在大規(guī)模生產(chǎn)的機(jī)械制造部門,如模鍛、輥鍛和冷熱擠壓零件中,棒材是主要的原材料。棒料剪斷機(jī)是制備這些鍛造坯料的主要設(shè)備。隨著21世紀(jì)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,精密鍛造、擠壓等少切削或無切削成形工藝的應(yīng)用越來越廣泛,這對(duì)所需坯料的體積(重量)誤差、端部形狀等幾何參數(shù)提出了越來越高的要求。然而,現(xiàn)有的下料方法存在著能耗高、效率低、材料消耗大、下料質(zhì)量差等問題。因此,尋找一種高質(zhì)量、高效率、低消耗的精密沖裁方法已成為人們的目標(biāo)。

棒料剪斷機(jī)是一種高生產(chǎn)率的剪切設(shè)備。對(duì)于大直徑鋼筋,每分鐘可以切割幾塊或更多塊,對(duì)于小直徑鋼筋,可以每分鐘切割50或60塊。以中小型棒材為例,鋸切時(shí)間與鋸切時(shí)間之比為1:20,鋸切材料的利用率比鋸切高25%。對(duì)于碳鋼或低合金鋼,冷剪或熱剪容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。與其他切割工藝相比,棒材切割工藝具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
目前,精密剪切方法的研究和應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面:
1、徑向夾剪,即先擰緊鋼筋,然后完成鋼筋切割。徑向夾緊剪切的優(yōu)點(diǎn)在于,它消除了普通剪切方法引起的桿傾斜的幾何原因,消除了剪切帶的彎矩,從而解決了坯料線彎曲后的剪切問題。然而,新的問題是改變剪切帶中材料的應(yīng)力狀態(tài)并形成多向應(yīng)力。
2、氫脆溫度下的熱剪切。該方法通常適用于低碳鋼的剪切。剪切前,應(yīng)將鋼筋預(yù)熱至溫?zé)釥顟B(tài),并利用該溫度區(qū)鋼的氫脆進(jìn)行剪切。盡管剪切平面的主體是剪切帶,但幾乎沒有凹凸,剪切平面的質(zhì)量良好,坍塌體積的橢圓度顯著降低。剪切法適用于大直徑鋼筋。四、 高速剪切是通過高速加載來提高坯料的剪切質(zhì)量。在高速載荷下,材料的韌性降低,脆性增加,剪切變形區(qū)變窄,塑性變形小,從而提高了剪切質(zhì)量。結(jié)果表明,當(dāng)加載速度大于4.5m/s時(shí),剪切質(zhì)量顯著提高。然而,高速剪切具有較大的沖擊力、較高的能耗和較差的機(jī)械條件。
3、軸向壓縮剪切,即在剪切過程中,軸向應(yīng)力施加在坯料的端面上,以增加棒材剪切區(qū)的軸向壓力,實(shí)現(xiàn)材料的塑性剪切分離。該方法主要適用于鋼、鋁和低碳鋼等軟材料。由于剪切過程中的壓力應(yīng)力大,切削刃和設(shè)備的工作環(huán)境惡化,機(jī)構(gòu)復(fù)雜,成本昂貴。



