中厚钢板是国家制造业中必不可少的重要钢铁材料,是国民经济发展过程中重要的钢铁品种。随着我国对中厚钢板的需求逐年提高,对设备的生产效率要求也大幅上涨。轧钢整形生产线中极为重要的一步就是按指定尺寸切边。板材的剪切加工最简单,应用也最广。而目前在生产实践中,剪切机工作时经常出现的各种连刀、堵边、切不动等生产故障大都是由剪切参数的设置不当所导致。由于板材的剪切加工过程中材料的变形集中在很小的区域内,且以断裂方式告终,使这一过程非常复杂。目前我国在剪切设计参数特别是剪切间隙对剪切质量的理论研究一般停留在相对粗糙的阶段,制约了生产的发展。因此,与之对应的应用理论研究,也显得越来越重要和紧迫。本文从重庆钢铁集团带钢生产线上采用的滚筒式碎边剪切机自投产后固定侧减速箱箱体频繁破坏、钢边切不断、剪刃崩坏的情况出发,通过实验推断出剪切扭矩过大是导致破坏的主要原因,然后对重钢采用的碎边剪建立了相应的理论模型,认为导致剪切力扭矩过大的主要原因是由剪切间隙设置不当导致的剪切力峰值过大。指出选取合适的剪切间隙是剪切效果的关键因素。本文将复杂的剪切变形过程从微观变形形式以及断裂形式上与简单的拉伸变形、弯曲变形进行比较。在对剪切问题进行必要的简化后,利用复合-分解的原理,分析剪切变形的应力分布及特性。为了提取后续分析需要的信息,提出通过常用材料力能参数简化模拟拉伸曲线的方法。然后本文通过建立剪切间隙分析与应力-应变曲线之间的关系来反映其对于剪切性能的影响。分别从与剪切力峰值的关系和与剪切断面质量的关系两个角度入手。研究前者时,先从宏观角度分析相对间隙和切深对轧件转角的影响,再联合微观剪切强度理论,探讨相对间隙与剪切力峰值间的定量关系。研究后者时,选择分阶段分别研究剪切间隙对剪切断面特征带分布中圆角带、光亮带、断裂带的影响。对于圆角带,结合体积不变原理和几何关系分析,建立剪切间隙与圆角带高度间的定量关系。对于光亮带,基于前文中建立的剪切与拉伸应力应变曲线间的关系,被分为压入阶段带和滑移阶段带两个部分,分别建立其高度与相对间隙及材料性能参数之间的定量关系式。对于断裂带,则通过对裂纹萌生关键点的应力状态分析求解最大剪应力方向来探讨剪切间隙对裂纹萌生方向的影响。而后综上提出保证上下裂纹相遇和降低剪切能耗两种侧重点不同的间隙设计方法。此外本文还对于刀刃参数和轧件尺寸参数对于剪切效果的影响做了综述性探讨。前者以分析刀刃倾斜角以及锐利度对于剪切力的影响为主。后者则侧重于探讨尺寸参数对于断裂情况的影响来体现对于剪切效果的影响。随后本文采用两组剪切应力-应变实验曲线对前文中关于相对间隙、材料性能参数和剪切曲线切深特征值的之间的关系式进行了验证。理论分析表明,板材剪切加工涉及到很多复杂问题,通过分析剪切加工过程中的变形机理和裂纹扩展机制,简化研究关键工艺参数剪切间隙来预测或控制剪切时的受力峰值及剪切件的断面特征,有助于提高剪切质量,改善剪切性能。对相关问题还需要作许多深入细致的工作。