龙门剪床的结构和工作原理-下料设备

钣金构件加工制作的主要设备有剪床、压力机（冲床）、滚床、扳边机、钻床、砂轮机、气焊和电焊等。

1.剪床

又叫剪板机。常用的剪床有：龙门剪床、振动剪床、滚剪机、压力剪床等几种。

现以工厂、矿山等企业中常见的2.5mm×1600mm龙门剪床为例做介绍。

（1）主要技术规格 即：剪切厚度——最大厚度为2.5mm，最小厚度为0.5mm；剪切宽度——1600mm；剪切角度——1°30′；行程次数——55次/min；后挡料架挡料长度——最大500mm；电动机功率——3kW；剪切范围——低碳钢板，铜、铝及一些硬度不高的薄金属板。

（2）主要结构与工作原理 龙门剪床的构造主要由床身、床面、上下刀片、底座、压料装置和传动系统所组成，是一种专门剪切薄金属板的下料设备。铸铁的床身为全机的主体。平展的床面用来放置被切割的板料，压料装置是为固定被切割板料而设置，以防切割板料时，使板料发生错位或翻转。380V的电动机为原动力，通过传动系统（带、带轮、连杆和偏心轴等零件）将动力传给上刀片，使其完成从上到下的垂直冲击动作。而下刀片则固定在床身上，在上、下刀片的共同作用下完成板料的切割。

工作机构除完成剪切的主要动作外，还设有压料装置、挡料架、制动装置及安全装置。压料装置的作用是当上刀架下移准备剪切时，通过偏心机构使压料脚先行，压紧被剪切的板料，以防错位和翻转。前后挡料架和角挡料架是用来靠紧样板，以便按样板规格切割板料。制动装置是用来控制主轴凸轮轴在停车时处于上死点位置，并能借助它来平衡上刀架做往复运动的稳定性。安全装置即在刀片前设置栅板，以防切手事故。

（3）主要性能 龙门剪床可沿直线轮廓剪切长方形、平行四边形、梯形、三角形或多边形等各种直线轮廓形状的零件或毛坯料。其优点是使用方便、送料简单、剪切速度快、精度高。剪切大件和精度不高板料时，可直接在板材上划线和目测划线，并与下刀刃对齐后再进行剪切。如果要成批量生产，也可在工作台面上划基准线来代替挡板。

（4）使用规则和维护保养

1）机器必须有专人负责维护使用，使用人员必须熟悉机器性能。

2）刀片刃口应保持锋利，发现损坏，应及时更换。

3）开机前应检查板料表面质量，如有硬疤、焊渣等弊病，则不能进行剪切，以免损坏刀片。

4）使用机器应严格遵守操作规程，切勿过载剪切。

5）使用中如发生不正常现象，应立即停车，并检查修理。

6）使用完毕后，要切断电源。

7）机器检修完毕后，应试车，并注意电动机的转向及规定转速。

2.压力机

压力机（又叫冲床）是一种既可剪切下料，又可压延成形的设备，使用时只需改变一下模具的结构型式，前者用冲切模，后者用压延模。

加工大型零件时要用800kN的大型压力机，而对于中小零件则常用中小吨位的偏心压力机、曲轴压力机等，常用的有100kN、160kN、250kN等几种规格。现以100kN开式双柱可倾压力机为例做介绍。

（1）主要技术规格 即：公称压力——100kN，滑块行程——45mm；最大封闭高度——180mm；工作台面积——240mm×370mm；最大倾斜角度——35°；电动机功率——1.1kW。

（2）主要结构与工作原理

开式双柱可倾压力机是一种曲轴压力机，是由电动机做原动力，经过带传动减速，带传动的从动轮是飞轮。飞轮的质量与尺寸都比其他零件大，所以运转起来惯性大，能储存和释放出一定的能量，以减少机器转动速度所代来的波动。飞轮通过离合器与主轴相连（主轴即曲轴），曲轴再带动连杆，从而使滑块能沿轨道做直线往复运动。上模固定在滑块上，下模固定在工作台面上。压力机的工作机构就是靠上模的冲击动作和下模一起完成对薄金属板的冲压、剪切或弯曲的。

压力机是靠脚架支撑床身的。床身是支撑零件的主体，工作台面上可放置毛坯料和工件，电气箱是安装在床身底部，脚踏板通过控制机构操纵离合器，以控制上模的运动和停止。

压力机配上适当的刃具和模具，就可以用于剪切、冲孔、落料、弯曲及浅拉深等冷冲工艺。压力机机体可倾斜一定角度，以使工件自行从冲模上滑下。压力机可单次或连续进行冲压和剪切。

（3）使用规则和维护保养

1）工作前注意事项：①收拾现场，将与工件无关的物件收拾干净，坯料放妥；②检查压力机配合部位润滑情况，加足润滑油；③检查冲模安装是否牢固可靠，刃口有无裂纹凹痕或崩坏；④一定要在离合器脱开后，再开动电动机；⑤试验制动器、离合器和操纵器的动作是否灵活、准确和可靠，并做几次空载不带负荷的空行程试车；⑥准备好工作中所需的各种工具。

2）工作中注意事项：①定时加注润滑油；②不应同时冲裁切割两块板料；③工作时应随时将工作台面上剪切下来的飞边废料及时清除，清除时要用钩子，严禁用手直接拿。如遇工件被卡在冲模台面上时，应将机器停止后再清除；④做浅拉深时，应注意坯料清洁，还要在工件上加些润滑油；⑤使用脚踏开关时，应注意及时把脚撤离脚踏板，以免不慎触动而发生事故；⑥压力机工作时，不得将手伸入冲模；⑦发现压力机工作不正常（如滑块自由下落、有不正常的敲击或噪声、成品上有毛刺或质量不好）时，应立即停车，寻求解决办法和应对措施；⑧不得随意拆卸安全保护装置（如罩、壳等）。

3）工作完毕后注意事项：①切断离合器，即离合器脱离开，关闭电源；②将废料和工作场地清理干净；③收拾工具及冲压后的成品构件零件，放在适当地方；④擦拭机身及冲模。

3.滚床

滚床又叫滚板机。它是通过旋转的辊轴，使平板产生弯曲变形的一种设备。现以2mm×1500mm三辊滚床为例做介绍。

（1）主要技术规格 即：滚板最大厚度——2mm；滚板最大宽度——1500mm；制成管子的最小直径——150mm；工作辊轴转速——35r/min；工作辊轴直径——100mm；电动机功率——3kW；电动机转速——950r/min。

（2）结构特性与工作原理

三辊滚床是由三根辊轴对称或不对称组成，原动力是380V的电动机，通过齿轮系统传递给上下辊轴及调节轴。三根辊轴之间的间距随着板材弯曲半径的大小，可随时调节。三根辊轴之间的布局如图1_-41所示，有对称式或非对称式两种，它们的共同特点是上辊轴的最低点低于两个下辊轴的最高点。

图1-41 辊轴布局示意图

a）对称式 b）非对称式

板料就是在旋转的辊轴滚压和摩擦力的共同作用下自动推进并弯曲成形的。板料的加工弯曲程度取决于辊轴的相对位置、材料的厚度与力学性能。

（3）主要性能 此滚床可使2mm厚、宽1500mm以下的金属板料滚压成等曲度筒形零件、变曲度筒形零件及等曲度和变曲度的锥形零件。

（4）使用规则和维护保养

1）开车前，应首先润滑机床，并检查各部机构是否正常，发现问题应及时解决。

2）注意不能超载运转。

3）操作完毕后，要切断电源，并擦拭机床。

4.扳边机

扳边机又叫折边机，主要是使经过剪切后的板料按着直线进行弯曲折角，以达到所需求的90°棱角。

（1）主要结构与工作原理 扳边机主要是由电动机、传动机构、上梁、下梁、折边梁及床架等部分组成。上、下两梁是由两个模块90°角对应而构成，上模块为凸出的90°棱角，下模块为凹进的90°横槽。下模块凹进的90°横槽被固定在扳边机床架的底座上。扳边机下梁可放置工件，工件靠挡块定位。电动机为原动力，通过传动系统使上梁和折边梁动作，上梁起压紧工件的作用，折边梁旋转使工件弯曲，即折边。

折边的过程是：把剪切后的板料放在下模凹槽上，板材上所画的直线对准下模块凹进横槽的底角线，再起动V电动机，通过传动系统带动上模缓慢向下移动，直至上、下两模块完全闭合，使板材在直线两边翘起，达到所需的90°棱角。

（2）扳边机的使用规则和维护保养

1）工作前，应将工作场地清理干净，把待弯曲的工件码放整齐，把机器的所有润滑油孔注满润滑油；

2）根据工件的折边宽窄及工艺要求，调整挡块位置和折边梁与上梁间隙及折边梁的旋转角度；

3）工作完毕后，应先切断电源，再擦拭机器；

4）清理工作现场，把工件码放整齐。

5.钻床

在实心工件上用钻头钻孔的设备叫钻床。钻床主要是加工构件中的孔眼，如连接中的铆钉、螺钉、销钉孔、传动零件及轴承的安装孔、顶丝孔、油孔及其他各种工艺孔等。

（1）钻床的工作原理

工件在进行钻眼或扩孔时，工件应保持固定不动。刃具（即钻头）可进行两种协同动作：刃具绕本身轴线连续旋转做切削运动和刃具沿轴线方向向下运行的进刀动作。操作者手持进刀柄，慢慢向下施加适当力量，在孔眼即将穿透时，手持进刀柄的力量要逐渐减少，以免钻头带起工件，发生飞转打人。

钻床大致可分为三种：台钻、摇臂钻和手持电钻。

1）台钻：比较小一些的放在台桌上的小型钻床简称台钻，有台式和站立式两种。台式台钻一般都是固定在工作台上，最大钻孔直径为13mm，最小钻孔直径为0.1mm。台式台钻小巧灵活，使用方便，是钻小型零件上各种小直径孔的主要设备。

比较大一些的台钻为站立式，有底座与地面定位螺栓固定相连。站立式台钻由电动机、主轴变速箱、立柱、进给箱、主轴工作台和机座组成的。主轴变速箱内设有变速装置，钻小孔时一般选择较高转速，钻大孔时一般选用较低转速。其最大钻孔直径有25mm、35mm、40mm、50mm等几种。其规格用最大钻孔直径表示。(www.xing528.com)

台钻样式和大小有很多种，但构造和工作原理基本相同，都是由电动机传递动力，带动钻头旋转，完成切削动作，而由进刀手柄操控进刀速度。

2）摇臂钻：摇臂钻床构造较为复杂、自动化程度高、应用范围比较广泛，属于高精度的大型钻床，适用于大型工件的孔加工，钻孔直径一般都比较大。

摇臂钻床的构造是由立柱、横臂、主轴箱、主轴、工作台和机座所组成。主轴箱挂在横臂上，可以在横臂上左右移动。横臂一头包住立柱，横臂可以绕立柱轴线转动和沿着立柱做上下移动。横臂位置由制动装置固定，因此在横臂长度允许的范围内，可把主轴箱对准工件的任意位置。主轴下有钻头夹夹有钻头，可钻工件任意位置和大小的孔。

3）手持电钻：手持电钻是以电源为动力的手持式钻孔工具，进刀动作是靠操作者本人的人身推力来完成的。其特点是使用灵活、携代方便、不受场地限制。对于那些大型工件或不易移动的孔径较小的工件，使用手持电钻较为方便。

电钻的电源电压为220V或36V，尺寸规格按所钻最大孔径分为6mm、10mm、13mm等几种，种类有手枪式和手提式两种。

（2）钻孔应注意事项

1）在使用手持电钻时，应注意用电安全，如电源线接线要良好，绝缘程度要高，不漏电，接线时要安装剩余电流断路器。

2）钻头要夹紧，在钻孔过程中要经常给钻头降温，如喷洒水溶液。

3）在钻通孔时，在即将穿透时，减少进刀量，如为自动进刀，此时应改为手动进刀。手持进刀柄用的向下力要小些，以防劲大，钻头带飞工件，飞出伤人。

4）孔径超过30mm时，应分两次钻成。先钻一个小孔，小孔直径应超过大钻头的横刃宽度，以减少轴向力（一般用直径是钻孔直径的～的钻头先钻小孔）。

5）钻不通孔前，应按所需要的深度调整钻床主轴上的挡铁，或在钻头上套装一个定位环。

6）材料较硬和钻孔较深时，应在钻孔过程中不断将钻头抽拔出孔外，以便排除孔屑，并防止钻头过热或被铁屑挤死而折断钻头。

6.砂轮机

工件在加工制作或修复过程中，工件本身产生的毛刺凸痕等一些多余废料需要去掉。在去掉的过程中，会使用粘有砂粒混合制成的扁平状轮盘，这个轮盘就叫砂轮片（见图1-42）。利用砂轮片的高速旋转，摩擦去掉工件上多余的废料所使用的设备就叫砂轮机。

图1-42 砂轮片示意图

（1）砂轮机结构特点与工作原理 砂轮片是安装在机械转子通轴上的，利用机械转子的高速旋转带动砂轮片一起同步旋转，借助高速旋转的砂轮片与工件的摩擦，而磨掉工件上多余的废料。

工厂常见的砂轮机有两种：台式砂轮机和手持式砂轮机。

1）台式砂轮机。台式砂轮机分为两种：一种是小型的，是固定在工作案子的台面上；另一种是比较大型的站立式，有底座，底脚固定在地面上的。

台式砂轮机有一台电动机被封闭固定在电动机架上。电动机转子是一根通轴，通轴两端各挂扣一片砂轮片，由挡铁板靠紧固螺栓紧固。砂轮片外设有防护罩与砂轮机壳体相连。

大型站立式砂轮机机体两端各有一个托铁平台，用来托持大型或较重摩擦物，以减轻人手的托力。托铁平台上下前后可移动，起到调节距离间隙的作用。托铁平台上有四只螺栓在前后左右起到固定托铁平台作用。托铁平台与砂轮片边缘调整间隙一般在5～10mm之间。随着砂轮片的消耗磨损，托铁平台与砂轮片边缘间隙要及时调整，如果调整不及时，间隙过大，工件在摩擦过程中容易被卡住。

2）手持式砂轮机。是可移动、不受场地和方位等条件限制的一种砂轮机。工作时被研磨工件保持固定，砂轮机围着固定工件上下前后左右进行研磨。手持式砂轮机只有一片砂轮片，砂轮片被紧固在电动机转子通轴一端，砂轮片外设有一防护罩与机体相连，起到安全保护作用。电动机导线与电源线临时连接。长条形的砂轮机壳体一端是手握把柄，靠近砂轮片，另一端是手握把手，机体上设有一开关按钮。加工时操作者双手紧握把柄和把手，用力均匀，与研磨工件轻轻接触即可。

（2）砂轮机使用注意事项

1）在使用砂轮机前要检查砂轮片有无裂纹，并空载试车1min。

2）使用砂轮机的操作者要戴眼镜。

3）研磨工件时用力要均匀，不能过猛、过大。当工件发热时，应及时浸在水中降温。

4）经常检查托铁平台，随时调整以保证间隙在5～10mm之间。

5）操作者应站在砂轮机侧面，不可正对着砂轮片，以免发生事故时躲避不及。

6）砂轮机必须装有防护罩，以保证人身安全。

7）对手持式砂轮机要轻拿轻放，作业时要站稳拿牢。

8）手持式砂轮机导线绝缘程度要保持良好，作业时要装有剩余电流断路器。

7.气焊和气割

由燃烧气体乙炔和助燃气体氧气两者所组成的混合气体，在燃烧时可形成（3～4）×10³℃的高温。高温火焰对准低碳钢板时，可直接烧穿钢板。这种用混合气体烧穿钢板的设备就叫气割。

（1）气焊火焰的种类与作用

根据氧气和乙炔两种气体混合比值的不同，可得到三种不同性质的火焰：中性焰、碳化焰、氧化焰。

1）中性焰：当氧气与乙炔的混合比值为1～1.2时，得到的火焰是中性焰，它燃烧后的气体即无过剩氧，又无过剩乙炔。中性焰主要是用于低碳钢中薄板的切割与焊接。

2）碳化焰：当氧气与乙炔的混合比值小于1（一般在0.85～0.95）时，得到的火焰是碳化焰，它燃烧后气体中尚有部分乙炔未曾燃烧。碳化焰主要用于低碳钢薄板的焊接和一些钢板表面渗碳处理。

3）氧化焰：当氧气与乙炔的混合比值大于1.2（一般在1.3～1.7）时，得到的火焰是氧化焰，它燃烧后的气体中尚有过剩氧气。氧化焰主要是用于低碳钢厚板的切割，钢板越厚，氧化焰比值越高。

（2）气焊操作注意事项

1）乙炔瓶和氧气瓶要分开摆放，间距应超过10m。

2）乙炔瓶要保持站立式，不可放倒。

3）乙炔瓶和氧气瓶要轻拿轻放，不得随意碰撞。

4）乙炔瓶、氧气瓶不得在烈日下曝晒，应尽量远离火源，如果工作需要，可设遮阳棚。

5）如果工作中发生回火，要先关掉氧气阀，再关乙炔阀。

8.电焊

用电弧产生的高温进行的金属焊接叫电焊。

1）电焊焊接接头形式：一般有对接接头，搭接接头，T形接头和角接接头四种（见图1-43）。

图1-43 焊接接头形式

a）搭接接头 b）对接接头 c）角接接头 d）T形接头

接头形式比较：按焊接牢固度比较，T形接头为最好，如船舶上焊接大部都是采用此种焊接，搭接接头好于对接接头，对接接头好于角接接头，角接接头牢固度为最差，所以一般重要部位的焊接要尽量避免角接头。

2）焊缝形式：焊缝按空间位置划分，可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝和仰焊缝；按结构型式划分可分为对接焊缝、角焊缝和塞焊缝三种；按焊缝的连续程度可分为连续焊缝和间隔焊缝；按工作形式可分为工作焊缝和联系焊缝。

焊缝的比较：就焊缝的质量和工作进度来说，平焊缝为最好，它优于其他焊缝，其次为横焊缝、立焊缝、仰焊缝，仰焊缝为最次，所以在有条件情况下要尽量把其他焊缝转换成平焊缝（见图1-44）。

3）电焊作业注意事项：①作业前按标准与要求穿戴好各种劳保用品，如穿好绝缘鞋、戴好绝缘手套，而后再上岗作业；②不得在雨天室外作业不得在潮湿有水的地方作业，以免发生触电事故；③在密闭容器内作业时，要设通风口，并随时排除烟气；④电焊作业时间不能过长，以免烧坏电焊机或电缆；⑤作业完毕后，要及时关闭电源，收拾归拢场地和电缆线。

图1-44 焊缝形式（按空间位置分）

a）平焊缝 b）立焊缝 c）横焊缝 d）仰焊缝