[其他]“張力剪切”金屬的方法

無效

• 申請號: 86107659
• 申請日: 1986-11-11
• 公開（公告）號: CN86107659A
• 公開（公告）日: 1987-05-20
• 發明（設計）人: 劉培鍔
• 申請（專利權）人: 鞍山鋼鐵學院
• 主分類號: B23D15/00
• 分類號: B23D15/00;B23D17/00
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 趙之悅

本發明屬于一種切斷金屬的工藝方法。

在機械制造工業和冶金工業中，常常需要將金屬材料切成一定的長度，為進一步運輸、儲放或加工創造條件。這種工序被稱為剪斷工序，用于剪斷金屬的機械被稱為剪切機。

目前現有的剪切機，不論是平行刃式剪切機或是斜刃式剪切機，它們的剪切操作過程都是將被切件放置在剪切機的上、下剪刃之間，然后驅動上刃或下刃，使上、下剪刃相互靠近，將夾在其間的被切件切斷。然而，這樣的剪切操作過程，由于剪刃彈性、剪刃塑性壓入被切件，使被切金屬在受剪面上產生塑性剪切滑移和被切金屬在受剪區域內萌生裂紋，并且，裂紋擴展和裂紋失穩擴展導致斷裂。同時，由于剪刃塑性壓入被切件，上、下剪刃對被切件的壓擠，使被切金屬將沿著被切斷面橫向流動，從而，改變了被切件受剪斷面的形狀。這樣就使切頭部分的金屬由于斷面形狀的改變不能滿足進一步加工的要求而白白浪費掉。在機械制造工業和冶金工業中，剪切操作是大量的操作工序，故極累起來，每年由此種原因而造成的金屬浪費是十分嚴重的。這種浪費金屬的傳統剪切方法早已引起人們的重視，國內外曾經采用過套筒法。然而，套筒法雖然能夠消除剪切時斷面形狀變化的缺點，但是，就目前技術而言，對于每一次具體的剪切操作，都要選擇適合被切件斷面形狀的套筒，剪切前要將被切件套上套筒，剪切后要從被切件上取下套筒，這樣，必然增加剪切操作工序，直接影響了剪切機的生產能力。同時，在冶金工業和鍛造工業中，經常剪切處于高溫狀態下的金屬，因此采用套筒法更為不便。

本發明的目的是：為了克服已有技術的缺點，提高被切件受剪斷面的質量，防止切頭部分金屬浪費，簡化工藝過程，提高剪切機的生產能力。

本發明的解決方案是利用應力狀態對金屬機械性能和斷裂特性的影響，采取“張力剪切”，所謂“張力剪切”，即被切件在受拉伸的狀態下進行剪切。由于縱向張力的作用，受剪面上的金屬不能沿著橫向流動，所以使被切件的受剪斷面不改變形狀。

在剪切過程中，剪切力是變化的，最大剪切力產生于剪刃塑性壓入金屬的階段。根據塑性理論，在縱向張力的作用下，降低了剪刃塑性壓入金屬的變形阻力，所以降低了剪切過程中的最大剪切力。同時，根據斷裂力學的理論，在縱向張力的作用下，金屬的斷裂將提前發生。因此，將剪切力降低和斷裂較早兩個效果結合起來，從而導致了剪切功和剪切功率的降低。按本發明設計新的或改造舊的剪切機，都能降低設備重量和剪切能耗。

本發明“張力剪切”金屬方法的具體操作是：首先根據要求將被切件放置在上、下剪刃之間，再用液壓傳動的夾緊裝置的鉗口，分別夾在受剪面前后兩端的被切件上，然后由液壓傳動的張力裝置拉伸被切件，使被切金屬體內產生等于屈服極限的拉應力，簡稱為張力。最后，再用上、下剪刃將被切件剪斷。被切件被剪斷后，由液壓傳動將夾緊裝置松開，同張力裝置一起退回原位，等待下一次剪切操作。

本發明采用了所屬技術領域里普通技術人員能夠實施的常規的工藝方法，因此對于本學科的專家來說，他們可以對本發明的“張力剪切”金屬的方法進行各種各樣的改變，但是最終總離不開本發明的實質和范圍。

本發明的“張力剪切”金屬方法，使被切件受剪斷面切口平整、不變形，有效地防止切頭部分金屬的浪費，使剪切機既能常溫下剪切，又能高溫下剪切，適用性強，而且簡化工藝過程，降低剪切功和剪切功率，顯著提高了剪切機的生產能力。

本發明從附圖中更加清楚說明“張力剪切”的顯著特征。

圖1是張力剪切系統平面布置示意圖。

在圖1中，1受剪面，2夾緊裝置，3張力裝置，4上剪刃，5下剪刃，6被切件。

實施例：

在0.588兆牛（60噸）平刃、斜刃兩用實驗剪切機上，用平行刃剪切的方式，進行了常溫下和高溫下的張力剪切實驗。

常溫下剪切的試件為兩種鋼種：一種為低碳鋼（含碳量為0.10%），另一種為高碳鋼（含碳量為0.51%）;六種尺寸規格：低碳鋼試件厚度H為4mm，寬度B為40、60、80mm，高碳鋼試件厚度H為3mm，寬度B為40、60、80mm。

常溫張力剪切實驗證明，當張力等于該金屬的屈服極限時，最大剪切力降低20～23%。

高溫下剪切的試件為低碳鋼，兩種尺寸規格：H×B＝15×15mm及20×20mm。剪切時被切件的溫度范圍為850℃～980℃。

高溫張力剪切后，切口平整，大大提高了受剪斷面的質量。