预压痕变速剪切下料方法

摘要

一种金属下料领域的预压痕变速剪切下料方法，通过将坯料置于轴向间隙、径向间隙和预压痕量经调整的剪切模具中，以低速完成预剪量的剪切，以高速完成剩下的行程，实现坯料预压痕变速剪切。本发明可以剪切各种塑性特性的材料，保证剪切效率的同时，提升断面质量。

权利要求

1.一种预压痕变速剪切下料方法，其特征在于，通过将坯料置于轴向间隙、径向间隙和预压痕量经调整的剪切模具中，以低速完成预剪量的剪切，以高速完成剩下的行程，实现坯料的预压痕变速剪切；

所述的预压痕量，设置为10％～25％的剪切行程，所述的剪切行程，为动刀开始动作到坯料和棒料完成剪切分离的过程所走的行程定义为剪切行程，在剪切前，先剪切一段坯料，从而确定其剪切行程，然后再依据这个剪切行程确定预压痕量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的坯料采用棒料或校直后的卷料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的棒料或校直后的卷料均为退火态，且直线度不大于1:500。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的剪切模具，包括动模和定模，其中：动模相对定模进行上下运动实现坯料剪切，动模与定模的间距为轴向间隙，定模与坯料之间的间隙为径向间隙。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是，所述的轴向间隙，通过调整动模与定模的间隙，使其控制在棒料直径的1％‐3％。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是，所述的径向间隙，将直线度满足要求的坯料放入模具，达到指定的下料长度，然后收紧模具与坯料之间的间隙，使得其单边间隙满足：当棒料直径大于20mm时，单边间隙量小于等于0.4mm；当棒料直径小于20mm时，单边间隙量小于棒料直径的2％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的低速是指：10～50mm/s；所述的高速是指：1m/s以上。

说明书

预压痕变速剪切下料方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种金属下料领域的技术，具体是一种预压痕变速剪切下料方法。

背景技术

[0002] 剪切下料工艺相比于传统的锯切下料和折断下料，有着效率高和材料利用率高的特点，因此得到了广泛应用。但是剪切下料得到的断面质量存在一些缺陷，比如断面呈椭圆度，断面不光滑有毛刺等等。传统的剪切下料方法是定刀和动刀对棒料抱紧，然后在动刀的作用下完成剪切过程。

[0003] 为改善断面质量，多种下料工艺的新方法被提出，如中国专利文献号CN1189403A和CN2322729Y均提出复合剪切工艺方法，该技术中涉及一种复合精密棒料剪断机，包括复合剪切深度调整部分、夹紧和剪切部分、推动夹紧和松开部分、曲柄复合剪切部分，其特点是预剪深度约为1/3到3/4的剪切深度，当预剪结束后，滑块反向运动，从而获得剪切截面垂直的断面。但是，1/3到3/4剪切深度的预剪深度，对材料的塑性提出了很高的要求，对于塑性较差的材料，此种方法难以适用。

[0004] 生产中常用预刻V形槽剪切下料工艺，通过预刻V形槽，人为造成应力集中点，减小剪切力，同时可以获得更平整的断面。如唐勇等2010年发表在《中国机械工程》期刊上的文章《金属棒料精密下料新工艺及实验研究》中提出了一种旋转锻打疲劳下料工艺，该工艺分为三步：第一步，在金属棒料上车制环形V形槽，产生初始裂纹；第二步，确定疲劳锻打机的打击频率和打击位移控制曲线，从而获得合适的加载方式；第三步，通过调节变频器主电机的转速实现对金属棒料打击频率的控制，通过径向位移调节机构和伺服电机实现对打击行程的控制，从而达到对金属棒料实施合理加载方式的目的。该旋转锻打疲劳机能对不同直径不同材料进行下料。但是，在下料前增加一道车制环形V形槽工艺，使得剪切效率降低。

发明内容

[0005] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种预压痕变速剪切下料方法，可以剪切各种塑性特性的材料，保证剪切效率的同时，提升断面质量。

[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0007] 本发明通过将坯料至于轴向间隙、径向间隙和预压痕量经调整的剪切模具中，以低速完成预剪量的剪切，以高速完成剩下的行程，实现坯料的预压痕变速剪切。

[0008] 所述的坯料采用棒料或校直后的卷料。

[0009] 所述的棒料或校直后的卷料均为退火态，且直线度不大于1:500。

[0010] 所述的剪切模具，包括：动模和定模，其中：动模相对定模进行上下运动实现坯料剪切，动模与定模的间距为轴向间隙，剪切模具与坯料之间的间隙为径向间隙。

[0011] 所述的轴向间隙，通过调整动模与定模的间隙，使其控制在棒料直径的1％‐3％。

[0012] 所述的径向间隙，将直线度满足要求的坯料放入模具，达到指定的下料长度，然后收紧模具与坯料之间的间隙，使得其单边间隙满足：当棒料直径大于20mm时，单边间隙量小于等于0.4mm；当棒料直径小于20mm时，单边间隙量小于棒料直径的2％。

[0013] 所述的预压痕量，设置为10％～25％的剪切行程，所述的剪切行程，为动刀开始动作到坯料和棒料完成剪切分离的过程所走的行程定义为剪切行程。在剪切前，先剪切一段坯料，从而确定其剪切行程，然后再依据这个剪切行程确定预压痕量。

[0014] 所述的低速是指：10～50mm/s；所述的高速是指：1m/s以上。

[0015] 技术效果

[0016] 与现有技术相比，本发明技术效果包括：

[0017] 1、剪切得到的断面更为平整，改善了断面质量；

[0018] 2、相比于传统的高速剪切下料方法，预压痕变速剪切下料的方法能在一定程度上节约能量。

附图说明

[0019] 图1为本发明的工艺流程图。

[0020] 图2为动刀行程图。

[0021] 图3为剪切模具示意图；

[0022] 图中：动模1、定模2、坯料3。

[0023] 图4预压剪切示意图。

[0024] 图5为普通剪切断面图和预压剪切断面图的对比示意图。可以看出断面光亮带分为预剪阶段的光亮带和高速剪切阶段的光亮带，并且预压剪切带断面比普通剪切断面图更加平整。

具体实施方式

[0025] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0026] 实施例1

[0027] 如图3所示，本实施例采用的剪切模具包括：动模1和定模2，当坯料3至于定模1和动模2中后，通过设置定模2和动模1的初始水平间距和垂直间距后，由液压装置驱动动模1与定模2产生相对运动，从而实现剪切。

[0028] 本实施例包括以下步骤：

[0029] 1、选用直径为15mm的20cr棒料，热处理状态为退火态，且满足直线度不大于1:500；

[0030] 2、调整定模和动模的位置关系，使模具轴向间隙为0.3mm，即棒料直径的2％；

[0031] 3、将棒料放入模具，调节径向间隙，使得径向间隙为0.3mm，即棒料直径的2％；

[0032] 4、先剪切一段坯料，得到剪切行程为3mm，确定预剪深度为0.7mm，预剪深度约为剪切行程的23％；

[0033] 5、预剪阶段动刀的剪切速度为20mm/s，剩下的行程阶段剪切速度为1m/s；

[0034] 6、按照上述动刀行程进行剪切下料。

[0035] 实施例2

[0036] 本实施例包括以下步骤：

[0037] 1、选用直径为20mm的10号钢盘料，热处理状态为退火态，进行开卷校直，校直后的的直线度不大于1:500；

[0038] 2、调整定模和动模的位置关系，使模具轴向间隙为0.3mm，即棒料直径的1.5％；

[0039] 3、将棒料放入模具，调节径向间隙，使得径向间隙为0.3mm，即棒料直径的1.5％；

[0040] 4、先剪切一段坯料，得到剪切行程为4mm，确定预剪深度为1mm，预剪深度约为剪切行程的25％；

[0041] 5、预剪阶段动刀的剪切速度为10mm/s，剩下的行程阶段剪切速度为1.1m/s；

[0042] 6、按照上述动刀行程进行剪切下料。

[0043] 实施例3

[0044] 本实施例包括以下步骤：

[0045] 1、选用直径为20mm的10号钢盘料，热处理状态为退火态，进行开卷校直，校直后的的直线度不大于1:500；

[0046] 2、调整定模和动模的位置关系，使模具轴向间隙为0.3mm，即棒料直径的1.5％；

[0047] 3、将棒料放入模具，调节径向间隙，使得径向间隙为0.3mm，即棒料直径的1.5％；

[0048] 4、先剪切一段坯料，得到剪切行程为4mm，确定预剪深度为1mm，预剪深度约为剪切行程的25％；

[0049] 5、预剪阶段动刀的剪切速度为10mm/s，剩下的行程阶段剪切速度为1.2m/s；

[0050] 6、按照上述动刀行程进行剪切下料。