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Der vollständige Leitfaden für Scherenschnittverfahren und -ausrüstung

Zuletzt aktualisiert:
Mai 10, 2024
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Inhaltsverzeichnis

I. Parameter des Schneidprozesses

Die Berechnung und Auswahl der Parameter für den Schneidprozess sind in Tabelle 1 dargestellt; das T/R-Verhältnis für einige Werkstoffe ist in Tabelle 2 dargestellt; die Vorwärmtemperatur für das beheizte Scheren ist in Tabelle 3 dargestellt; die Scherbedingungen für verschiedene Werkstoffsorten und -spezifikationen sind in Tabelle 4 dargestellt; ein angemessener Abstand für die Schermesser ist in Tabelle 5 dargestellt.

Tabelle 1 Berechnung und Auswahl der Schneidprozessparameter

SeriennummerParameterBerechnung und Auswahl
1ScherkraftBei der genauen Auswahl von Schergeräten ist die Größe der Scherkraft zu überprüfen, um sicherzustellen, dass sie geringer ist als die Tonnage des Geräts. Die Scherkraft kann mit der folgenden Formel berechnet werden
F=KAτb

wo:
- F ist die Scherkraft (N)
- A ist die Scherfläche (mm)2)
- K ist ein Koeffizient, der Faktoren wie die Stumpfheit der Klinge berücksichtigt, typischerweise K=1,2~1,7
- τb ist die Scherfestigkeit des Materials (10MPa), normalerweise das 0,7~0,8-fache der Zugfestigkeit, d. h. τ=(0,7~0,8)Rm, oder siehe Tabelle 2 für die Berechnung
2SchertemperaturBei Materialien mit höherer Festigkeit (Härte) und größeren Querschnitten ist das Material vor dem Scheren vorzuwärmen. Die Erwärmungstemperatur sollte betragen: 350~550℃, siehe Tabelle 3 für Einzelheiten. Siehe Tabelle 4, um die Scherbedingungen zu wählen und zu entscheiden, ob ein Vorwärmen erforderlich ist.
3ScherspaltUm die Qualität des Scherens zu gewährleisten, sollte ein angemessener Spalt zwischen den oberen und unteren Messern vorhanden sein (siehe Tabelle 5). Ein größerer Wert sollte verwendet werden, wenn die Materialhärte hoch oder die Querschnittsgröße des gescherten Abschnitts groß ist, und ein kleinerer Wert sollte ansonsten verwendet werden. Ein kleinerer Wert sollte auch verwendet werden, wenn das Scheren erwärmt ist.

Tabelle 2 Verhältnis von τbnach Rmfür einige Materialien

Materialτb/MPaRm/MPaτ/RmA (%)Hinweis
Q1952903360.86Glühen
375Kaltverfestigung
Q235341.74230.82Glühen
410Kaltverfestigung
Stahl 152803600.7432
Stahl 303564540.79Glühen
Stahl 354205400.78Glühen
Stahlsorten 40, 45, 50460Glühen
Stahl 7561010000.6110.8
30CrMnSiA75012000.6213.5Anlassen
Reines Kupfer1602000.8
H682003000.66
HPb59-12604200.62
Zink1501870.91
2A121302300.5615Glühen
2A11220~240380~42015~20Nach dem Warmstrangpressen
6A02701300.5422Glühen

Tabelle 3 Vorwärmtemperatur für die Heizschere

Materialhärte HBW269241229207
Vorwärmtemperatur/℃550400380350

Hinweis: Die Vorwärmtemperatur ist die Temperatur, auf die das Material selbst vorgewärmt wird.

Tabelle 4 Scherfestigkeit von Werkstoffen verschiedener Güteklassen und Spezifikationen

Qualität des MaterialsRohlingsdurchmesser oder Seitenlänge/mmHärte HBWScherzustand
35 Stahl≤75Kalte Scherung
80~85≥187Heiße Schere
<187Kalte Scherung
>85Heiße Schere
45 Stahl≤60Kalte Scherung
65-75≥207Heiße Schere
<207Kalte Scherung
>75Heiße Schere
40Cr≤50Kalte Scherung
55-60≥241Heiße Schere
<241Kalte Scherung
>60Heiße Schere
45Cr
18CrMnTi
12Cr2NiA
≤35Kalte Scherung
40~48≥255Heiße Schere
≥255Kalte Scherung
>48Heiße Schere

Tabelle 5 Angemessener Abstand für Scherenmesser (Einheit: mm)

Durchmesser der StangeWeniger als 2020~3030~4040~6060~90
Klingenabstand0.2~10.5~1.50.8~21.5~2.52.0~3.0
Durchmesser der Stange90~100100~120120~150150~180180~200
Klingenabstand2.5~3.53~43.5~54.5~87~12

II. Scherbett-Schneidemesser

1. Klinge Typ

Die Messer des Scherbettes bestehen aus zwei Teilen, von denen eines auf dem unteren Matrizensitz und das andere auf der oberen Schablone befestigt ist und durch den Schieber zum Scheren auf und ab bewegt wird. In der Produktion gibt es verschiedene Arten von Messern. Die Merkmale von ein- und mehrschlitzigen Messern sind in Tabelle 6 und die Merkmale von ein- und zweischneidigen Messern in Tabelle 7 dargestellt.

Tabelle 6: Merkmale von ein- und mehrschlitzigen Schaufeln

KlingeTypVereinfachtes DiagrammMerkmale
EinschlitzklingeIntegraler TypSowohl das obere als auch das untere Messer der Schere sind vom offenen Typ
Die untere Klinge ist eine geschlossene Klinge, die das Biegen der Stange verhindert und zum Schneiden von kleinen Stangen verwendet wird, während die obere Klinge (bewegliche Klinge) immer noch eine offene Klinge ist.
Die Klinge hat auf allen vier Seiten Schneidkanten, was die Nutzungsrate der Klinge verbessert
Typ einfügenKann etwas Werkzeugstahl sparen, erfordert aber einen zusätzlichen Klingenhalter
Gleiche Vor- und Nachteile wie oben, zusätzlich dreiseitig verwendbar
Kombination TypKann eine Spannungskonzentration an den Ecken der integrierten Klinge vermeiden, was die Lebensdauer der Klinge erhöht, erfordert aber auch einen Klingenhalter
Mehrrillige KlingeGleiche Form und GrößeKann zwei Stangen auf einmal schneiden, was die Produktivität erhöht; wird für große Geräte zum Schneiden kleiner Materialien verwendet
Wie oben, kann drei Stücke auf einmal schneiden
Gleiche Form, unterschiedliche GrößenKann mehrere Rohlinge unterschiedlicher Größe auf einmal schneiden
Verschiedene Formen und GrößenKann mehrere Rohlinge verschiedener Formen und Größen auf einmal schneiden
Geschlossener TypOhne die Klinge zu wechseln, kann es Stahl verschiedener Formen und Größen schneiden, der auf einer Eisenbearbeitungsmaschine verwendet wird. In der Abbildung ist 2 die bewegliche Klinge, 1 ist die feststehende Klinge

Tabelle 7 Merkmale von ein- und zweischneidigen Klingen

KlingeVereinfachtes DiagrammMerkmale
Einschneidige KlingeKann den Hebelarm reduzieren, aber beim Schneiden drückt die Klinge tiefer in das schlechte Material, was die Qualität der Endfläche beeinträchtigt, und kann nur auf einer Seite verwendet werden
Zweischneidige KlingeBeidseitig verwendbar, bessere Endflächenqualität

2. Entwurf der Klinge

Bei der Konstruktion von Messern werden hauptsächlich die folgenden zwei Bedingungen berücksichtigt: die Spezifikationen des Maschinenprozesses sowie die Form und Größe des zu schneidenden Materials.

(1) Kreisförmige Klinge

Tabelle 8 zeigt das Design der kreisförmigen Klinge.

Tabelle 8 Kreisblattdesign

Hauptabmessungen
  • R-Kanten-Radius
  • 1 - Geringere Blatthöhe
  • 2 - Obere Blatthöhe
  • A- Abstand von der Unterseite der unteren Blattkante bis zur Unterseite des Blattes
  • B- Abstand von der Oberkante des oberen Blattes bis zum oberen Ende des Blattes
Nein.ParameterBerechnung und Auswahl
1Kantenradius RDer Kantenradius hängt hauptsächlich vom Durchmesser der zu schneidenden Stange ab; ein zu großer R kann den Querschnitt der Stange zu sehr abflachen und manchmal sogar Risse verursachen

Wenn R weniger als die Hälfte des Durchmessers der zu schneidenden Stange beträgt, weist die Seite der Stange Vertiefungen auf, was die Lebensdauer des Messers beeinträchtigt.

Der Radius der Messerkante kann auch aus Tabelle 9 entnommen werden, der sich aus dem Durchmesser des zu schneidenden Stabes ergibt
2Untere Blattgröße ANehmen Sie empirische Daten aus den Prozessspezifikationen der Ausrüstung

5000kN Schermaschine, A=120~130mm

10000kN Schermaschine, A=130~140mm
3Obere Blattgröße BJe kleiner der Wert von B ist, desto besser ist er unter der Bedingung, dass die Festigkeit der Klingen gewährleistet ist und die Klingen mehrfach nachgeschliffen werden, und er lässt sich nach folgender Formel bestimmen

B=H-[S+A+(0,3~0,32)Dmin]

Dabei ist H die Höhe der Scherbettmesseröffnung (mm)

S ist der Hub des Scherbetts (mm)
4Höhe der oberen und unteren Schaufeln h 1 und h 2Die Schaufelkantenhöhe der oberen und unteren Schaufeln sollte gleich sein. Sie kann mit der folgenden Formel bestimmt werden

1 =(H+A-B)/2 + (7~10)mm

2 =H-h 1 +(15~20)mm
5Außenabmessungen der KlingeBlattdicke C: Hauptsächlich unter Berücksichtigung der Stärke und Steifigkeit des Blattes, kann gewählt werden

C = (0,25 bis 0,5)D

wobei D der Durchmesser der zu schneidenden Stange ist (mm)

Die Schaufeldicke C und die Schaufelbreite L können auch entsprechend der Tonnage des Geräts gewählt werden, siehe Tabelle 2-18

Der Neigungswinkel α an der Schaufelöffnung kann mit 10° angenommen werden.
6BolzenlöcherBolzenlöcher für die Befestigung der Klinge, im Allgemeinen 4 Löcher, d. h. 2 Löcher für die bewegliche Klinge, 2 Löcher für die feste Klinge; in einigen Fällen 6 Löcher. Bohrungsdurchmesser d und D, Achsabstände l, l1, h3und dem Schlitzradius r des Passstifts, die alle mit der Tonnage des Geräts zusammenhängen, siehe Tabelle 10

Tabelle 9 Klingenkantenradius (Einheit: mm)

Stabdurchmesser D28~3234~3638~4245~5054~5660~65
Kantenradius R171922.526.529.534.5
Stabdurchmesser D70~7580~8590~95100110130
Kantenradius R39.544.550535868

Tabelle 10 Abmessungen der runden Einsätze (Einheit: mm)

Ausrüstung Tonnage/kNdDll1h3rcL
500036552302255560419
1000048722602760680479

(2) Vierkantklingen

Vierkantstahl wird im Allgemeinen entlang der Diagonale abgeschert, und die Klingen werden in integrale und kombinierte Typen unterteilt. Siehe Tabelle 11 für die Konstruktion von integralen Vierkantmessern.

Tabelle 11: Ausführung der integrierten quadratischen Schneiden

Hauptabmessungen
Nein.ParameterBerechnung und Auswahl
1Untere Klinge Größe AErfassen Sie empirische Daten je nach Ausstattung

Für 5000kN und 10000kN Scheren können 110~120mm genommen werden.
2Obere Klinge Größe BB = H - [s + A + 0,7a min ]

Wobei H-Höhe der Scherblattöffnung (mm), die aus den Prozessspezifikationen der Ausrüstung hervorgeht

s-Hub der Schere (mm), siehe Prozessspezifikationen des Geräts

min -die minimale Seitenlänge des mit demselben Messer geschnittenen quadratischen Materials (mm), die maximal zulässige Seitenlänge des zu schneidenden quadratischen Materials

Sollte innerhalb des folgenden Bereichs liegen

max ≤ 1.25a min
3Untere Schaufelhöhe h 1h1= (H + A - B) / 2 + (7 ~ 10) mm
4Obere Schaufelhöhe h 2h2= H - h1+ (15 ~ 20) mm
5Radius der Nutverrundung rUm Spannungskonzentrationen und Schäden an der Klinge während des Scherens zu vermeiden, muss eine Ausrundung im rechten Winkel verwendet werden, siehe Tabelle 12.
6Abmessungen des KlingenprofilsDie Bestimmung der Profilabmessungen der Schaufel ist die gleiche wie bei Rundkantenschaufeln
7BolzenlöcherDas Design und die zugehörigen Abmessungen der Bolzenlöcher entsprechen dem Design von Rundkantenmessern

Tabelle 12 Rundungsradius r der Nut (Einheit: mm)

Quadratische Material-Seitenlänge a<5050~7075~9090~105110~125130~150
Verrundungsradius r7912151521

(3) Flache Klinge

Die Klingen zum Schneiden von Flachstahl können mit einer flachen Kante hergestellt werden, wie in der beigefügten Abbildung in Tabelle 13 dargestellt. Typ I, sowohl Ober- als auch Untermesser haben Rillen und werden zum Schneiden dicker Materialien verwendet; Typ II, das Obermesser hat keine Rillen, d. h. B ist gleich h 2 wird häufig zum Schneiden dünnerer Materialien verwendet. Beide Typen schneiden entlang der breiten Kante des Flachmaterials.

Tabelle 13 Flache Klingenausführung

Typ I Klinge AbmessungenTyp II Klinge Abmessungen
Diagramm
Nein.ParameterBerechnung und Auswahl
1Untere Klinge Größe ANehmen Sie empirische Daten, die auf der Tonnage der Ausrüstung basieren

5000kN Schermaschine, A = 175mm

10000kN Schermaschine, A = 190mm
Typ II Klinge und Typ I

Der einzige Unterschied besteht darin, dass das obere Blatt keine Rille hat, d. h. B ist gleich h2.

Bezüglich der Abmessungen, Bestimmung wie oben
2Obere Blattgröße BDie obere Kante des Messers (bewegliches Messer) sollte im unteren Totpunkt des Hubs unter der unteren Kante des Messers liegen; dies lässt sich mit folgender Formel ermitteln

B = H - S - A + (5 bis 10) mm
3Kantenlänge CDie Länge der Schneide wird hauptsächlich durch die Größe des zu schneidenden Flachstahls bestimmt, der Einfachheit halber

Beim Schleifen sollte das Material etwas breiter sein als die Messung

C = bBreite+ (20~30) mm

M = (L - C) / 2 mm
4Obere und untere Schaufelhöhen h2und h1 h1=(H+A-B)/2 + 10mm
h2=H-h1+20mm
5Abmessungen der KlingeDie Bestimmung der Abmessungen ist die gleiche wie bei kreisförmigen Messerkanten
6BolzenlöcherDie Konstruktion und die entsprechenden Abmessungen der Schraubenlöcher sind in der kreisförmigen Schaufelkantenkonstruktion dargestellt

3. Klingenverschlüsse

Zu den Schaufelbefestigungselementen gehören hauptsächlich Bolzen, Fixierstifte und Muttern, die auf der Grundlage der Tonnage der Ausrüstung ausgelegt sind (siehe Tabelle 14 und Tabelle 15).

Tabelle 14 Abmessungen von Bolzen und Passstiften

Tonnage der SchermaschineSchraubeBolzen- und Fixierstiftgröße/mm
dLlhDKARd1
5000kNObere SchraubeM3320070205225174.59
Unterer BolzenM3326070205225174.59
10000kNObere SchraubeM4227090287034265.511
Unterer BolzenM4236090287034265.511

Tabelle 15 Abmessungen der Muttern

Schermaschine Tonnage/kNGröße der Mutter/mm
dHsDD1
50001M33305057.847
100001M42357080.866

4. Material der Klinge

Da die Klinge beim Schneiden stark abgenutzt wird, muss das für die Klinge verwendete Material eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen und seine Härte sollte mehr als doppelt so hoch sein wie die des zu schneidenden Materials. Bei Warmschermessern ist außerdem eine bestimmte Warmhärte erforderlich, d. h. das Messer muss die erforderliche Härte bei der Schertemperatur beibehalten.

Bei der Auswahl müssen auch Faktoren wie die Größe des Messers und die Qualität des zu schneidenden Materials berücksichtigt werden. Die Härte und die Anwendungsbereiche der Materialien für Kalt- und Warmscherenmesser sind in Tabelle 16 und Tabelle 17 aufgeführt.

Tabelle 16 Härte und Anwendung der Werkstoffe für Kaltscherenmesser

MaterialWärmebehandlung Härte HRCAnmeldung
Kohlenstoff-WerkzeugstahlT7, T858~62Wird für kleine Klingen verwendet und in kleinen Chargen hergestellt
T9, T1058~62
Legierter WerkzeugstahlCr, 9SiCr58~62Verwendet für große Klingen, Massenproduktion in Chargen
CrWMn60~62
7Cr3, 8Cr350~55
Cr12Mo, Cr12MoV58~62

Tabelle 17: Härte und Anwendung der Werkstoffe von Warmscherenmessern

MaterialWärmebehandlung Härte HRCAnmeldung
5CrMnMo42~45Für die Massenproduktion mit Schneidtemperaturen über 200℃
5CrNiMo45~47
3Cr2W8V45~48
5CrW2Si45~50
6CrW2Si45~50
T7, T8, T9, T1055~60Für kleine Klingen und Kleinserienproduktion mit Schnitttemperaturen unter 150℃

III. Spezifikationen und Produktionskapazität der Schergeräte

Die Spezifikationen der Schergeräte sind in Tabelle 18 und Tabelle 19 aufgeführt. Die Produktionskapazität der Scheren ist in Tabelle 20 und Tabelle 21 aufgeführt.

Tabelle 18: Spezifikationen für spezielle Schergeräte

Name der AusrüstungModellMaximale Scherkapazität/mm
Durchmesser von RundstahlVierkantstahl Seitenlänge
EisenbearbeitungsmaschineQ34-10Φ3528
Q34-16Φ4540
Q34-16AΦ3835
Q34-25Φ6555
Stabscherenmaschine

(Kurbelscherbett)
Q42-250Φ90-
Q42-500Φ132125
10000kNΦ190180
12500kNΦ210185
16000kNΦ250 220
KnüppelschermaschineQA95-100Φ50 (kalte Scherung)50 (kalte Scherung)
-150 (Warmschere)

Tabelle 19 Technische Parameter der Stabschere Typ Q42

Technische ParameterModell
Q42-250AQ42-500QA42-500QA42-500AQ42-1000A
Maximale Scherkraft/kN250050005000500010000
Maximaler Scherdurchmesser/mmΦ100 (Wenn R m ≥450MPa)Φ132 (Wenn R m ≥450MPa)Φ105 (Wenn R m ≥700MPa)p115 (Wenn R m ≥620MPa)Φ190(R m ≥450MPa wenn)
Anzahl der Anschläge/(mal/min)3018383816
Hubhöhe/mm801009090140
Material Anschlagbereich/mm55 ~500110 ~100065~50065~500120 ~1000
Motorleistung/kW1730403075

Hinweis: Die in der Tabelle aufgeführten Geräte werden von der Shenyang Forging Machine Tool Factory hergestellt.

Tabelle 20 Produktionskapazität beim Scheren (I) (Einheit: Stück/h)

Rohling Durchmesser/mmUnterschiedliche Knüppellängen/mm
100200300400600800100012001400160018002000
Φ202100160014001250800720650590380340300270
Φ301900140013501150760680600540360320290260
Φ401500120011001000660600540490320290260230
Φ5013001000900800520470420380250220200180
Φ601050800720650430390350320210200170150
Φ70 900700630550360330300270180160140130
Φ80800600540480320290260240160140130120
Φ90650500450400260230210190130120110100
Φ10045035031028018016014013090807065
Φ11030037025016014013012080706560
p12025023021014013012011070605550
Φ130200180160110100908055504540
Φ1401501301208070605535302725
Φ15011090805045403525232120

Anmerkung: Die Daten in der Tabelle sollten beim Warmscheren um 20% reduziert werden.

Tabelle 21 Produktionskapazität beim Scheren (II) (Einheit: kt/a)

Name der AusrüstungDurchschnittliche Masse des Knüppels/kg
0.25~0.60.6~1.01.0~1.61.6~2.52.5~4.04.0~6
Kurbelscherbett1 Stück gleichzeitig aufschneiden---101215
2 Stücke gleichzeitig kalt schneiden---151822
Heißer Schnitt 1 Stück gleichzeitig---81012
2 Stücke gleichzeitig heiß schneiden---121518
Eisenbearbeitungsmaschine-45.26.58.511
Kurbelpresse1.32.34---
Sägemaschine0.060.080.10.140.210.27
Name des GerätsDurchschnittliche Masse des Rohlings/kg
6 bis 1010 bis 1616 bis 2525 bis 4040 bis 6060 bis 100
KurbelschereGleichzeitiges Kaltschneiden von 1 Stück182226313643
Gleichzeitiges Kaltschneiden von 2 Teilen2733394554-
Gleichzeitiges Heißschneiden von 1 Stück141821242934
Gleichzeitiges Heißschneiden von 2 Teilen2226313643-
Eisenbearbeitungsmaschine14182327--
Kurbelpresse------
Sägemaschine0.40.480.60.9--
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