切邊機圓盤剪剪切工藝分析

山巖巖

摘要：通過切邊機切邊的原理的詳細分析，本文論述了切邊機剪切過程的主要工藝參數和結構參數的確定方法。

關鍵詞：切邊機精度 圓盤刀間隙 重疊量 質量影響

前言

在現代鋁板、帶、箔加工行業中，切邊機圓盤剪的主要作用就是剪切出不論是寬度還是長度和剪切質量都滿足客戶要求的產品。切邊的質量與軋制后板形、厚度控制一樣，是鋁板帶加工的關鍵控制點。

目前圓盤剪的種類較多，其結構主要取決于軸向調節刀片的方法。我廠切邊機使用的圓盤剪是兩個電機單獨進行控制調節的，它具有高效率、高性能、高精度的特性。實際生產中，這種圓盤剪模式大大提高了生產效率及很好的端面質量控制，可以滿足客戶的要求，提高企業的競爭能力。

1 切邊機的工作原理

切邊機圓盤剪是由上刀、下刀的相對運動來提供一種連續圓周運動的剪切模式，經過上、下刀的相對旋轉將帶材剪切開。我們對產品的要求是帶材切邊后整潔無毛刺，且剪切帶材寬度在客戶要求公差范圍內，這就給切邊機的圓盤剪各項性能指標的精度提出了更高的要求。

2 剪切過程三階段

剪切過程，是材料受剪切力變形時，在剪切面出現的一種相互作用力，即單位面積上所受到內應力產生了彈性形變→塑性變形→斷裂的過程。

整個變形過程從開始上圓盤刀、下圓盤刀與帶材接觸后產生擠壓，使帶材產生了彈性變形。隨著圓盤剪剪切繼續， 剪切面形變量逐漸變大，因壓應力未超出彈性變形極限，帶材表現可回復性，在帶材截面形成塌角。隨著上、下刀的剪切力增大，當形變量超過帶材屈服強度極限時，帶材受側面擠壓產生塑性變形，那么剪切后端面表現光亮面。隨著帶材繼續深入，材料內應力增大，在剪切位置處帶材表現為應力集中，且達到了最大內應力時，材料就產生了塑性變形。當應力超過材料的塑性變形的極限時，輕微的裂紋便開始出現。

隨著剪切的深入，帶材發生塑性變形后會出現的輕微撕裂，進而裂紋不斷的向材料內部延伸，在上、下圓盤刀之間的間隙量達到合適時，上下位置的裂紋逐漸相互重合后，此時材料在裂紋處斷開，整個剪切過程完成，最終形成連續的剪切撕裂的斷面。

3 主要參數確定

影響圓盤剪切邊機的剪切精度的因素有：剪切寬度、上、下圓盤刀重疊量和間隙量。現在隨著科技的不斷進步，切邊機圓盤剪各項參數設定，已經開始使用伺服驅動器來控制伺服電機電動調節替代以前的手動調節，只需在操作臺電腦上輸入相應的數值即可完成自動調整，雖然伺服電機的調整精度可以控制在0.001mm，但也需要人工去使用帶材進行試切，憑借經驗來檢驗剪切后的手感，再使用專用放大鏡查看斷裂面是否光滑、平整，以此來對圓盤刀刃口是否鋒利、重疊量調整的是否合適進行初步驗證。

3.1圓盤剪重疊量對剪切質量的影響

切邊機的主要的工藝參數是圓盤剪的重疊量。重疊量設定太小，易使剪刀碰撞，增大剪切力并且會對刀刃造成不可修復的損壞。重疊量設定過大時，易產生毛刺、卷邊等缺陷。一般圓盤剪水平間隙根據產品合金狀態、厚度規格進行設定，重疊量設定帶材厚度的7%～10%。見下表1圓盤剪間隙與卷材厚度關系：

另外，因圓盤剪上圓盤刀與下圓盤刀調整為單獨的伺服電機控制，雖然調整各項參數時為電機帶動絲杠進行傳動，但圓盤刀在剪切時也會承受帶材一定的帶材擠壓反向力，故圓盤刀也會產生輕微的軸向跳動和徑向跳動，進而影響間隙的設定。

3.2圓盤剪水平間隙對剪切質量的影響

配刀工藝主要是指對圓盤剪各項參數的調整，通過控制各項參數的精確度而達到良好質量的要求。

水平間隙適宜，卷材的剪切面與撕裂面均表現光滑平直，且界限明顯，表現為剪切區占整個剪切端面的三分之一，此時表現較好的剪切質量。

當調整的水平間隙過小時，剪切后的產品邊部截面狀況表現為：剪切區與撕裂區界線的彎曲力變大，此時的剪切區所占整個剪切端面大于三分之一，整個端面表現明顯發亮。剪切時使剪刃碰撞，表現剪切力增大，使得設備負荷過大易損傷刀片。

水平間隙過大，表現剪切面與撕裂面界線之間的彎曲力明顯減少，此時的剪切區明顯減少，撕裂區所占比例加大，這也預示著會產生較大的毛刺，更甚者會導致剪切不開的現象。而毛刺的產生因素還與刀片的鋒利度與斜面角度等因素有關。圓盤刀的鋒利度評判標準一般是由具有工作經驗的人員采用手觸法及查看剪切后端面質量來判定。只有在間隙的選擇范圍內，鋁屑或毛刺都將達到最小。對于產品質量而言，一個相當小的斜面角度可以減少毛刺的高度。目前我廠的切邊機采用的斜面角度為0.08度，這樣斜面角度明顯減少，圓盤刀的使用壽命明顯提高。

最后，刀軸溫度的變化、刀的跳動、刀和刀套的清潔度等等這些因素均能造成圓盤剪間隙的變化，從而間接的影響了卷材的剪切質量。

結束語

通過對切邊機圓盤剪剪切工藝分析，便于工藝、操作和設備維護人員了解圓盤切邊機的結構和剪切原理、分切工藝、剪切后質量的影響。再聯系卷材的實際剪切效果，通過不斷的對剪切效果的實驗驗證，累積了一定的經驗，保證設備在安全環境下高速運行，減少切邊質量缺陷，來提高客戶對產品質量的滿意度。

參考文獻

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