淺析圓盤剪剪切工藝及缺陷的處理

杜紅波 榮義坤 劉偉 劉進宇 彭明昭

襄陽博亞精工裝備股份有限公司，中國·湖北 襄陽 441003

1 引言

圓盤剪作為剪切工藝的一種，在現(xiàn)階段工業(yè)化的發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用，但是在工業(yè)的發(fā)展過程中，社會對于剪切工藝的要求不斷提升，對于成品的質量要求也不斷增強，傳統(tǒng)的剪切技術就難以滿足工業(yè)發(fā)展的需要，圓盤剪的剪切技術也逐漸難以滿足社會發(fā)展的需要，存在一些缺陷，造成作業(yè)環(huán)節(jié)的質量問題。在此背景下，工業(yè)化的發(fā)展就受到很大的限制，要求相關人員加強對剪切技術的研究，積極的了解現(xiàn)有的圓盤剪剪切工藝存在的缺陷，然后結合實際需求對其進行治理，以充分發(fā)揮圓盤剪剪切工藝的功能，推動剪切行業(yè)的發(fā)展。但是圓盤剪的剪切缺陷較多，引發(fā)原因較為復雜，就需要相關人員加強對其的重視。

2 圓盤剪剪切工藝概述

圓盤剪按照用途可分為兩種形式：剪切板邊的圓盤剪和剪切帶鋼的圓盤剪。前者每個圓盤刀片均懸臂地固定在單獨的傳動軸上，刀片的數(shù)目為兩對，用于中厚板的精整加工線、板卷的橫切機組和連續(xù)酸洗等作業(yè)線上。后者刀片一般都固定在兩根共用的傳動軸上，并且數(shù)量較多，用于板卷的縱切機組、連續(xù)退火和鍍鋅等作業(yè)線上[1]（見圖1）。

圖1 圓盤剪結構示意圖

3 圓盤剪工藝概述

3.1 重卷機組的工藝流程概述

圓盤剪常作用于重卷機組，位于重卷機組的質量檢查臺后承擔剪切帶鋼邊部的功能，以保證帶鋼的寬度在實際的作業(yè)中滿足相關需要。而且實際的發(fā)展過程中，圓盤剪能夠結合自身的特點，在進行帶鋼作業(yè)的過程中消除冷軋鋼帶邊部存在的缺陷，就保證了產品的質量。在作業(yè)環(huán)節(jié)，相關人員一般通過伺服電機帶動偏心圓傳動軸傳動來調節(jié)圓盤剪剪刃的間隙和重合量，就使得相關設備能在作業(yè)環(huán)節(jié)有足夠的剪切力，并且能根據(jù)需要對剪切的精準度進行調整，保證圓盤剪的精準度[2]。

3.2 圓盤剪的結構和剪切機理

在結構方面，常見的圓盤剪一般分為左右兩個機架，上下刀軸、支撐作用的底座、用來保證設備移動的機架移動機構、用來調整剪切精準度的刀盤調整機構以及動力傳輸?shù)膫鲃友b置，這些設備實際發(fā)展過程中相互協(xié)調，共同組成現(xiàn)階段的圓盤剪結構。而在作業(yè)環(huán)節(jié)，圓盤剪的兩個刀架安裝在一個共用的焊接底座上，然后通過電力驅動的雙導螺桿沿著事先設計好的軌道進行開口角度的調節(jié)，以方便應對各種作業(yè)需要。而在刀架方面，刀架一般安裝有兩個刀頭，這些刀頭之間的間隙由安裝在電動機上的螺母進行調節(jié)，保證其功能的發(fā)揮，并通過傳感器進行控制程序的落實。相關人員必須保證圓盤剪的結構帶鋼兩側邊緣整齊，這樣才能充分發(fā)揮其功能，實現(xiàn)對帶鋼兩側的剪切作業(yè)。而在剪切機理方面，圓盤剪作為由上下錯位、垂直的兩片圓形刀片組合而成的剪切設備，工作環(huán)節(jié)通過刀架之間的間隙和重合量對通過兩刀片之間的帶鋼進行剪切作業(yè)，作業(yè)環(huán)節(jié)，帶鋼通過刀片之時，就會受到來自刀片施加的壓力，導致刀片和帶鋼接觸的位置發(fā)生形變，而隨著二者之間的咬合深度增加，帶鋼的變形量也會隨之增加，最終導致受壓部分的斷裂，工作人員就利用這機理實現(xiàn)對帶鋼的剪切（見圖2）[3]。

圖2 圓盤剪作業(yè)

4 圓盤剪剪切工藝存在的隱患

4.1 剪邊毛刺

毛刺指的是金屬件表面出現(xiàn)余屑和表面極細小的顯微金屬顆粒。毛刺越多，其質量標準越低。剪邊毛刺則是指相關人員在利用圓盤剪進行剪切作業(yè)時出現(xiàn)的剪切后帶鋼邊部有較明顯隆起的毛刺，毛刺作為金屬作業(yè)中常見的隱患，會嚴重影響作業(yè)的質量，在實際的發(fā)展過程中成為制約剪切質量提升的重要因素，而且實際的發(fā)展過程中，毛刺一般由兩方面的原因造成，首先是因為剪刃磨損了，造成剪刀的剪切能力不足，實際作業(yè)環(huán)節(jié)就出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。另一原因就是刀片重合量大于合理值引發(fā)的，實際發(fā)展過程中，相關人員在實際的發(fā)展過程中錯誤的進行參數(shù)設計，造成重合量過大，就會導致毛刺增加。

4.2 啃邊故障

啃邊是指作業(yè)環(huán)節(jié)刀架和帶鋼作業(yè)過程中由于檢查不仔細或者是作業(yè)時間較長導致的邊緣故障，這種狀況常見于年久失修的圓盤剪中，一經發(fā)生就會嚴重影響圓盤剪功能的發(fā)揮，制約剪切作業(yè)的質量。

4.3 劃傷故障

在利用圓盤剪進行作業(yè)的過程中，工作人員在作業(yè)環(huán)節(jié)還有可能出現(xiàn)重疊量設置過大或者刀盤外徑與壓環(huán)外徑配對不合理的狀況，這種狀況下，導板或溜槽與帶鋼之間就產生摩擦，進而導致帶鋼表面出現(xiàn)縱向的條狀劃傷，如果重疊量較小，劃傷程度較輕，就會呈現(xiàn)出一條連續(xù)的亮印。這種狀況會在很大程度上影響帶鋼的質量，并且工作人員如果沒有及時地進行處理，強烈的摩擦還會在很大程度上對圓盤剪造成磨損，進一步影響圓盤剪的作業(yè)質量。

4.4 剪不斷故障

圓盤剪作為承擔剪切功能的設備，主要任務就是進行帶鋼的剪切，然而作為作業(yè)量較大的設備，圓盤剪的刀片經常會由于刀刃磨損嚴重或者間隙太大等因素產生剪不斷的狀況，或者是刀盤、壓環(huán)以及壓蓋沒有完全貼緊，點動時全線各段張力相對起車及正常運轉時的張力較小，較不穩(wěn)定，在卷取機的張力拉動下刀刃沒有很好的切人帶鋼，達不到拉切效果。剪不斷的狀況直接會影響圓盤剪的質量，需要相關人員加強對其原因的理解并進行針對性地解決。

5 圓盤剪剪切工藝及缺陷的處理

5.1 剪邊毛刺缺陷的治理

剪邊毛刺作為圓盤剪作業(yè)中常見的故障，發(fā)生較為頻繁，而且會對作業(yè)質量造成很大的影響，就要求相關人員對其進行針對性的治理。而現(xiàn)階段的圓盤剪毛刺故障一般由兩方面的原因構成，所以其治理手段也需要結合實際的狀況。

一方面，如果是由于刀刃不鋒利導致的毛刺缺陷，工作人員就需要及時地對圓盤剪設備進行更換，保證刀片的鋒利程度，避免毛刺狀況的出現(xiàn)。另一方面，如果是刀片的重合量大于合理值產生的，就需要工作人員合理地對重合量進行規(guī)劃，重疊量設置過大可以適當減少，并把側間隙也相應減小即能正常剪切，如果剪切各參數(shù)設置合理，但是實際作業(yè)中依舊出現(xiàn)毛刺故障，就需要檢查壓環(huán)與刀盤配對是否得當，一旦發(fā)現(xiàn)不合適的狀況就需要及時地進行重新配對。

5.2 啃邊故障

實際作業(yè)環(huán)節(jié)的啃邊故障一般是由于圓盤剪使用時間過長而且沒有經過護理導致的故障，所以要想在實際的發(fā)展過程中實現(xiàn)對啃邊故障的治理，就需要從日常的維護保養(yǎng)入手。一方面建立巡檢人員，定期對圓盤剪的作業(yè)狀況進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)設備存在的隱患并進行解決，這樣就能夠規(guī)避啃邊故障的發(fā)生。另一方面，需要對圓盤剪進行日常的保養(yǎng)，進行每天的保養(yǎng)作業(yè)，保證圓盤剪設備的完整性和功能性，延長設備使用壽命。

5.3 劃傷故障的治理

劃傷一般是由重疊量設置過大或者刀盤外徑與壓環(huán)外徑配對不合理等原因引發(fā)的，在這種狀況下要想對其進行治理，就需要結合實際故障原因進行治理。如果是由重疊量參數(shù)設置過大造成的，工作人員在實際的發(fā)展過程中就需要重新進行參數(shù)的設計，以保證圓盤剪的重疊量符合剪切需要。如果劃傷故障的原因是刀盤外徑和壓環(huán)外徑不匹配導致的，工作人員就需要更換下壓環(huán)，保證下壓環(huán)外徑單邊尺寸與刀盤外徑單邊相差-0.5～0.5mm，這樣就能夠在一定程度上實現(xiàn)劃痕的消除作業(yè)。

5.4 剪不斷的故障治理

實際的作業(yè)環(huán)節(jié)，圓盤剪得剪不斷故障一般分為兩種原因：一是剪刀年久失修鋒利程度不足導致的，剪刀鋒利程度在很大程度上影響作業(yè)水平，遲鈍的剪刀很難進行剪切作業(yè)。這種原因導致的剪不斷作業(yè)只需要工作人員進行剪刀的更換就能解決問題，操作較為簡單。二是剪刃鎖緊液壓螺母或鎖緊螺母松動造成刀刃間隙變化，當?shù)镀g的間隙過大時，刀片通常難以發(fā)揮功能。所以實際的發(fā)展過程中，針對這種故障，需要工作人員及時地進行更換液壓螺母，對其間隙進行調整。

工作人員需要根據(jù)帶鋼的厚度和力學性能設定合理的圓盤剪上下剪刃間隙。實際發(fā)展過程中，圓盤剪的間隙量經驗值為帶鋼厚度的1/10～1/9。工作人員需要盡可能地保證參數(shù)在合理的范圍之內，這樣才能充分地發(fā)揮功能。

6 結語

現(xiàn)階段社會的發(fā)展過程中，工業(yè)生產過程中經常需要針對物件進行剪切，所以剪切工藝的重要性就不斷提升，圓盤剪作為現(xiàn)階段常見的剪切工藝一種，借助圓盤剪切機進行剪切作業(yè)，技術性較強，是現(xiàn)階段常見的剪切技術之一。然而實際的發(fā)展過程中，也正是由于其技術性，很容易出現(xiàn)毛刺、劃痕以及剪不斷等故障，嚴重影響剪切質量。為了對這些故障進行治理，工作人員就需要結合圓盤剪作業(yè)實際，通過更換零件、調整間隙量以及設計重疊量等方式，對這些故障進行治理。