力学性能对闸剪剪切精度的影响分析

王 勇，朱世凡，王 奇，于 珺

（1.合肥工业大学机械工程学院，安徽 合肥 230009；2.马鞍山市中亚机床制造有限公司，安徽 马鞍山 243131）

1 引言

与摆式剪板机相比，闸剪从结构上避免了游隙的存在并可调节剪切角，具有更高的效率、精度和可靠性。但闸剪在剪切宽厚板或高强度薄板时，仍存在机床变形影响剪切精度等问题，需要在设计中进一步分析其力学问题。

目前闸剪多通过组控制系统设计与自动化改造[1]、刀具间隙调节系统的设计[2]与液压系统性能分析[3]等，加强对机床构件的相对控制精度和液压系统的优化，提高闸剪的剪切精度，但缺乏对机床自身构件影响剪切精度的分析；同时研究了闸剪剪切力的变化[4]及以点受力模拟剪切过程的有限元分析[5]，但分析时仅仅作为刚度性能的验证，缺乏进一步分析力学性能对剪切精度的影响。现有文献在闸剪刚柔耦合动力学及力学性能对误差影响的研究分析尚少见。基于此，对比分析了闸剪在刚体与刚柔耦合两种模型下的动态特性，结合静力学分析验证剪板机刚度性能及得出机床主要构件变形对剪切精度的影响，并通过多体系统理论分析得出误差源进行验证，同时为提高闸剪剪切精度提供理论基础。

2 刚体动力学分析

对6×3200 型数控闸剪进行研究分析，其结构数模，如图1所示。工作时，伺服电机通过滚珠丝杠驱动后挡料装置调节剪切长度，压料油缸将被剪板料压紧，设置刀刃间隙和剪切角等剪切参数后，两端的液压缸驱动上下刀刃相对运动完成板料的剪切。……