液压剪板机的剪切过程浅析

液压剪板机金属剪板一般都经过弹性变形、塑性变形、裂纹产生和滑移扩展、断裂分离等几个阶段。剪板后断裂面上有明显的圆角区、光亮带、失稳断裂区等断裂特征。

液压剪板机在剪板中弹性变形阶段是指动剪刃与板料发生接触后，板料在力的作用下发生变形，这一阶段的变形为弹性变形，此时，作用力还没有达到材料的屈服极限。随着剪板力的增大，当应力超过材料的屈服极限时，材料开始进人塑性变形阶段。由于动、静剪刃处的剪板速度和受力大小都不相同，所以板料剪板断面附近的塑性变形情况也不相同，在刃尖处会产生应力、应变集中，此处的材料首先发生屈服，形成剪板塌角。剪板时动剪刃处的材料向下弯曲，静剪刃处的材料向上翘起。轴向间隙越大，产生的弯曲力矩越大，板料的上翘现象越严重，产生的塌角越大。采用套筒剪板并保持间隙值很小，可以在很大程度上限制板料上翘和坯料弯曲，而采用液压夹紧剪板时，基本消除了被剪材料的移动自由度，完全限制了板料的上翘和坯料的弯曲。这样剪板断面处剪应力没有发生变化，而剪板断面处的压应力减小，塑性变形减小，板料扭曲也减小。剪板机剪刃继续向下运动，造成压应力急剧增大，此区域的材料沿剪刃运动方向的变形加剧，严重滑移，裂纹开始形成。当上、下剪刃处形成的裂纹汇合后，板料断裂分离。液压剪板机夹紧剪板时，被剪区材料呈多向受压状态，裂纹基本沿直线扩展，提高了板料的断面质量。

液压剪板机剪板时各阶段的受力不同造成剪板后的板料断面存在不同剪切特征带，一般情况下，剪板断面主要是圆角区、光亮带和失稳断裂面。圆角区是作用在板料上的剪板压力和因剪板压力形成的弯曲力矩共同作用使刃口附件的材料在力的作用下发生塑性变形而形成的。尤其当动、静剪刃间的轴向间隙大或剪板速度低时，圆角特征十分明显。当动剪刃切入材料后，在塑性变形和弯曲力矩引起的过材料的抗拉极限时就会发生失稳断裂而形成失稳断裂面。

液压剪板机分析可知，采用径向完全夹紧剪板时，在夹紧力的作用下，弯曲和上翘现象得到一定的消除，使剪板区材料处于多向受压状态，限制剪板区尤其是刃口处材料的塑性变形，减小圆角区和失稳断裂面的出现，提高断面质量。

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