在加熱和鍛造之前,將原材料切成所需長度或所需幾何尺寸的工序就稱作下料。常用下料方法可以分為三類:鋸床下料、車床切削下料、剪切下料。
鋸床下料雖可獲得精度較高的坯料,但鋸縫處材料的損耗大,生產(chǎn)效率較其他兩種下料方法要低。車床切削下料所獲得的毛坯精度很高,但材料浪費(fèi)情況較嚴(yán)重。普通剪切下料方法生產(chǎn)毛坯,雖然具有生產(chǎn)效率高、操作簡單和斷口無金屬損耗等優(yōu)點(diǎn),但也存在剪切后斷面質(zhì)量較沖床下料和切削加工方法下料差的缺點(diǎn):容易形成“馬蹄形”;產(chǎn)生諸如傾斜度、壓塌、橢圓度和不平度等缺陷;另外,在剪切斷面還伴隨有毛刺和裂縫。而高效剪切下料方法是:
1、藍(lán)脆溫度下料
藍(lán)脆下料是在藍(lán)脆溫度區(qū)間,即350℃~450℃時(shí)剪切棒料,此溫度下的剪切具有比室溫條件下更好的剪切精度,鋼在藍(lán)脆溫度區(qū)間脆性提高,塑性降低,剪切后斷面壓塌量小,橢圓度小且加熱后消耗的剪切能力大大下降,能獲得良好的毛坯質(zhì)量及斷面質(zhì)量。
2、高速剪切下料
高速剪切下料消除了裂紋的軸向和橫向運(yùn)動(dòng),加快了裂紋沿周向的擴(kuò)展,裂紋尖端的應(yīng)力集中不能因塑性變形而發(fā)生應(yīng)力松弛,從而使裂尖塑性區(qū)減小,使材料的脆性增加,塑性降低,剪切后斷面傾斜度有較大改善。對于一般中強(qiáng)度碳鋼而言,剪切速度根據(jù)上述理論應(yīng)該控制在5m/s~7m/s最適宜。
3、表面缺口應(yīng)力集中下料
表面缺口應(yīng)力集中下料方式是通過預(yù)先在棒料上切出一定深度與角度的V型槽的方法提高棒料下料斷面質(zhì)量。具有一定深度的缺口處由于應(yīng)力集中不能因塑性變形而發(fā)生應(yīng)力松弛,從而使裂紋尖端塑性區(qū)減小,提高剪切后斷面傾斜度等缺陷,它是利用人為切口的應(yīng)力集中效應(yīng)、缺口效應(yīng)和疲勞效應(yīng)等使切口尖端的裂紋迅速擴(kuò)展,完成棒料的規(guī)則分離。
上述方法均能獲得較好的剪切斷面質(zhì)量。