通过斜刃横剪分切加工实验,研究了剪切间隙对304不锈钢板材分切断面形貌特征、加工硬化及剪切力的影响。结果表明,剪切间隙直接影响了分切断面特征和加工硬化程度,随着剪切间隙的增大,分切断面平整性变差,塌角增大,剪切带高度先增大后减小,在相对剪切间隙为4%时能得到较好的分切断面质量;分切断面边缘最大硬度先增大后减小,硬化层深度不断增大。分切断面形貌与加工硬化密切相关,沿板材剪切方向的硬度值先增大后减小,在剪切带与断裂带交界处附近加工硬化最大。剪切力的变化趋势反映了剪切间隙的影响,在间隙过小或过大时,板材易产生裂纹而提早发生断裂,刃口附近板材变形程度减小,使剪切带高度、加工硬化程度及Z方向剪切力减小。

针对传统的液压剪切容易造成连铸钢坯断面质量不佳的问题,提出使用一种45°斜切液压剪进行剪切。首先,建立钢坯和剪刃的剪切模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对45°钢坯液压剪的剪切过程进行了有限元分析,模拟钢坯在弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段时所受的等效应力;其次,采取单一变量的研究方法,分别探究了剪切间隙、剪切温度、钢坯厚度及剪切速度等因素对45°钢坯液压剪剪切质量的影响。结果表明,随着剪切间隙的增加,剪切力先减小后增大;钢坯尺寸每增加5 mm,最大剪切力约增加40~50 kN;钢坯剪切速度增加,最大剪切力随之增加,由此获得了最佳的剪切参数,为钢坯的剪切提供了稳定的剪切力,保证了良好的剪切质量,避免材料的损耗,提高了剪切效率。