冲压成形
应用案例

取向硅钢剪切操作指南

  • 剪切质量对取向硅钢磁性能的影响
  • 剪切质量的影响因素
  • 常规纵剪分条流程及注意事项
  • 纵剪常见缺陷及解决方法

带钢剪切过程,包括了带钢的弹性变形、塑性变形、裂纹扩展、材料断裂等过程。在弹性变形阶段,上下刀刃挤压带钢,使带钢产生弹性压扁并略有弯曲;然后随上下刀刃的不断接近,带钢达到屈服极限,金属内部发生塑性变形,得到光亮的切断面;剪切继续进行,在刃口处产生应力集中,并诱发微小裂纹,上下裂纹迅速扩展、重合,带钢断裂,剪切过程完成。

取向硅钢纵剪分条及横剪切片过程中,在剪切断面均会形成残余应力,从而使硅钢片电磁性能劣化,在相同的剪切条件下,剪切片越小(越窄),剪切应力对产品电磁性能的劣化越显著。

此外,剪切质量对材料的影响除了剪切应力之外,也会体现在使带钢的实际叠装系数减小,剪切质量越差,毛刺越大,会导致铁芯有效截面减小,实际工作磁通密度增加,从而导致变压器损耗增加。

影响带钢剪切质量的参数主要是间隙量和重叠量。通常情况下,分条剪在使用过程中存在以下问题:

1、侧间隙(间隙量)设定不合理:侧间隙设定过大,剪切时会产生撕裂或锯齿边等现象;侧间隙设定过小,加速刀刃磨损、毛刺、飞刺等;

2、重叠量设定不合理:重叠量过小,剪切时会引起带钢剪不断现象。重叠量过大,带钢边部会产生浪形。

3、有些生产现场采用双用刀架,当分条剪旋转台未锁紧时,会导致设备运行稳定性差,直接影响剪切精度。

剪切质量的影响因素>>侧间隙的影响

1、实践表明,与重叠量相比,侧间隙对边部质量的影响更大。侧间隙主要是为了减小剪切毛刺、飞刺等质量缺陷,以及减小机械过载,其大小由带钢的物理性能和厚度决定。

2、对板材剪切,侧间隙一般采用带钢厚度的1~10%,当剪切材料较软、薄时,应在范围中选取小的侧间隙值,而对较硬、厚的材料,则选择较大的侧间隙值。

从带钢的剪切断面来看,可以将剪切断面其分为塌肩a(或塌角)、切断层b(或光亮带)、撕断层c(或断裂带)、毛刺d。

在刚开始调整时,随着侧间隙的增大,切断面比例会随之减小,毛刺则基本上无变化;当侧间隙增大到一定程度后,切断面减小的趋势不再明显,而毛刺会有显著增加。

侧间隙调整过小,会导致刀刃磨损严重(啃刀),设备超载,切断面所占比例较大,部分断面出现二次剪断的现象;

侧间隙太大时,裂缝无法重合,中心部分被强行拉断,剪断面不平整,毛刺严重。

剪切质量的影响因素>>重叠量的影响

剪刃重叠量应根据带钢厚度及剪切情况进行调整。一般来说,重叠量太大,会造成剪切角度和剪切力太大,边部弯曲严重产生浪形现象。重叠量过小,可能造成带钢无法剪切或废边从溜槽上方窜出。

剪切质量的影响因素>>剪刃加工误差的影响

除了间隙量和重叠量对剪切质量有影响之外,剪刃的加工误差对剪断面也有影响。尤其是对于修复的剪刀,应注意必须使剪刃的工作面与安装孔中心线的垂直度符合加工工艺标准要求。

剪切质量的影响因素>>原料差异的影响

取向硅钢表面有绝缘膜和玻璃膜,双面膜厚约6~8μm,即使是同样公称厚度的产品,不同厂家的实际厚度也是有所差别的,例如,国内取向硅钢产品通常采用的是负公差轧制,相比日本厂家的产品偏薄,即使是国内厂家之间,同样公称厚度的产品实际厚度也有5μm左右的差别。

剪切质量对取向硅钢材料的电磁性能会带来直接影响,其影响程度超过一个牌号。所以,在剪切加工过程中,需要根据不同厂家工料的实际厚度及机械性能情况,甚至还要结合产品涂层性能的差异性,在批量剪切前,进行预剪质量确认,以尽量减小剪切对磁性的劣化。

剪切质量的影响因素>>侧间隙和重叠量的调整

刀具的重合量和间隙是影响剪切质量的重要因素,调整时一般先调整重合量再调间隙,防止在间隙太小的情况下调整重合量时刀具碰撞产生崩口。

标零:将其中一把刀具反装,使两把刀在垂直方向重叠,调整重合量至两把刀具贴合,标记为零位;

重合量调整:在零位的基准上进行重合量调整,调整时刀具侧间隙要适当放大,防止刀具碰撞崩口。

间隙调整:间隙调整时人需站到两把刀具的中心位置,筛尺要平行于刀具往间隙中插;用塞尺测量时需保证同一圆周平面上测量4个点以上数值一致。

考虑到取向同板差的问题,一般中间刀具的间隙要较两侧刀具略大。

间隙、重合量参考值

0.3mm 间隙
0.3*(6%-10%)mm
0.018mm
重合量
0.3*(70%-80%)mm
-0.24mm
0.27mm 间隙
0.27*(6%-10%)mm
0.015mm
重合量
0.27*(70%-80%)mm
-0.17mm
0.23mm 间隙
0.23*(6%-10%)mm
0.012mm
重合量
0.23*(70%-80%)mm
-0.13mm

开卷机区域

因开卷机缺少自动对中功能,因此,在上卷时首先检查开卷机定位装置是否正常,检查开卷机扇形块上是否存在螺丝松脱现象,避免钢卷内圈产生压印。

 

入口活套区域

剪切区域

穿带时,检查入口夹送辊下辊辊面状态,表面是否存在异物。检查入口剪前后导板的高低位置,避免因导板问题生产带钢下表面划伤。

检查分条剪入口上下压板、毛毡磨损情况,如磨损严重必须立即更换,最好建立定期更换制度。

剪刃区域应在更换规格时,用干净抹布对刀轴及剪刃进行清擦,避免粉尘带入带钢表面影响卷取质量。

剪刃保养,生产时可以使用易挥发的润滑剂或者煤油,起到保护剪刃作用。

出口活套区域

检查分条在出口活套内的运行状态。避免因活套过大引起带钢在活套内产生折痕、划伤等缺陷。

出口活套间距太小,带钢弯折曲率大,对磁性能不利。

出口转向辊区域

检查出口转向辊入口分离环的状态,检查分离环是否与带钢运行时同步,表面产生边部毛刺或涂层掉粉现象。

分离环上下压板(毛毡):必须定期检查表面磨损情况,做到定期更换。上下压板注意高度调节,避免带钢在运行时出现叠加现象,引起带钢产生折痕。

卷取机区域

检查卷取机扇形块的涨缩情况,检查表面是否有异物,避免内圈产生压印。

取向硅钢在剪切加工过程中容易会出现钢卷端面发亮、边丝、边浪和毛刺等不良缺陷,因此,剪刃状态,剪刃参数设定、调整好坏是保证切边质量的关键。

纵剪分条常见缺陷>>毛刺

上下剪刃间隙调整不当,剪刃剪切使用时间过长,或剪刃出现小缺口等容易造成毛刺过大。

纵剪分条常见缺陷>>边浪

重合量过大,剪刃间上下压板调整不当,或上压板压的太深等容易造成边部浪形。

纵剪分条常见缺陷>>飞刺

剪刃使用时间长,间隙偏大、重合量过小等,造成带钢端面撕断,出现飞刺。

纵剪分条常见缺陷>>剪切亮点

剪刃出现微小缺口,剪刃使用时间过长,间隙过小等容易造成断面亮点。

纵剪分条常见缺陷>>涂层掉粉

来料涂层偏厚,或分条压板过紧容易造成涂层掉粉或出现白边。

消除缺陷的方法>>准备工作

现场操作工人上班生产前做的准备工作,第一件事就是确认剪刃的状态,对在线剪刃进行擦洗干净,检查在线剪每把剪刃端面是否存在缺口。

准备好0.02mm塞尺,0.015mm的间隙铜片。清洗剂或煤油等润滑可挥发剂等。

消除缺陷的方法>>试刀

可以用在线剪刃剪切一张废纸,以能把纸轻松切下来为宜,或者用取向硅钢小单片进行试剪,以切下的断面光滑为准。否则必须进行调整或更换剪刃。

消除缺陷的方法>>间隙与重合量参考值

间隙和重合量不能过大或过小,过大或过小的间隙或重合量会加快剪刃的刃口磨损和损坏,直接影响取向硅钢的剪切质量。一般间隙在0.015~0.025mm,重合量在-0.10~-0.30mm之间。(重合量的设定以手动旋转上刀轴时能平稳轻松带动下刀轴为合适)。

消除缺陷的方法>>间隙的测量

用0.02mm塞尺沿作业方向竖立着塞入上下剪刃间缝隙,用以确定剪刃间隙,以塞尺较费力通过缝隙为好。为了确保同一轴上所有剪刃的间隙尽可能一致,不能只测量单点,应在测量点上做标记,然后转动刀轴再次测量45°、90°、135°位置间隙值,观察各剪切点间隙值是否一致。

消除缺陷的方法>>重合量的测量

在上下剪刃稍微分开后,用塞尺沿剪轴轴向左右移动平铺着塞入上下剪刃间缝隙。如不能通过证明重叠量小于1mm,应做放大处理,反之做缩小处理。当1mm的塞尺正好通过此缝隙时,此时上下剪刃间距为1mm,以此为基准,利用刀架上重合量的标尺做好零位标定,在生产不同厚度的材料时,需及时调整重叠量。

消除缺陷的方法>>消除毛刺

穿带剪切后取样板检查切边质量,如果样板断面出现丝丝或点点发亮,严重的手触摸有刺刺的感觉。解决方法:要把间隙适当调小。整个断面均呈白色略带铅灰色状态说明间隙合适。

如果整个断面情况呈周期性变化,说明剪刃自身瓢曲,剪刃端面存在微小缺口或者设备整体装配后剪刃端跳超差严重。解决方法:剪刃需重新安装或更换剪刃。

消除缺陷的方法>>消除浪形

重叠量应按被剪切带钢板厚度的70%~80%为宜,取值调整。重合量不能压得太深,否则会产生浪形。解决方法:重合量按照厚度进行调整,调整剪刃间上下压板,使压板保持平稳,避免上压板压的太深出现浪形。

消除缺陷的方法>>消除飞刺

如果断面有飞刺出现,整个断面均有倒三角刺状,说明间隙太大。解决方法:根据飞刺的严重程度,适当收小间隙或加大重合量。

消除缺陷的方法>>消除剪切亮点

如果断面由点点铁屑状发亮,触摸有粗糙感,严重的有铁屑掉下来,说明间隙太小,整个断面均呈光滑发亮状态说明间隙太小,整个断面均呈铅灰色状态说明间隙略小。解决方法:要适当放大间隙。

消除缺陷的方法>>消除涂层掉粉

主要是出口段分离环似转非转,造成带钢在运行时,带钢的边部与分离环产生摩擦引起边部掉粉。解决的方法:带钢运行时需确保在线设备上的分离环转速与带钢运行速度匹配。

 

应用案例