專(zhuān)利名稱(chēng):“張力剪切”金屬的方法
本發(fā)明屬于一種切斷金屬的工藝方法。
在機(jī)械制造工業(yè)和冶金工業(yè)中，常常需要將金屬材料切成一定的長(zhǎng)度，為進(jìn)一步運(yùn)輸、儲(chǔ)放或加工創(chuàng)造條件。這種工序被稱(chēng)為剪斷工序，用于剪斷金屬的機(jī)械被稱(chēng)為剪切機(jī)。
目前現(xiàn)有的剪切機(jī)，不論是平行刃式剪切機(jī)或是斜刃式剪切機(jī)，它們的剪切操作過(guò)程都是將被切件放置在剪切機(jī)的上、下剪刃之間，然后驅(qū)動(dòng)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(guò)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(chǎn)生塑性剪切滑移和被切金屬在受剪區(qū)域內(nèi)萌生裂紋，并且，裂紋擴(kuò)展和裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展導(dǎo)致斷裂。同時(shí)，由于剪刃塑性壓入被切件，上、下剪刃對(duì)被切件的壓擠，使被切金屬將沿著被切斷面橫向流動(dòng)，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(mǎn)足進(jìn)一步加工的要求而白白浪費(fèi)掉。在機(jī)械制造工業(yè)和冶金工業(yè)中，剪切操作是大量的操作工序，故極累起來(lái)，每年由此種原因而造成的金屬浪費(fèi)是十分嚴(yán)重的。這種浪費(fèi)金屬的傳統(tǒng)剪切方法早已引起人們的重視，國(guó)內(nèi)外曾經(jīng)采用過(guò)套筒法。然而，套筒法雖然能夠消除剪切時(shí)斷面形狀變化的缺點(diǎn)，但是，就目前技術(shù)而言，對(duì)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(jī)的生產(chǎn)能力。同時(shí)，在冶金工業(yè)和鍛造工業(yè)中，經(jīng)常剪切處于高溫狀態(tài)下的金屬，因此采用套筒法更為不便。
本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提高被切件受剪斷面的質(zhì)量，防止切頭部分金屬浪費(fèi)，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，提高剪切機(jī)的生產(chǎn)能力。
本發(fā)明的解決方案是利用應(yīng)力狀態(tài)對(duì)金屬機(jī)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(tài)下進(jìn)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(dòng)，所以使被切件的受剪斷面不改變形狀。
在剪切過(guò)程中，剪切力是變化的，最大剪切力產(chǎn)生于剪刃塑性壓入金屬的階段。根據(jù)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(guò)程中的最大剪切力。同時(shí)，根據(jù)斷裂力學(xué)的理論，在縱向張力的作用下，金屬的斷裂將提前發(fā)生。因此，將剪切力降低和斷裂較早兩個(gè)效果結(jié)合起來(lái)，從而導(dǎo)致了剪切功和剪切功率的降低。按本發(fā)明設(shè)計(jì)新的或改造舊的剪切機(jī)，都能降低設(shè)備重量和剪切能耗。
本發(fā)明“張力剪切”金屬方法的具體操作是首先根據(jù)要求將被切件放置在上、下剪刃之間，再用液壓傳動(dòng)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(dòng)的張力裝置拉伸被切件，使被切金屬體內(nèi)產(chǎn)生等于屈服極限的拉應(yīng)力，簡(jiǎn)稱(chēng)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(dòng)將夾緊裝置松開(kāi)，同張力裝置一起退回原位，等待下一次剪切操作。
本發(fā)明采用了所屬技術(shù)領(lǐng)域：
里普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┑某Ｒ?guī)的工藝方法，因此對(duì)于本學(xué)科的專(zhuān)家來(lái)說(shuō)，他們可以對(duì)本發(fā)明的“張力剪切”金屬的方法進(jìn)行各種各樣的改變，但是最終總離不開(kāi)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
本發(fā)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(fèi)，使剪切機(jī)既能常溫下剪切，又能高溫下剪切，適用性強(qiáng)，而且簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，降低剪切功和剪切功率，顯著提高了剪切機(jī)的生產(chǎn)能力。
本發(fā)明從附圖中更加清楚說(shuō)明“張力剪切”的顯著特征。
圖1是張力剪切系統(tǒng)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(shí)施例在0.588兆牛(60噸)平刃、斜刃兩用實(shí)驗(yàn)剪切機(jī)上，用平行刃剪切的方式，進(jìn)行了常溫下和高溫下的張力剪切實(shí)驗(yàn)。
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(guī)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(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)張力等于該金屬的屈服極限時(shí)，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(guī)格H×B＝15×15mm及20×20mm。剪切時(shí)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(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種切斷金屬的工藝方法，本發(fā)明的特征是采用“張力剪切”，即被切件在受拉伸的狀態(tài)下進(jìn)行剪切。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的“張力”，其特征是被切金屬體內(nèi)產(chǎn)生等于屈服極限的拉應(yīng)力，簡(jiǎn)稱(chēng)為張力。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明屬于一種切斷金屬的工藝方法。
文檔編號(hào)B23D17/00GK86107659SQ86107659
公開(kāi)日1987年5月20日 申請(qǐng)日期1986年11月11日
發(fā)明者劉培鍔 申請(qǐng)人:鞍山鋼鐵學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan