封切机剪切过程分析

来源：   日期：2014-10-13 14:33:09   浏览次数：

包装封切机剪切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。封切机剪切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。
封切机剪切中弹性变形阶段是指动剪刃与包装发生接触后，包装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。随着封切机剪切力的增大，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、静剪刃处的封切机剪切速度和受力大小都不相同，所以包装封切机剪切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，形成封切机剪切塌角。封切机剪切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，包装的上翘现象越严重.产生的塌角越大。采用套筒封切机剪切并保持间隙值很小，可以在很大程度上限制包装上翘和坯料弯曲，而采用夹紧封切机剪切时，基本消除了被剪材料的转动自由度，完全限制了包装的上翘和坯料的弯曲。这样封切机剪切断面处剪应力没有发生变化，而封切机剪切断面处的压应力减小，塑性变形减小，坯料和包装处的圆角也减小。动剪刃继续向下运动，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，晶格严重滑移，裂纹开始形成。当上、下剪刃处形成的裂纹汇合后，包装断裂分离。夹紧封切机剪切时，被剪区材料呈多向受压状态，裂纹基本沿直线扩展，提高了坯料的断面质量。
封切机剪切时各阶段的受力不同造成封切机剪切后的坯料断面存在不同剪切特征带，一般情况下，封切机剪切断面主要是圆角区、光亮带和失稳断裂面。圆角区是作用在包装上的封切机剪切力和因封切机剪切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封切机剪切速度低时，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侧向挤压力的作用下，材料被剪刃侧表面挤压而形成光亮带。随着封切机剪切进行，刃口处的裂纹在力作用下不断扩展，当拉伸作用力超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。
由上述分析可知，采用径向完全夹紧封切机剪切时，在夹紧力的作用下，弯曲和上翘现象得到一定的消除，使封切机剪切区材料处于多向受压状态，限制封切机剪切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。