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剪切下料时避免产生缺陷的方法与注意事项

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-11 刀片结构a)剪切圆钢的刀片 b)剪切方钢的刀片 c)剪切扁钢的刀片剪切圆棒料时,刀片刀口直径不能大于棒料直径。如果刀片刃口直径过大,棒料剪切后断面会压扁,其至产生裂纹;刀片刃口直径过小,剪切后会使棒料两侧产生压痕,使坯料表面产生缺陷,会影响刀片的使用寿命。避免的方法是,在剪切前将坯料加热到300~500℃,以防在切口处产生裂纹,导致锻件产生缺陷。

剪切下料时避免产生缺陷的方法与注意事项

剪切下料生产率高,操作简单,无切口金属损耗,因而得到广泛应用。剪切下料通常是在专用剪床上进行,也可以在一般曲柄压力机、液压机上通过剪切模具进行。剪切机上可以剪断直径ϕ200mm棒料或边长200mm以下方坯。

剪床上的剪切装置如图3-10所示。下料长度按需要切成的长度,调节其挡块位置而定。棒料送进剪床后,用压板固紧,靠动(上)、定(下)刀片刃口的相对错切剪断坯料。

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图3-10 剪切示意图

(1)剪切刀片 剪切圆钢方钢扁钢的剪切刃口如图3-11所示。

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图3-11 刀片结构

a)剪切圆钢的刀片 b)剪切方钢的刀片 c)剪切扁钢的刀片

剪切圆棒料时,刀片刀口直径不能大于棒料直径。如果刀片刃口直径过大,棒料剪切后断面会压扁,其至产生裂纹(见图3-12a);刀片刃口直径过小,剪切后会使棒料两侧产生压痕,使坯料表面产生缺陷,会影响刀片的使用寿命(见图3-12b)。因此,剪切棒料时,应考虑棒料尺寸误差,刀片刃口直径应比棒料直径略大(见图3-12c)。

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图3-12 剪切圆钢刀片直径与棒料尺寸的关系

a)刃口直径过大 b)刃口直径过小 c)刃口直径合适

剪切方料时,方形刃口刀片(见图3-11b)能将坯料四周箍紧,坯料受力较均匀。而剪切圆钢料时,圆形刃口刀片使坯料处于上下受压状况,因而冷剪切时,方料开裂少,而圆料开裂多。

剪切薄扁钢时,边宽与厚度比大于3的薄扁钢,由于宽度和厚度相差很大,不能采用对角和倾斜式的刃口刀片剪切,应采用平刃口刀片,沿扁钢宽度方向进行剪切。剪切时,应使上刃口在行程下止点时低于下刃口,否则,不能完全剪断。

刃口的锋利程度也非常重要,当刃口磨损时,会导致压坏钢坯(见图3-13)。

(2)剪切间隙 在剪床下料时,上、下剪切刃口间应留有适当的剪切间隙,剪切间隙大小要合适。为获得平整断口坯料,正确的剪切间隙一般为坯料厚度的2%~4%左右,并随着剪切温度的增加而减小。表3-1为剪切一般结构钢时的间隙范围。

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图3-13 剪切压坏(www.xing528.com)

表3-1 剪切一般结构钢时的间隙范围(单位:mm)

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剪切坯料时由于间隙不当容易产生的缺陷如下:

1)斜切面。切斜坯料端面与坯料轴线倾斜,超过了许可的规定值。这是由于刀片的间隙大,被剪切棒料与刀面的角度不对而形成的,如图3-14a所示。

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图3-14 剪切间隙不当造成的缺陷

a)斜切面 b)端部飞刺 c)切面粗糙并揪出金属

2)端部毛刺和折叠。在剪切毛坯时,由于剪切间隙过大,坯料末端会弯曲形成毛刺翻边,剪刀口变钝,间隙不当则会形成端部夹层,如图3-14b所示。

3)切面粗糙并揪出金属。由于刀片间隙太小,材料被撕断,不是被截断,如图3-14c所示。对于切面揪出金属的缺陷,必须在锻造前清除;否则,会在锻造过程中形成锻件折叠、裂纹等缺陷。

(3)剪切温度 对于低、中碳钢等断面尺寸较小的钢坯,可以冷剪。对于高碳钢、合金钢和截面尺寸较大的钢坯,冷切时钢中产生很大的应力,而在端部出现裂纹或崩碎,如图3-15a所示,这时应采用热切。如果预热温度过高,剪切断面会产生鸡心形凸起或凹进,如图3-15b所示。温度过低,断面容易产生裂纹,如图3-15c所示。高塑性钢材最好利用其蓝脆效应,剪切温度应在250~350℃。低塑性钢材不能在蓝脆区剪切,以避免被剪切处产生很大应力,应将钢坯预热到350~700℃之间。若坯料在室外放置,温度低于10℃,剪切前应将室外的坯料搬入车间并停放一段时间,升温后再进行剪切。

(4)端部裂纹(见图3-16)端部裂纹主要出现在剪切大截面时。在冷态下剪切合金钢、高碳钢以及锰含量高的钢、铬钢时,也有这种裂纹。这是由于材料硬度高,剪切时刀片上的单位压力太大引起的,锻造将使端部裂纹进一步扩大。避免的方法是,在剪切前将坯料加热到300~500℃,以防在切口处产生裂纹,导致锻件产生缺陷。

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图3-15 剪切温度与端口形貌

a)两端崩碎 b)断面鸡心凸出或凹进 c)断面裂纹

(5)坯料的长度或重量不准 由于挡料器安装得不正确或在切料时棒料未送到挡料器等原因所引起的。

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图3-16 端部裂纹

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