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封切機剪切過程分析

來源：   日期：2014-10-13 14:33:09   瀏覽次數：

包裝封切機剪切一般都經過彈性變形、塑性變形、裂紋產生和滑移擴展、斷裂分離等幾個階段。封切機剪切后斷裂面上有明顯的圓角區、光亮帶、失穩斷裂區等斷裂特征。
封切機剪切中彈性變形階段是指動剪刃與包裝發生接觸后，包裝在力的作用下發生變形，這一階段的變形為彈性變形，此時，作用力還沒有達到材料的屈服極限。隨著封切機剪切力的增大，當應力超過材料的屈服極限時，材料開始進人塑性變形階段。由于動、靜剪刃處的封切機剪切速度和受力大小都不相同，所以包裝封切機剪切斷面附近的塑性變形情況也不相同，在刃尖處會產生應力、應變集中，此處的材料首先發生屈服，形成封切機剪切塌角。封切機剪切時動剪刃處的材料向下彎曲，靜剪刃處的材料向上翹起。軸向間隙越大，產生的彎曲力矩越大，包裝的上翹現象越嚴重.產生的塌角越大。采用套筒封切機剪切并保持間隙值很小，可以在很大程度上限制包裝上翹和坯料彎曲，而采用夾緊封切機剪切時，基本消除了被剪材料的轉動自由度，完全限制了包裝的上翹和坯料的彎曲。這樣封切機剪切斷面處剪應力沒有發生變化，而封切機剪切斷面處的壓應力減小，塑性變形減小，坯料和包裝處的圓角也減小。動剪刃繼續向下運動，造成壓應力急劇增大，此區域的材料沿剪刃運動方向的變形加劇，晶格嚴重滑移，裂紋開始形成。當上、下剪刃處形成的裂紋匯合后，包裝斷裂分離。夾緊封切機剪切時，被剪區材料呈多向受壓狀態，裂紋基本沿直線擴展，提高了坯料的斷面質量。
封切機剪切時各階段的受力不同造成封切機剪切后的坯料斷面存在不同剪切特征帶，一般情況下，封切機剪切斷面主要是圓角區、光亮帶和失穩斷裂面。圓角區是作用在包裝上的封切機剪切力和因封切機剪切力形成的彎曲力矩共同作用使刃口附件的材料在力的作用下發生塑性變形而形成的。尤其當動、靜剪刃間的軸向間隙大或封切機剪切速度低時，圓角特征十分明顯。當動剪刃切入材料后，在塑性變形和彎曲力矩引起的側向擠壓力的作用下，材料被剪刃側表面擠壓而形成光亮帶。隨著封切機剪切進行，刃口處的裂紋在力作用下不斷擴展，當拉伸作用力超過材料的抗拉極限時就會發生失穩斷裂而形成失穩斷裂面。
由上述分析可知，采用徑向完全夾緊封切機剪切時，在夾緊力的作用下，彎曲和上翹現象得到一定的消除，使封切機剪切區材料處于多向受壓狀態，限制封切機剪切區尤其是刃口處材料的塑性變形，減小圓角區和失穩斷裂面的出現，提高斷面質量。