機械切割

機械切割是常用的一種切割方法，隨着火焰切割、電弧切割等技術的發展，機械切割的比例正在減少，但仍是過程設備製造中不可缺少的切割方法。機械切割有剪切、鋸（條鋸、圓片鋸、砂輪鋸等）切、銑切等。剪切主要用於鋼板的切割；鋸切主要用於各種型鋼、管子的切割：銑切主要用於精密零件和焊縫坡口的切割。

機械切割最常用的設備是剪板機。一般剪扳機的最大剪切厚度在20mm左右，被剪的最大抗拉強度為490MPa，最大剪切寬度為3000mm。剪板機的傳動方式有機械和液壓兩種．、它的工作原理是利用機械裝置對材料施加一個剪切力，當剪切應力超過材料的抗剪切強度時就被切斷，從而達到將材料分離的目的。

剪切的優點是操作簡單，勞動成本低，切割質量和效率比手工切割有大幅度提高。缺點是切割厚度受到限制，且僅限於各種直線切割。

機械切割的過程大致可以分成三個連續的階段：

1.彈性變形階段 當剪切開始時，上下剪刀剛壓在鋼板上，其作用力使鋼材發生的變形處於彈性變形範圍內，而鋼材內的應力尚未超過屈服極限。

2.塑性變形階段 上剪刀繼續下行，使鋼材所產生的應力超過材料的屈服點並繼續上升，直到材料抗剪強度的最大值。這時，最大剪切變形從剪刀的刀刃部分開始，變形方向是沿着滑移而發生的。

3.斷裂階段 再繼續下去，隨着塑性剪切變形的增大，沿着滑移面的方向逐漸形成裂縫間隙並逐漸擴大，直到材料完全分離為兩部分，即材料被剪斷。

過程設備製造廠使用最多的是龍門式剪板機。龍門式剪板機又分為平口式和斜口式兩種，用於直線切割。平口式剪板機多用於切割窄而厚的矩形斷面坯料；斜口式多用於薄而寬的板料。斜口式剪板機結構示意圖如圖1：斜口剪板機圖所示。

它的主要工作部件由兩個成一定夾角的剪刃組成，下剪刃水平地固定在剪板機的工作台上，待剪鋼板放在其上。上剪刃傾斜地固定在橫粱5上，橫粱與一套偏心機構3相聯，飛輪l和偏心機構之間裝有離白器2。當踩下切割踏板時，電動機轉動，通過飛輪1、離台器2、偏心軸3和連桿4．推動橫粱往下移動，，當上刀刃碰到工件8時，刀刃兩側的金屬首先產生彈性變形，隨着上刀刃繼續下移，材料將產生塑性變形，直到超過材料的抗剪切強度，工件就被剪斷，為了防止切割時工件受剪切力的作用發生翻轉或移動，可採用機械式、液壓或氣動夾具將工件壓緊在工作台上。

當板料被剪切後，切口處的金屬由於剪切時的塑性變形，使上表面向下彎曲，下表面則向下凸出，形成毛刺，，由於切口邊緣冷態下的塑性變形使其硬度增加、塑性降低，即產生了冷加T硬化現象，對於強度等級高的鋼材，這種現象更為明顯。切口邊緣的硬化範圍隨着被剪材料厚度的增加而加大，它的存在常成為焊接接頭邊緣產生裂紋的原因、因此必要時應把切口近旁2 -3mm的硬化區用刨削或其他冷加T方法除去，這也是為什麼大厚度、高強度鋼板不宜採用機械剪切的原因之一。對具有良好塑性的低碳鋼，硬化區的存在會隨着焊接過程的熱作用而得到消除，切除硬化區的工作就顯得不必要。 ^[1]