一种棒料剪切刀具 |
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| 申请号 | CN201910150922.3 | 申请日 | 2019-02-28 | 公开(公告)号 | CN109926646B | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 宝鸡法士特齿轮有限责任公司; | 发明人 | 鞠丽; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种棒料剪切刀具，主要解决现有刀具剪切刃口较少、无法实现翻面使用、部分刀具强度差等问题。该棒料剪切刀具包括上刀具和下刀具；上刀具和下刀具均为正方形，上刀具和下刀具的四个边上均设置有剪切刃口，上刀具和下刀具的厚度大于等于最大剪切棒料的直径。上刀具的剪切刃口半径RA＝(D+C)/2，下刀具的剪切刃口半径RB＝((D+C)×1.02)/2，其中，D为棒料名义直径，C为棒料直径上偏差。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种棒料剪切刀具，其特征在于：包括上刀具(1)和下刀具(2)； |
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| 说明书全文 | 一种棒料剪切刀具技术领域[0001] 本发明涉及加工装置，具体涉及一种棒料剪切刀具。 背景技术[0002] 精密剪切因剪切速度快、效率高、端面质量好而得到锻造企业的广泛应用。其中圆棒料精密剪切刀具一般为以下三种常见的形式，一是如图1所示，上、下刀具均为窄长形长方体，长方体上各有一个单圆弧作为剪切刃口；二是如图2所示，上、下刀具均为长方体，在长方体两端各有一个圆弧作为剪切刃口；三是如图3、图4所示，上刀具为长方体,并在长方体的两端各有一个圆弧作为剪切刃口，下刀具为圆筒状，这三种形式的刀具存在的问题是： [0003] 1)上、下刀具沿剪切方向的剪切刃口只有一到两个，数量少； [0004] 2)刀具厚度不当，无法实现翻面使用； [0005] 3)使用中棒料对应的刀具刃口尺寸不当，剪切坯料端面质量不好，剪切精度差； [0006] 4)部分刀具强度差，没有刀具重复使用的基础； 发明内容[0008] 为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种棒料剪切刀具。 [0009] 本发明的技术方案是： [0010] 一种棒料剪切刀具，包括上刀具和下刀具；所述上刀具和下刀具的端面均为正方形，所述上刀具和下刀具的四个边上均设置有剪切刃口，所述上刀具和下刀具的厚度大于等于最大剪切棒料的直径，所述上刀具的剪切刃口半径RA＝(D+C)/2，所述下刀具的剪切刃口半径RB＝((D+C)×1.02)/2，其中，D为棒料名义直径，C为棒料直径上偏差，本发明严格按照上述经验公式设计刃口尺寸，使得棒料与剪切刃口尺寸相匹配，误差值最小，可保证剪切坯料端面质量和剪切精度。 [0011] 进一步地，所述上刀具和下刀具的四个边上均设置有不同规格尺寸的剪切刃口。 [0012] 进一步地，所述上刀具和下刀具的正方形边长尺寸为剪切棒料直径的3倍。 [0013] 进一步地，所述上刀具的端面上设置有十字凹槽。 [0014] 进一步地，所述上刀具和下刀具上设置有与刀座连接的安装孔。 [0015] 进一步地，所述下刀具上设置有与垫板连接的连接孔。 [0016] 进一步地，所述下刀具上设置有用于吊装的吊装孔。 [0017] 进一步地，所述下刀具的端面中部设置有推料孔和标印槽。 [0018] 进一步地，所述上刀具和下刀具的剪切刃口尺寸设计为N㎜一档，N为大于等于1的正整数。 [0019] 进一步地，所述上刀具和下刀具的剪切刃口尺寸设计为5㎜一档。 [0020] 本发明与现有技术相比，具有以下技术效果： [0021] 1.本发明上、下刀具的端面均为正方形，剪切圆弧可增加至四个，增加了刀具的使用范围；上、下刀具的厚度设计为与最大剪切棒料直径相近，保证刀具可以翻面使用。 [0022] 2.本发明将剪切刃口尺寸依据棒料规格设计为多档，且刃口尺寸与棒料直径间有严格的尺寸关系，从而保证剪切坯料端面质量和剪切精度；刀具长宽尺寸及厚度尺寸分别取最大可剪切棒料直径的3倍和1倍，保证了刀具强度，为后续刀具的重复使用奠定基础。 [0024] 图1为现有上下刀具均为窄长形长方体的圆棒料精密剪切刀具示意图； [0025] 图2为现有上下刀具均为长方体的圆棒料精密剪切刀具示意图； [0026] 图3为现有上刀具为长方体的圆棒料精密剪切刀具示意图； [0027] 图4为现有下刀具为圆筒状的圆棒料精密剪切刀具示意图； [0028] 图5为本发明棒料剪切刀具结构示意图一； [0029] 图6为本发明棒料剪切刀具结构示意图二； [0030] 图7为本发明棒料剪切刀具剪切过程示意图。 [0031] 附图标记：1‑上刀具，2‑下刀具，3‑剪切刃口，4‑安装孔，5‑挡料块，6‑托料装置，11‑十字凹槽，21‑连接孔，22‑吊装孔，23‑推料孔，24‑标印槽。 具体实施方式[0032] 以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述： [0033] 如图5、图6所示的一种棒料剪切刀具，包括上刀具1和下刀具2；上刀具1和下刀具2的端面均为正方形，即长和宽相等，上刀具1和下刀具2的四个边上均设置有剪切刃口3，上刀具1和下刀具2的厚度大于等于最大剪切棒料的直径。 [0034] 上刀具1的端面上设置有十字凹槽11，中间部位开出的十字槽深度与剪切棒料材质有关，主要用于调节上下刀具2间隙。上刀具1和下刀具2上设置有与刀座连接的安装孔4，方便与刀座的安装。 [0035] 当剪切棒料长度较小时，上刀具厚度小于剪切棒料长度，需设置垫板补偿上刀具1的安装空间。下刀具2上设置有与垫板连接的连接孔21。下刀具2上设置有用于吊装的吊装孔22，主要是安装和拆卸用。下刀具2的端面中部设置有推料孔23和标印槽24，下刀具2中间的四个孔是推料杆推出剪切坯料时的过孔；中间部位的腰形槽是标印槽24，用于对刀具设置标识。 [0036] 上刀具1和下刀具2的刃口尺寸设计为N㎜一档，N为大于等于1的正整数，具体的，上刀具1和下刀具2的刃口尺寸设计为5㎜一档。 [0037] 本发明上刀具1、下刀具2的长宽方向均设计为正方形，剪切圆弧可由一到两个增加至四个，这样可在其四个边上都加工出圆弧，即上刀具1、下刀具2有8个刃口(即上下刀具2各有四个剪切圆弧)。因此在相同条件下单次使用时，本发明的刀具可剪切的数量是图1形式刀具的4倍，是图2、图3形式刀具的2倍。 [0038] 若刀具宽度为B(沿剪切方向)，最大剪切棒料直径为D，为了保证剪切刀具的强度，单个刃口时要求B≥1.5D，双刃口时B≥3D；其次，为了达到四个方向都可用的目的，上下刀具2都应设计为正方形。图1因为宽度不足无法设计为双刃口；图1、图2、图3因为刀具座结构限制无法设计为正方形。 [0039] 本发明将刀具厚度设计为与最大剪切棒料直径相近，就是为了保证刀具可以翻面使用，如此单片刀具一次使用时，实际剪切数量可翻1倍。由于棒料剪切时刃口的失效模式主要是压塌变形，会由原来的圆弧状刃口变形为喇叭状刃口。若刀具的厚度为H，变形宽度h，则h一般为棒料直径D的1/4～1/3，如果要翻面使用，必须保证翻面后另一边的有效刃口尺寸，因此刀具的厚度H应至少与最大剪切棒料直径相等，即H≥D。 [0040] 根据实际经验，刃口尺寸与棒料直径之间有严格的尺寸关系。若棒料名义直径为D，直径上偏差为C，则上刃口半径RA＝(D+C)/2，下刃口半径RB＝((D+C)×1.02)/2。其中，D为每个刃口所对应拟剪切规格棒料的名义直径，C为每个刃口所对应拟剪切规格棒料的直径上偏差，上刀具和下刀具的四个边上均设置有不同规格尺寸或相同规格尺寸的剪切刃口，每个剪切刃口对应一个拟剪切规格的棒料。本发明严格按照上述经验公式设计刃口尺寸，可保证剪切坯料端面质量和剪切精度；同时，将刃口尺寸依据棒料规格进行系列化设计，为5mm一档，便于重复使用。 [0041] 本发明在刀具投制时先投制小尺寸刃口刀具，待四个剪切圆弧即8个剪切刃口全部磨损后，将其改扩至下一规格继续使用，再磨损，再改扩，直至改扩至最大刃口尺寸。例如初期投制的Φ60规格棒料用刀片，磨损后改扩为Φ65规格棒料用刀片，依次类推，直至改扩到最大规格。刀片复用还有一种方法是堆焊修复至原尺寸，但是堆焊工艺本身较复杂、工序长、成本高、容易有缺陷、复用时容易掉块脱落而达不到正常剪切寿命等。相比较而言，这种改扩刃口复用的方法更加简便易行、成本低、效果好，有效避免了堆焊复用带来的各种问题。这种方法在剪切批量大、剪切棒料规格多时更易体现出优势。 [0042] 如前，双刃口时B≥3D，以及上、下刀具都应设计为正方形以便四个方向都可用，再综合考虑改扩复用，因此本发明中，刀具长宽尺寸均取值为3D，厚度尺寸取值为1D，在保证刀具强度的基础上，也是最省料的，从而为后续刀具的重复使用奠定基础。 [0043] 图1所示刀具，若其剪切寿命为X，那么本发明的刀具总寿命可达到图1的40倍，具体计算：本发明刃口数量是图1的四倍；改扩从常用的最小规格改扩至最大规格，依次为Φ50、Φ56、Φ60、Φ65、Φ70、Φ75、Φ80、Φ85、Φ90、Φ100，改一次翻一倍。因此本发明单片刀具实际剪切数量可达到图1刀片的四十倍，从而大幅降低精密剪切刀具成本。 [0044] 本发明所用刀具的剪切过程见图7示意：上刃随滑块上下运动，下刃固定，挡料块5用于限定棒料送进位置。剪切时棒料送进接触挡料块5，上刃在滑块带动下下行剪切棒料，托料装置6被动下行，剪断后推料杆将剪下的坯料推出，滑块返回，一次剪切完成。 [0045] 本发明剪切刀具突破现有刀具结构和刀具使用技术思路，设计的图5和图6所示的新型圆棒料精密剪切刀具，不仅可以大幅提高单片刀具的首次使用剪切数量，并且可以实现刀具多次重复使用，单片刀具实际剪切数量最大可在原来的基础上增加四十倍，从而大幅降低精密剪切刀具成本。 |
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