什么是下料？剪切下料的装置、过程和特点是怎样的？如何保证剪切质量？

剪切下料应用极为普遍，特别在开式模锻中，是主要下料方法，一般在专用的剪床上进行，也可以在一般的曲柄压力机和锻锤上进行。

剪切过程，在刀片作用力影响下，棒料产生弯曲和拉伸变形，当应力超过剪切强度时发生断裂。剪切下料的优点是：效率高，适用于大批量生产；操作简单；断日无金属损耗；模具费用低。缺点是；毛坯局部被压扁；端面不平整；剪断面常有毛刺和裂缝，

剪床上的剪切装置如下图所示。棒料2送进剪床后，用压板3固紧，下料长度L0由可调螺杆5定位，在上刀片4和下刀片1的剪切作用下将毛坯6切断，一般情况下，剪切部位及剪切断面的形貌，剪切部位附近存在着塑性变形区、刃口处被一定程度地压扁并产生拉缩塌角。剪切断面分为剪切带、撕裂带两个区域。剪切断面的质量与刃口间隙大小、刃口锐利程度、支承情况、剪切速度以及毛坯材质等因素有关。

当上下刀片之间的间隙合适时，形成的断面比较平整，塌角较小，剪切带较大，撕裂带较小，下料质量较好。刃日间隙过大，毛坯容易产生弯曲，产生不利于剪切的内部应力状态，造成断面角度倾斜和形状畸变，剪切带小，塌角、撕裂带都很大，下料质量差。刃口间隙过小，则断面呈锯齿状，带锯齿状断口的毛坯，容易在锻件上产生折叠；并且间隙过小容易碰损刀刃。刃口圆钝时，刃尖处裂纹出现较晚，塌角大，剪切端面不平整。若压板和定位螺杆的作用力不足，毛坯支承不力，转动角度大，断面将出现较大的倾斜，并且可能出现很大的撕裂带。塑性好的毛坯材料，断面塌角和剪切带都较大；塑性差的材料，塌角较小，撕裂带较大。一般来说，上下刀片问的间隙△等于材料厚度的2%-4%，可获得正常的断口。为了保证毛坯定位压紧牢固，一般要求钢棒料长度L>0．6d，铝和铜棒料L>0. 8d。

快速剪切时，塑性变形区集中，上下两边的裂纹方向一致；、剪切速度>40m/s时，惯性力使棒料被剪段压向活动刀片，避免了棒料在剪切过程中的弯曲；切口处的棒料余属高速剪切流动，与刀片不易发生黏着，因此，剪切断口平整，能够获得尺寸较精确的原毛坯。

按剪切时棒料温度不同分为冷剪切和热剪切口冷剪切生产率高，但需要较，大的剪切力，塑性差的材料，冷剪切容易产生很大的局部应力，可能导致切仁120mm的中碳钢棒料，应进行热剪切，以防止产生剪切裂纹；高碳钢和合金钢应按化学成预热温度，可在400-700℃范围内选定。但是预热温度过高也是不利的，这不仅产生氧化皮，而且剪切毛坯的断面变形严重；较软的钢材，预热温度偏高，不仅剪切质量欠佳，并且刀片刃口容易磨损。利用钢的蓝脆性，将钢加热到蓝脆温度剪切，可以提高剪切质量，获得光滑的断面，例如间为200-300’C。

在一般的曲柄压力机或锻锤上剪切下料时，需要设计一套剪切模具及定位装置。剪切模具的结构和工作原理与剪床相近盛例如鐳2-5所示的锤用下料模，按毛坯截面形状和尺寸不同，可更换相收尺寸的模套和上模，下料长度由调整垫5控制。

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为了提高剪切精度和端面平整度，生产中有时采用轴向加压剪切法。这种方法特别适合于有色金属的剪切，可以获得几何畸变小，断面光洁程度高的毛坯。棒料可分为三个区域，其中Ⅰ区是弹性变形区，Ⅱ区是塑性变形区，Ⅲ区是剧烈剪切变形区。通过轴向加压，使Ⅲ区静水压力提高，改善棒料的塑性，抑制裂纹的产生和发展，从而有可能使塑性剪切变形延续到剪切的全过程，获得平整光洁的剪切断面。在轴向加压的同时，会使拉缩区金属沿轴向转移时所受阻力增大，因而减小了剪切的几何畸变，这两方面的效果都可暘便剪切质量提高。但是，过高的轴向力会使刀片刃口加速磨损，增大了模具和变形金属问黏结的可能性。因此需要根据不同的材料和对剪切质量的要求，选择适当的轴向力。如纯铝棒材的剪切，只需20一30MPa的压力，便可得到良好的剪切质量。

资料来源：无锡市瀚超合金模具钢有限公司