中厚板摆切式双边剪的剪切控制要点

中厚板摆切式双边剪的剪切控制要点
李伟波
【摘要】文章对八钢中厚板摆切式双边剪的剪切过程进行分析,结合钢板剪切过程的受力状态,以消除剪切缺陷,保证钢板切边质量为目的,提出了相关的控制要点.【期刊名称】《新疆钢铁》
【年(卷),期】2011(000)002
【总页数】3页(P52-54)
【关键词】中厚板;摆切式;双边剪;间隙;牙口
【作者】李伟波
【作者单位】新疆八一钢铁股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG333.2+1
1 前言
在中厚板的生产流程中，钢板的剪切是一项十分重要的工序，经过轧制后，毛边钢板的缺陷集中在头尾及边部，同时由于变形的不均匀性，钢板的头边往往也是不规则的，所以必须使用切割设备对毛边钢板进行切边和切头尾，以实现切除缺陷的目的，同时按照合同要求对钢板进行精确定宽、定长。

八钢中厚板投产以来一直使用摆切式双边剪对钢板进行切边作业，通过对剪切过程的观察，以及对相关参数的收集分析，对调整方法反复探索，逐步形成了一套稳定
钢板切边质量的工艺控制方法。

2 摆切式双边剪简介
为了减少剪切翘曲，提高剪切精度，现代中厚板的切边设备均以双边剪为主，按照其剪刃的运行方式分为摆切式双边剪和滚切式双边剪。

设备主要组成：双边剪本体分为固定侧和移动侧两个部分，两个部分分别由各自主电机和传动系统驱动，各装配有一付剪刃。

固定侧和移动侧分别布置于辊道线的两侧，生产过程中钢板从这两部分的中间通过，其两侧的毛边分别被固定侧剪刃和移动侧剪刃切下并碎断。

双边剪移动侧可以沿着辊道轴线方向进行移动，从而达到调整双边剪开口度的目的，以实现对不同宽度的钢板进行切边。

双边剪入口及出口均装配有两对夹送辊，剪切过程中，夹送辊夹持住钢板，保证钢板的稳定性，同时配合剪刃的剪切动作均匀递送钢板。

摆切式双边剪如图1所示。

图1 摆切式双边剪剪切示意1.上剪刃；2.下剪刃；3.钢板；4.废边
工作原理：双边剪工作时，两侧的上剪刃在电机驱动下，做上下往复运动，其运行轨迹为圆弧形；下剪刃固定不动，配合上剪刃进行钢板边部的剪切。

钢板的毛边被剪切下来之后，必须进行碎边（即分段），以方便废边料的输送和收集，所以双边剪两侧的下剪刃实际由两个部分构成：一部分是主剪刃，作用是配合上剪刃切边；一部分是碎边剪刃，作用是完成毛边的碎断。

双边剪下剪刀，如图2所示。

图2 双边剪下剪刃示意图1.主剪刃；2.碎边剪刃；3.刀座。

3 控制要点
双边剪剪切过程的稳定而高效是确保生产过程流畅、产品质量优质的重要因素，要达到这一目的，必须对关键参数进行严格把控。

3.1 双边剪本体控制要点
3.1.1 夹送辊
夹送辊的功能是夹持钢板配合剪刃动作向前递送钢板。

每只夹送辊辊环直径相同，
且辊径要控制在0.5mm以内；剪机两侧的夹送辊运行要求同步。

这样确保钢板在剪切过程中平直地向前运行，避免跑偏造成剪切牙口（错刀）。

两侧夹持压力要合适（一般在0.25～0.5MPa），压力过小则对钢板的夹持力不足，减小了钢板递送的有效距离；压力过大，轻则使钢板表面氧化铁皮暴起，重则损伤钢板表面。

3.1.2 下刀机构锁紧装置
下刀机构锁紧装置的作用类似于轧机的上辊平衡装置，都是消除设备本体的间隙，通过这个装置的锁紧，可以消除大部分剪刃间隙的漂移量，从而使双边剪在稳定的剪刃间隙下进行切边，不但保护了设备安全，也是精确调整剪刃间隙的前提条件之一。

3.1.3 上剪刃退刀量
由于双边剪上剪刃是做上下往复动作，且运行轨迹为圆弧形，所以要在每次落下完成剪切后向后退行一定的量（即退刀量），然后才可继续上行，为下一次剪切做准备，否则上行过程中会再次接触钢板，使之在剪机中产生横向位移；同时也会把剪切毛刺反刮到钢板上表面上，导致毛刺压入的表面缺陷；长时间如此运行对上剪刃本身也会造成损伤。

鉴于上述考虑，上剪刃运行过程中应保证足够的退刀量，至少在1.5mm以上。

3.2 工艺参数控制
3.2.1 剪刃装配
剪刃装配精度是稳定剪切的重要前提条件。

各螺丝紧固牢靠且受力均匀；剪刃的厚度尺寸对应剪切方向，故剪刃沿长度方向的厚度差必须小于0.1mm；下剪刃的主剪刃与碎边剪刃之间不得有间隙，以避免碎边时金属变形挤入，影响碎边部位剪切质量；剪刃本体在底座上应横平竖直，定位键锁定可靠，从而保证上下剪刃尺寸配合精确到位。

3.2.2 剪切同步度
钢板的两边分别由固定侧剪刃和移动侧剪刃切下，所以在剪切之前首先要确保两侧剪刃的剪切动作具有高度的同步性，也就是说要保证两侧的上剪刃同时接触钢板，使剪切时产生的水平力相互平衡，否则钢板会在机架中来回横移，造成剪切面牙口。

剪切的同步需要由几个方面保证：（1）电机驱动同步，由电气同步手段来实现；（2）主轴运行相位角一致；（3）上剪刃初始位置一致，可用标尺分别测量两侧
剪刃的开口尺寸，如有偏差可通过点动运行主轴方式进行微调。

正常剪切钢板之前可试剪铁丝等软质材料，通过手感来确定两侧剪切是否同步。

3.2.3 剪刃间隙调整
剪刃间隙是控制剪切稳定性和剪切质量的关键参数，实际生产过程中剪刃间隙的调整是最频繁的参数，要根据钢板的厚度进行对应调节。

剪刃间隙偏小则金属滑移阶段长，设备受力大，剪刃磨损快，剪切断面不平整；剪刃间隙偏大则会产生塌边、毛刺等现象，另外此时金属主要靠裂纹失稳扩展而断裂，会造成剪切面因缺肉而参差不齐。

通过现场调试和摸索，为消除剪切牙口，八钢中厚板双边剪的剪刃间隙采用楔形调整方式，即：剪刃入口间隙大，出口间隙小，具体参数见表1。

表1 中厚板剪刀间隙范围序号厚度,mm 入口出口碎边剪剪刃间隙范围,mm 1 10～12 0.2～0.5 1.5～2.2 0.5～1 2 12～14 0.2～0.6 1.8～2.4 0.5～1 3
14～16 0.3～0.7 2.0～2.8 0.5～1 4 16～18 0.5～0.8 2.2～3.2 0.5～1 5
18～20 0.5～0.9 2.5～3.5 0.5～1 6 20～25 0.5～1.0 3.0～4.0 0.5～1 7
25～30 0.5～1.2 3.5～4.5 0.5～1
剪刃间隙的具体取值还要综合考虑钢种、钢温等因素，同等厚度条件下，屈服强度越低或者钢温越高则相应选取较大的间隙值，避免滑移阶段过长。

3.2.4 典型剪切缺陷及消除方法
（1）塌边及缺肉的消除方法：缩小剪刃间隙；更换磨损剪刃。

（2）剪切断面结瘤的消除方法：放大剪刃间隙；对出口侧剪刃进行适度修磨。

（3）牙口（也称为错刀）的消除方法：对应调整剪刃间隙的斜度；保证两侧剪切同步。

（4）剪裂的消除方法：控制剪切温度低于200℃，以避开兰脆区；对于需带温剪切的钢板则要抢温剪切；保证足够的切边量，一般要大于20mm。

（5）压痕的消除方法：保持压缩空气对剪刃部位的充分吹扫；保证钢板表面的清扫；夹送辊宽度与钢板宽度相对应，以免夹持力不均而夹伤钢板。

（6）镰刀弯的消除方法：钢板朝哪一侧弯曲，则相应增大这一侧的夹持力，或减小另一侧夹持力；缩小扶持立辊的开口度，保证其靠住钢板边部。

4 结束语
2009年3～9月，是针对摆切式双边剪控制参数反复探索和初步形成规范的阶段，这个期间设备精度未能完全达标，控制手段不成熟，各类剪切缺陷发生的频次高，调整造成的停车时间也相对较多。

2009年10月至2010年4月，各专业人员认真对各类事故原因进行分析，逐一
制定解决方案，反复实施、反复验证，设备运行状态逐步趋于稳定，各控制参数也形成了可靠的规范，切边过程控制能力大幅提高，对各类缺陷的形成原因和消除方法有了明确的认识，切边质量获得了极大的提升。

2010年5～12月，在巩固已有成果的前提之下，通过优化剪切操作流程，提升操作熟练程度，提高设备动作速度等一系列措施，由于剪切故障引起停车时间及质量异议大幅度减少，剪切工序产能也得到进一步的提升。

设备精度达标、工艺控制得当，是保证双边剪剪切稳定性和剪切质量的必要条件，实际生产过程中二者相辅相成，才能使切边这一关键工序持续而稳定地发挥作用。