液壓剪板機(jī)的剪切過程淺析

液壓剪板機(jī)金屬剪板一般都經(jīng)過彈性變形、塑性變形、裂紋產(chǎn)生和滑移擴(kuò)展、斷裂分離等幾個階段。剪板后斷裂面上有明顯的圓角區(qū)、光亮帶、失穩(wěn)斷裂區(qū)等斷裂特征。

液壓剪板機(jī)在剪板中彈性變形階段是指動剪刃與板料發(fā)生接觸后，板料在力的作用下發(fā)生變形，這一階段的變形為彈性變形，此時，作用力還沒有達(dá)到材料的屈服極限。隨著剪板力的增大，當(dāng)應(yīng)力超過材料的屈服極限時，材料開始進(jìn)人塑性變形階段。由于動、靜剪刃處的剪板速度和受力大小都不相同，所以板料剪板斷面附近的塑性變形情況也不相同，在刃尖處會產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變集中，此處的材料首先發(fā)生屈服，形成剪板塌角。剪板時動剪刃處的材料向下彎曲，靜剪刃處的材料向上翹起。軸向間隙越大，產(chǎn)生的彎曲力矩越大，板料的上翹現(xiàn)象越嚴(yán)重，產(chǎn)生的塌角越大。采用套筒剪板并保持間隙值很小，可以在很大程度上限制板料上翹和坯料彎曲，而采用液壓夾緊剪板時，基本消除了被剪材料的移動自由度，完全限制了板料的上翹和坯料的彎曲。這樣剪板斷面處剪應(yīng)力沒有發(fā)生變化，而剪板斷面處的壓應(yīng)力減小，塑性變形減小，板料扭曲也減小。剪板機(jī)剪刃繼續(xù)向下運(yùn)動，造成壓應(yīng)力急劇增大，此區(qū)域的材料沿剪刃運(yùn)動方向的變形加劇，嚴(yán)重滑移，裂紋開始形成。當(dāng)上、下剪刃處形成的裂紋匯合后，板料斷裂分離。液壓剪板機(jī)夾緊剪板時，被剪區(qū)材料呈多向受壓狀態(tài)，裂紋基本沿直線擴(kuò)展，提高了板料的斷面質(zhì)量。

液壓剪板機(jī)剪板時各階段的受力不同造成剪板后的板料斷面存在不同剪切特征帶，一般情況下，剪板斷面主要是圓角區(qū)、光亮帶和失穩(wěn)斷裂面。圓角區(qū)是作用在板料上的剪板壓力和因剪板壓力形成的彎曲力矩共同作用使刃口附件的材料在力的作用下發(fā)生塑性變形而形成的。尤其當(dāng)動、靜剪刃間的軸向間隙大或剪板速度低時，圓角特征十分明顯。當(dāng)動剪刃切入材料后，在塑性變形和彎曲力矩引起的過材料的抗拉極限時就會發(fā)生失穩(wěn)斷裂而形成失穩(wěn)斷裂面。

液壓剪板機(jī)分析可知，采用徑向完全夾緊剪板時，在夾緊力的作用下，彎曲和上翹現(xiàn)象得到一定的消除，使剪板區(qū)材料處于多向受壓狀態(tài)，限制剪板區(qū)尤其是刃口處材料的塑性變形，減小圓角區(qū)和失穩(wěn)斷裂面的出現(xiàn)，提高斷面質(zhì)量。

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