冶金设备剪切机使用技术介绍
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1) 在小型剪切机上，考虑经常是同时剪切几个小断面钢 坯，此时
l =(3～4)bmax 2) 在大、中型剪切机上，刀刃长度按下式计算：
l =(2～2.5)bmax 对剪切板坯的剪切机，刀刃长度按下式计算：
l = bmax +(100～300)
式中 l ——刀刃长度，mm； bmax——被切钢坯横断面的最大宽度，mm。
2.下切式平行刀片剪切机
特点是：上下刀都运动，但剪切轧件的动
作由下刀来完成，剪切时上刀不运动。由于剪 切时下刀台将轧件抬离辊道(图8-2) (P257页)， 故在剪切机后不设摆动台，而且这种剪切机的 机架不承受剪切力。由于上述两个特点，下切 式平行刀片剪切机普遍用来剪切中型和大型钢 坯和板坯，以减轻整个剪切机组的设备重量。 这种剪切机的剪切机构较为复杂，往往由多杆 机构组成。
S ——上下刀片的重叠量，一般取S=5～25mm。
对于采用曲柄连杆(或偏心连杆)机构的剪切机，曲柄轴 半径(或偏心轴的偏心)R，等于刀片行程的一半。
2. 刀片尺寸
刀片尺寸包括刀刃长度l，刀片横断面高度h’及宽度 b’。这些尺寸可以根据被切钢坯最大断面尺寸来选取。
刀刃长度可按下述经验公式确定：
对剪切方坯的剪切机，刀刃长度分两种情况计算：
式中Fmax ——被剪轧件最大的原始断面面积，mm； 切τm阻ax 力—，—M被P剪a；轧件材料在相应剪切温度下最大的单位剪 K ——考虑由于刀刃磨钝、刀片间隙增大而使剪切力提 高的系数，其数值根据剪切机能力选取： 小型剪切机(P<1.6MN) K=1.3 中型剪切机(P=2.5～8.0MN) K=1.2 大型剪切机(P>10MN) K=1.1
8-1
式中H——刀片行程(指刀片的最大行程)； h ——被切轧件最大断面高度； f ——轧件上表面与压板之间的距离，此值的选取要保证 轧件有一定翘头时，仍能通 过剪切机，一般取f=50～ 75mm； q距1 离—，—一为般了取避q免1=上5～刀5受0m轧m件；冲撞，而使压板低于上刀的 q损2 ，—使—下为刀了低使于轧辊件道能表顺面利的通过距剪离切，机一，般下取刀q不2 =被5～轧2件0m磨m；
第8章 剪切机
8.1 剪切机的用途与分类 8.2 平刃剪切机 8.3 斜刃剪切机 8.4 圆盘式剪切机 8.5 飞剪机的结构形式和工作原理 8.6 飞剪机剪切长度的调节
8.1 剪切机的用途与分类
用于对轧件进行切头、切尾或剪切成规定 尺寸(定尺)的机械称为剪切机。根据剪切机刀片 形状、配置以及剪切方式等特点，剪切机可分 为平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪 切机和飞剪机。表8-1(P256页)表示了这些剪切 机的特点和用途。
1. 刀片行程
刀片行程是剪切机最主要的结构参数，它决 定了剪切机的高度。在剪切能力允许的范围内， 它也决定了所能剪切的轧件最大断面高度。
刀片行程根据轧件最大断面高度、剪切终 了时刀片的重叠量以及下刀片与辊道表面的距 离等参数(图8-3) (P258页)，可按下式计算
H = h + f + q1 + q2 + S
§ 8.2.4 单位剪切阻力曲线与剪切力和剪切功 1．单位剪切阻力曲线
根据钢种查图表。
2．最大剪切力Pmax 在设计剪切机时，首先要根据所剪轧件最大断 面尺寸来确定剪切机公称能力，它是根据计算 的最大剪切力并参照有关标准和资料确定的。
最大剪切力Pmax可按下式计算
Pmax =K τmax Fmax
§ 8.2.3 轧件剪切过程分析
金属的剪切过程可以分为以下几个阶段：刀片弹
性压入金属阶段；刀片塑性压入金属阶段；金属塑性 滑移阶段；金属内裂纹萌生和扩展阶段；金属内裂纹 失稳扩展和断裂阶段。一般可粗略地分为两个阶段： 刀片压入金属阶段和金属塑性滑移阶段。在不同阶段， 被剪切金属剪切区域内应力状态是不同的。在整个剪 切过程中，剪切区应力状态不断变化，剪切力也不断 变化。实验表明，最大剪切力产生于刀片塑性压入阶 段终了、金属塑性滑移阶段开始之时。因此，一般可 将剪切过程分为两个阶段来建立剪切过程的受力模型。 压入阶段作用在被剪切金属上的力，如图8-4(P260页) 所示。
8.2 平刃剪切机
§ 8.2.1 类型 根据剪切轧件时刀片的运动特点，平
行刀片剪切机可分为上切式和下切式两 大类。
1. 上切式平行刀片剪切机
特点：下刀固定不动，上刀则上下运动。如 图8-1(P257页)所示，其剪切机构是由最简单的 曲柄连杆机构组成。剪切时，上刀压着轧件下 降，迫使摆动台也下降。当剪切完毕，上刀上升 时，摆动台在其平衡装置作用下也回升至原始位 置。此类剪切机由于结构简单，广泛用来剪切 中小型钢坯。此外，随着快速换刀片的生产需 要，也出现了能快速换刀的上切式平行刀片剪切 机，用来剪切初轧钢坯和板坯。当然，其设备重 量会有较大的增加，结构也稍复杂些。
平行刀片剪切机一般都由电动机驱动， 根据其工作制度，可分为启动工作制和 连续工作制两种。
在大型平行刀片剪切机上，除采用电 动机驱动外，也有采用液压传动的。
§ 8.2.2结构参数
平行刀片剪切机的主要参数包括两大 类：一为结构参数，即刀片行程、刀片 尺寸(长度、高度与厚度)和理论空行程次 数；二为力能参数，即剪切力、剪切功、 剪切力矩及电动机功率。
刀片断面高度及宽度可按下述经验公式确定 h’ = (0.65～1.5)h
b’ = h’/(2.5～3)
式中 h’ ——刀片断面高度，mm； h ——被切钢坯断面高度，mm； b’ ——刀片断面宽度，mm。
3．理论空行程次数(剪切次数)
剪切机的每分钟理论空行程次数代表了剪 切机的Hale Waihona Puke Baidu产率。理论空行程次数(剪切次数)的 提高受到电动机功率和剪切机结构型式的限制。 确定剪切次数时，可根据轧钢机生产率和有关 参考数据选定。
表8-2(P259页)是我国原一机部制定的热钢 坯剪切机基本参数(JB2093-77)，表中列出了剪 切机刀片行程、刀片尺寸和理论空行程次数等 有关数据，可供设计剪切机时选用。
显然，剪切机在剪切轧件时的实际剪切次数，总 是远远小于理论空行程次数。因为在轧件两次剪切之间， 需要完成轧件运输、定尺等辅助工序。
l =(3～4)bmax 2) 在大、中型剪切机上，刀刃长度按下式计算：
l =(2～2.5)bmax 对剪切板坯的剪切机，刀刃长度按下式计算：
l = bmax +(100～300)
式中 l ——刀刃长度，mm； bmax——被切钢坯横断面的最大宽度，mm。
2.下切式平行刀片剪切机
特点是：上下刀都运动，但剪切轧件的动
作由下刀来完成，剪切时上刀不运动。由于剪 切时下刀台将轧件抬离辊道(图8-2) (P257页)， 故在剪切机后不设摆动台，而且这种剪切机的 机架不承受剪切力。由于上述两个特点，下切 式平行刀片剪切机普遍用来剪切中型和大型钢 坯和板坯，以减轻整个剪切机组的设备重量。 这种剪切机的剪切机构较为复杂，往往由多杆 机构组成。
S ——上下刀片的重叠量，一般取S=5～25mm。
对于采用曲柄连杆(或偏心连杆)机构的剪切机，曲柄轴 半径(或偏心轴的偏心)R，等于刀片行程的一半。
2. 刀片尺寸
刀片尺寸包括刀刃长度l，刀片横断面高度h’及宽度 b’。这些尺寸可以根据被切钢坯最大断面尺寸来选取。
刀刃长度可按下述经验公式确定：
对剪切方坯的剪切机，刀刃长度分两种情况计算：
式中Fmax ——被剪轧件最大的原始断面面积，mm； 切τm阻ax 力—，—M被P剪a；轧件材料在相应剪切温度下最大的单位剪 K ——考虑由于刀刃磨钝、刀片间隙增大而使剪切力提 高的系数，其数值根据剪切机能力选取： 小型剪切机(P<1.6MN) K=1.3 中型剪切机(P=2.5～8.0MN) K=1.2 大型剪切机(P>10MN) K=1.1
8-1
式中H——刀片行程(指刀片的最大行程)； h ——被切轧件最大断面高度； f ——轧件上表面与压板之间的距离，此值的选取要保证 轧件有一定翘头时，仍能通 过剪切机，一般取f=50～ 75mm； q距1 离—，—一为般了取避q免1=上5～刀5受0m轧m件；冲撞，而使压板低于上刀的 q损2 ，—使—下为刀了低使于轧辊件道能表顺面利的通过距剪离切，机一，般下取刀q不2 =被5～轧2件0m磨m；
第8章 剪切机
8.1 剪切机的用途与分类 8.2 平刃剪切机 8.3 斜刃剪切机 8.4 圆盘式剪切机 8.5 飞剪机的结构形式和工作原理 8.6 飞剪机剪切长度的调节
8.1 剪切机的用途与分类
用于对轧件进行切头、切尾或剪切成规定 尺寸(定尺)的机械称为剪切机。根据剪切机刀片 形状、配置以及剪切方式等特点，剪切机可分 为平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪 切机和飞剪机。表8-1(P256页)表示了这些剪切 机的特点和用途。
1. 刀片行程
刀片行程是剪切机最主要的结构参数，它决 定了剪切机的高度。在剪切能力允许的范围内， 它也决定了所能剪切的轧件最大断面高度。
刀片行程根据轧件最大断面高度、剪切终 了时刀片的重叠量以及下刀片与辊道表面的距 离等参数(图8-3) (P258页)，可按下式计算
H = h + f + q1 + q2 + S
§ 8.2.4 单位剪切阻力曲线与剪切力和剪切功 1．单位剪切阻力曲线
根据钢种查图表。
2．最大剪切力Pmax 在设计剪切机时，首先要根据所剪轧件最大断 面尺寸来确定剪切机公称能力，它是根据计算 的最大剪切力并参照有关标准和资料确定的。
最大剪切力Pmax可按下式计算
Pmax =K τmax Fmax
§ 8.2.3 轧件剪切过程分析
金属的剪切过程可以分为以下几个阶段：刀片弹
性压入金属阶段；刀片塑性压入金属阶段；金属塑性 滑移阶段；金属内裂纹萌生和扩展阶段；金属内裂纹 失稳扩展和断裂阶段。一般可粗略地分为两个阶段： 刀片压入金属阶段和金属塑性滑移阶段。在不同阶段， 被剪切金属剪切区域内应力状态是不同的。在整个剪 切过程中，剪切区应力状态不断变化，剪切力也不断 变化。实验表明，最大剪切力产生于刀片塑性压入阶 段终了、金属塑性滑移阶段开始之时。因此，一般可 将剪切过程分为两个阶段来建立剪切过程的受力模型。 压入阶段作用在被剪切金属上的力，如图8-4(P260页) 所示。
8.2 平刃剪切机
§ 8.2.1 类型 根据剪切轧件时刀片的运动特点，平
行刀片剪切机可分为上切式和下切式两 大类。
1. 上切式平行刀片剪切机
特点：下刀固定不动，上刀则上下运动。如 图8-1(P257页)所示，其剪切机构是由最简单的 曲柄连杆机构组成。剪切时，上刀压着轧件下 降，迫使摆动台也下降。当剪切完毕，上刀上升 时，摆动台在其平衡装置作用下也回升至原始位 置。此类剪切机由于结构简单，广泛用来剪切 中小型钢坯。此外，随着快速换刀片的生产需 要，也出现了能快速换刀的上切式平行刀片剪切 机，用来剪切初轧钢坯和板坯。当然，其设备重 量会有较大的增加，结构也稍复杂些。
平行刀片剪切机一般都由电动机驱动， 根据其工作制度，可分为启动工作制和 连续工作制两种。
在大型平行刀片剪切机上，除采用电 动机驱动外，也有采用液压传动的。
§ 8.2.2结构参数
平行刀片剪切机的主要参数包括两大 类：一为结构参数，即刀片行程、刀片 尺寸(长度、高度与厚度)和理论空行程次 数；二为力能参数，即剪切力、剪切功、 剪切力矩及电动机功率。
刀片断面高度及宽度可按下述经验公式确定 h’ = (0.65～1.5)h
b’ = h’/(2.5～3)
式中 h’ ——刀片断面高度，mm； h ——被切钢坯断面高度，mm； b’ ——刀片断面宽度，mm。
3．理论空行程次数(剪切次数)
剪切机的每分钟理论空行程次数代表了剪 切机的Hale Waihona Puke Baidu产率。理论空行程次数(剪切次数)的 提高受到电动机功率和剪切机结构型式的限制。 确定剪切次数时，可根据轧钢机生产率和有关 参考数据选定。
表8-2(P259页)是我国原一机部制定的热钢 坯剪切机基本参数(JB2093-77)，表中列出了剪 切机刀片行程、刀片尺寸和理论空行程次数等 有关数据，可供设计剪切机时选用。
显然，剪切机在剪切轧件时的实际剪切次数，总 是远远小于理论空行程次数。因为在轧件两次剪切之间， 需要完成轧件运输、定尺等辅助工序。