀徑向間隙的上裝刀軸上下位置調節機構,上裝刀軸與下裝刀軸與刀軸動力驅動裝置連線;壓力分斷裝置包括有上壓力分斷輥軸、下壓力分斷輥軸、加壓機構、上壓力分斷輥軸上下位置調節機構、分斷輥機架,上壓力分斷輥軸和下壓力分斷輥固定在分斷輥機架上,上壓力分斷輥軸上下位置調節機構固定在上壓力分斷輥軸上,且上壓力分斷輥軸上下位置調節機構上部設有產生上壓力分斷輥與下壓力分斷輥之間的壓力和調整上壓力分斷輥與下壓力分斷輥之間的間隙的加壓機構,上壓力分斷輥和下壓力分斷輥與壓力分斷動力驅動裝置連線。
上述圓片剪刀裝置的前端還設有將金屬帶材卷料放卷後成為單片的金屬帶材進行滾壓的卷料上加壓力輥和卷料下壓力輥。
上述刀軸動力驅動裝置包括有驅動電機、變速箱、參數相同的上同步傳動齒輪和下同步傳動齒輪,其中上同步傳動齒輪及下同步傳動齒輪分別裝設在上裝刀軸及下裝刀軸上,驅動電機通過變速箱把動力傳給下同步傳動齒輪,上同步傳動齒輪與下同步傳動齒輪嚙合,上裝刀軸及下裝刀軸通過參數相同的上同步傳動齒輪和下同步傳動齒輪實現同步反向旋轉運動。
上述壓力分斷動力驅動裝置包括有驅動電機、變速箱、主動皮帶輪、傳動帶、從動皮帶輪、具有相同參數的分段輥上同步傳動齒輪和分段輥下同步傳動齒輪,其中所述驅動電機及變速箱與上述刀軸動力驅動裝置中的驅動電機及變速箱相同,驅動電機通過變速箱把動力傳給主動皮帶輪,主動皮帶輪通過傳動帶把動力傳給從動皮帶輪,從動皮帶輪及分段輥上同步傳動齒輪裝設在上壓力分斷輥上,分段輥下同步傳動齒輪裝設在下壓力分斷輥上,分段輥上同步傳動齒輪與分段輥下同步傳動齒輪嚙合。
上述第一套筒和第二套筒通過軸向固定螺母固定在上裝刀軸上,第三套筒和第四套筒通過軸向固定螺母固定在下裝刀軸上。
上述上圓片刀和下圓片刀的側向負間隙值為金屬帶材板厚度的2%~6%。
上述上壓力分斷輥與下壓力分斷輥的徑向間隙為金屬帶材板厚的93%~97%。
《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》金屬帶材無毛刺分切加工裝置的無毛刺分切加工方法,包括如下過程:
1)金屬帶材卷料放卷後成為單片的金屬帶材通過卷料上加壓力輥和卷料下壓力輥的滾壓後進入上圓片刀與下圓片刀之間的剪下作用區;
2)金屬帶材經過上圓片刀和下圓片刀時沿帶材厚度方向相對錯位實現塑性剪下,在上圓片刀與下圓片刀的作用下,金屬帶材的大部分厚度被剪開,但金屬帶材並不分離;
3)金屬帶材在上圓片刀與下塑膠墊圈和下圓片刀與上塑膠墊圈的牽引拉力下繼續前行至上壓力分斷輥與下壓力分斷輥之間,通過加壓機構調整上壓力分斷輥與下壓力分斷輥的間隙和徑向壓力,使塑性剪下後的金屬帶材經過上壓力分斷輥與下壓力分斷輥時沿帶材厚度方向產生錯位使其餘未被剪開的材料微裂紋擴展斷開而壓迫分離,通過七分剪下三分壓斷形成無毛刺的金屬帶材。
上述無毛刺的金屬帶材通過金屬帶材托輥後經過緩衝收捲成金屬帶材卷料。

改善效果

《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》的金屬帶材無毛刺分切加工裝置,通過調整上圓片刀和下圓片刀側向負間隙(重疊)、徑向正間隙,使金屬帶材經過上圓片刀和下圓片刀時沿帶材厚度方向相對錯位實現“塑性剪下”,金屬帶材約70%厚度被剪開,通過加壓機構調整上壓力分斷輥與下壓力分斷輥的間隙和徑向壓力,使“塑性剪下”後的金屬帶材經過上壓力分斷輥與下壓力分斷輥時沿帶材厚度方向產生錯位使其餘30%材料微裂紋擴展斷開而“壓迫分離”,通過“七分剪下三分壓斷”形成無毛刺的金屬帶材。該發明的加工方法在金屬帶材分切加工過程中,使刀具作用區材料處於壓應力狀態而塑性剪下變形形成切口但不分開、隨後在上壓力分斷輥與下壓力分斷輥壓力作用反向錯位使切口局部殘留材料層延性斷裂分離,實現控制材料應力應變狀態的“塑性剪下壓迫分離”的無毛刺精密分切。該發明的加工方法從變形機理上根本杜絕了在切口邊緣形成飛邊毛刺的可能性,最終實現金屬帶材切口在帶材厚度方向上不產生毛刺並且切口表面平整,大幅提高金屬帶材的尺寸精度和材料利用率。該發明基於材料應力應變分析,構思巧妙,結構簡單,使用方便,是一種從金屬帶材分切過程根本上消除毛刺的加工裝置及加工方法。所獲得的帶材分切面無毛刺、表面質量好、不需後續加工工序,加工效率高,而且成本低。該發明的加工裝置和加工方法可以用於各類金屬帶材的分切加工。

附圖說明

圖1是傳統金屬帶材分切加工側向正間隙徑向負間隙(重疊)組刀示意圖;
圖2是傳統金屬帶材分切加工原理圖;
圖3是傳統金屬帶材分切加工時上下圓片刀剪下作用過程材料受力應力應變示意圖;
圖4是傳統金屬帶材分切工藝分切面形貌特徵示意圖;
圖5是《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》的側向負間隙(重疊)徑向正間隙組刀示意圖;
圖6是該發明的金屬帶材“塑性剪下壓迫分離”分切加工原理示意圖;
圖7是該發明的金屬帶材分切加工時上下圓片刀剪下作用過程材料受力應力應變示意圖;
圖8是該發明的金屬帶材“塑性剪下壓迫分離”分切加工分切面形貌特徵示意圖;
圖9是該發明實施的金屬帶材“塑性剪下壓迫分離”分切加工流程示意圖;
圖10是該發明金屬帶材分切加工上下圓片刀軸組刀及傳動示意圖;
圖11是該發明金屬帶材分切加工上下壓力分斷輥結構及傳動示意圖。
圖中標記說明:1.上圓片刀,2.上塑膠墊圈,3.第一套筒,4.第二套筒,5.上裝刀軸,6.上同步傳動齒輪,7.下同步傳動齒輪,8.變速箱,9.驅動電機,10.主動皮帶輪,11.下圓片刀,12.下塑膠墊圈,13.第三套筒,14.第四套筒,15.下裝刀軸,16.上裝刀軸上下位置調節機構,17.圓片刀機架,18.分斷輥機架,19.拉應力狀態剪下滑移,20.金屬帶材卷料,21.金屬帶材,22、23.分切後的金屬帶材,24.卷料上加壓力輥,25.卷料下壓力輥,26.金屬帶材托輥,27.金屬帶材卷料,28.剪下變形區,29.延性斷裂帶,30.毛刺,31.上壓力分斷輥,32.下壓力分斷輥,33.加壓機構,34.傳動帶,35.分段輥上同步傳動齒輪,36.從動皮帶輪,37.分段輥下同步傳動齒輪,38.軸向固定螺母,39.壓應力狀態剪下滑移,40.上壓力分斷輥上下位置調節機構。

權利要求

1.一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置,包括圓片剪刀裝置和設定在圓片剪刀裝置後端的壓力分斷裝置,其特徵在於圓片剪刀裝置包括有上圓片刀(1)、下圓片刀(11)、上裝刀軸(5)、下裝刀軸(15)、圓片刀機架(17),其中上裝刀軸(5)和下裝刀軸(15)固定在圓片刀機架(17)上,上裝刀軸(5)上套裝有至少一組上圓片刀(1)及上塑膠墊圈(2),上圓片刀(1)和上塑膠墊圈(2)的兩側分別設有套在上裝刀軸(5)上的第一套筒(3)和第二套筒(4),且第一套筒(3)和第二套筒(4)固定在上裝刀軸(5)上,下裝刀軸(15)上套裝有至少一組下圓片刀(11)和下塑膠墊圈(12),下圓片刀(11)和下塑膠墊圈(12)的兩側分別設有套在下裝刀軸(15)上的第三套筒(13)和第四套筒(14),第三套筒(13)和第四套筒(14)固定在下裝刀軸(15)上,且下圓片刀(11)與上塑膠墊圈(2)配對,下塑膠墊圈(12)與上圓片刀(1)配對,上圓片刀(1)和下圓片刀(11)的側向負間隙由固定在上裝刀軸(5)上的第一套筒(3)和第二套筒(4)以及固定在下裝刀軸(15)上的第三套筒(13)和第四套筒(14)設定,上裝刀軸(5)上連線有實現調整上圓片刀(1)和下圓片刀(11)徑向間隙的上裝刀軸上下位置調節機構(16),上裝刀軸(5)與下裝刀軸(15)與刀軸動力驅動裝置連線;壓力分斷裝置包括有上壓力分斷輥軸(31)、下壓力分斷輥軸(32)、加壓機構(33)、上壓力分斷輥軸上下位置調節機構(40)、分斷輥機架(18),上壓力分斷輥軸(31)和下壓力分斷輥(32)固定在分斷輥機架(18)上,上壓力分斷輥軸上下位置調節機構(40)固定在上壓力分斷輥軸(31)上,且上壓力分斷輥軸上下位置調節機構(40)上部設有產生上壓力分斷輥(31)與下壓力分斷輥(32)之間的壓力和調整上壓力分斷輥(31)與下壓力分斷輥(32)之間的間隙的加壓機構(33),上壓力分斷輥(31)和下壓力分斷輥(32)與壓力分斷動力驅動裝置連線;上述壓力分斷動力驅動裝置包括有驅動電機(9)、變速箱(8)、主動皮帶輪(10)、傳動帶(34)、從動皮帶輪(36)、具有相同參數的分段輥上同步傳動齒輪(35)和分段輥下同步傳動齒輪(37),其中驅動電機(9)通過變速箱(8)把動力傳給主動皮帶輪(10),主動皮帶輪(10)通過傳動帶(34)把動力傳給從動皮帶輪(36),從動皮帶輪(36)及分段輥上同步傳動齒輪(35)裝設在上壓力分斷輥(31)上,分段輥下同步傳動齒輪(37)裝設在下壓力分斷輥(32)上,分段輥上同步傳動齒輪(35)與分段輥下同步傳動齒輪(37)嚙合;通過七分剪下三分壓斷實現控制材料應力應變狀態的塑性剪下壓迫分離的無毛刺精密分切。
2.根據權利要求1所述的金屬帶材無毛刺分切加工裝置,其特徵在於上述圓片剪刀裝置的前端還設有將金屬帶材卷料(20)放卷後成為單片的金屬帶材(21)進行滾壓的卷料上加壓力輥(24)和卷料下壓力輥(25)。
3.根據權利要求1所述的金屬帶材無毛刺分切加工裝置,其特徵在於上述刀軸動力驅動裝置包括有驅動電機(9)、變速箱(8)、參數相同的上同步傳動齒輪(6)和下同步傳動齒輪(7),其中上同步傳動齒輪(6)及下同步傳動齒輪(7)分別裝設在上裝刀軸(5)及下裝刀軸(15)上,驅動電機(9)通過變速箱(8)把動力傳給下同步傳動齒輪(7),上同步傳動齒輪(6)與下同步傳動齒輪(7)嚙合,上裝刀軸(5)及下裝刀軸(15)通過參數相同的上同步傳動齒輪(6)和下同步傳動齒輪(7)實現同步反向旋轉運動。
4.根據權利要求1所述的金屬帶材無毛刺分切加工裝置,其特徵在於上述第一套筒(3)和第二套筒(4)通過軸向固定螺母(38)固定在上裝刀軸(5)上,第三套筒(13)和第四套筒(14)通過軸向固定螺母(38)固定在下裝刀軸(15)上。
5.根據權利要求1所述的金屬帶材無毛刺分切加工裝置,其特徵在於上述上圓片刀(1)和下圓片刀(11)的側向負間隙值為金屬帶材(21)板厚的2%~6%。
6.根據權利要求1所述的金屬帶材無毛刺分切加工裝置,其特徵在於上述上壓力分斷輥(31)與下壓力分斷輥(32)的徑向間隙為金屬帶材(21)板厚的93%~97%。
7.一種根據權利要求2所述金屬帶材無毛刺分切加工裝置的無毛刺分切加工方法,其特徵在於包括如下過程:1)金屬帶材卷料(20)放卷後成為單片的金屬帶材(21)通過卷料上加壓力輥(24)和卷料下壓力輥(25)的滾壓後進入上圓片刀(1)與下圓片刀(11)之間的剪下作用區;2)金屬帶材(21)經過上圓片刀(1)和下圓片刀(11)時沿帶材厚度方向相對錯位實現塑性剪下,在上圓片刀(1)和下圓片刀(11)的擠壓力作用下,金屬帶材(21)的大部分厚度被剪開,但金屬帶材(21)並不分離;3)金屬帶材(21)在上圓片刀(1)與下塑膠墊圈(12)和下圓片刀(11)與上塑膠墊圈(2)的牽引拉力下繼續前行至上壓力分斷輥(31)與下壓力分斷輥(32)之間,通過加壓機構(33)調整上壓力分斷輥(31)與下壓力分斷輥(32)的間隙和徑向壓力,使塑性剪下後的金屬帶材(21)經過上壓力分斷輥(31)與下壓力分斷輥(32)時沿帶材厚度方向產生錯位使其餘未被剪開的材料微裂紋擴展斷開而壓迫分離,通過七分剪下三分壓斷形成無毛刺的金屬帶材(22、23)。
8.根據權利要求7所述的金屬帶材無毛刺分切加工裝置的無毛刺分切加工方法,其特徵在於上述無毛刺的金屬帶材(22、23)通過金屬帶材托輥(26)後經過緩衝收捲成金屬帶材卷料(27)。

技術領域

《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》涉及一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法,特別涉及將金屬帶材卷料縱向分切成一組特定寬度的金屬帶材的無毛刺分切加工裝置及其加工方法。

實施方式

《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》的金屬帶材無毛刺分切加工裝置,包括圓片剪刀裝置和壓力分斷裝置,其中圓刀片剪刀裝置如圖10所示,上裝刀軸5和下裝刀軸15固定在圓片剪刀裝置的圓片刀機架17上,上圓片刀1和上塑膠墊圈2通過第一套筒3和第二套筒4並列套在上裝刀軸5上,套在上裝刀軸5上的多組上圓片刀1和上塑膠墊圈2面對面有序排列並通過軸向固定螺母38固定,下圓片刀11和下塑膠墊圈12通過第三套筒13和第四套筒14並列套在下裝刀軸15上並通過軸向固定螺母38固定,下圓片刀11與上塑膠墊圈2配對,下塑膠墊圈12與上圓片刀1配對,上裝刀軸5上連線有上裝刀軸上下位置調節機構16,上圓片刀1和下圓片刀11的側向負間隙由固定在上裝刀軸5上的第一套筒3和第二套筒4以及固定在下裝刀軸15上的第三套筒13和第四套筒14設定,通過調整上裝刀軸上下位置調節機構16實現調整上圓片刀1和下圓片刀11的徑向間隙,上裝刀軸5與下裝刀軸15通過參數相同的上同步傳動齒輪6和下同步傳動齒輪7實現同步反向旋轉運動,驅動電機9通過變速箱8把動力傳給下同步傳動齒輪7。
壓力分斷裝置如圖11所示,上壓力分斷輥31及下壓力分斷輥32固定在壓力分斷裝置的分斷輥機架18上,上壓力分斷輥上下位置調節機構40固定在上壓力分斷輥31上,上壓力分斷輥上下位置調節機構40上部設有加壓機構33,加壓機構33產生上壓力分斷輥31與下壓力分斷輥32之間的壓力和調整上壓力分斷輥31與下壓力分斷輥32之間的間隙,上壓力分斷輥31和下壓力分斷輥32分別與具有相同參數的分段輥上同步傳動齒輪35和分段輥下同步傳動齒輪37相連線實現同步反向旋轉運動,驅動電機9通過主動皮帶輪10、傳動帶34和從動皮帶輪36把動力傳遞給上壓力分斷輥31。
上述上圓片刀1和下圓片刀11,上壓力分斷輥31與下壓力分斷輥32的動力源均為電機9,工作時的線速度是同步的。
如圖5和圖7所示,上圓片刀1和下圓片刀11的側向負間隙(重疊)量為金屬帶材21板厚的2%~6%。
如圖6和圖11所示,上壓力分斷輥31與下壓力分斷輥32的徑向間隙為金屬帶材21板厚的93%~97%。
如圖9所示,金屬帶材卷料20放卷後通過卷料上加壓力輥24、卷料下壓力輥25展平為金屬帶材21。
《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》的金屬帶材無毛刺分切加工裝置的工作原理如圖6所示,通過調整上圓片刀1和下圓片刀11側向負間隙(重疊)、徑向正間隙,可使金屬帶材21經過上圓片刀1和下圓片刀11時沿板厚度方向相對錯位實現“塑性剪下”,約70%板厚度被切開,如圖5所示,通過加壓機構33調整上壓力分斷輥31與下壓力分斷輥32的徑向壓力,使“塑性剪下”後的金屬帶材21經過上壓力分斷輥31與下壓力分斷輥32時沿厚度方向產生錯位其餘約30%材料微裂紋擴展斷開而“壓迫分離”,形成無毛刺的金屬帶材22、23,重新捲成特定寬度的金屬帶材卷料27,如圖6所示。
該發明的一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置的金屬帶材分切過程如圖9所示,金屬帶材卷料20放卷後成為單片的金屬帶材21通過卷料上加壓力輥24和卷料下壓力輥25的滾壓後進入上圓片1和下圓片刀11剪下作用區,在上圓片1與下圓片刀11的作用下使金屬帶材21約70%厚度被剪下開但金屬帶材21並不分離,同時在上圓片1與下塑膠墊圈12和下圓片刀11與上塑膠墊圈2的牽引拉力作用下金屬帶材21繼續前行,繼而在上壓力分斷輥31與下壓力分斷輥32的壓迫作用下分離為金屬帶材22、23,通過金屬帶材托輥26後經過緩衝收捲成金屬帶材卷料27。
該發明在金屬帶材分切加工過程中,通過設定上圓片刀1和下圓片刀11側向負間隙(重疊)、徑向正間隙,在分切過程中使刀具作用區材料處於壓應力狀態39而塑性剪下變形形成切口金屬帶材21厚度的70%切開但不分開、隨後在上壓力分斷輥31與下壓力分斷輥32的壓力作用反向錯位使切口局部殘留的30%左右材料層延性斷裂分離,通過“七分剪下三分壓斷”實現控制材料應力應變狀態的“塑性剪下壓迫分離”的無毛刺精密分切新工藝方法。該工藝從變形機理上根本杜絕了在切口邊緣形成飛邊毛刺30的可能性,最終實現金屬帶材切口在板厚方向上不產生毛刺30並且切口表面平整,大幅提高金屬帶材的尺寸精度和材料利用率。
《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》可以完全克服如圖1~圖4所示的上圓片刀1與下圓片刀11側向正間隙、徑向負間隙(重疊)的傳統分切方法中金屬材料21受到上圓片刀1和下圓片刀11切削刃的剪下作用而分離,由於材料處於拉應力狀態,如圖3中的位置19所示,產生附加塑性變形形成牽拉撕裂分離,在金屬帶材側面的邊、角形成塑性變形殘餘的毛刺30,使金屬帶材厚度方向尺寸大於金屬帶材原始厚度的現象。

榮譽表彰

2013年10月,《一種金屬帶材無毛刺分切加工裝置及其加工方法》獲得第十五屆中國專利優秀獎。

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