斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
* |! F8 _8 \* [) {; R/ _ `) K! l P=P1+P2+P3 (2)$ j1 ^" Q a% c) f1 P) g
式中P1——纯剪切力;2 t9 O: s; M0 f: k$ W. v8 w
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;
; d5 T1 p; U9 {- i6 c P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
/ w3 Z3 i+ A' j, Y* ^ 对于棒材而言,它不是钢板的连续剪切,可忽略P2和P3两力的影响,采用下式:$ ?7 N3 S7 p1 f* Y1 p$ h$ N' U ~
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)
4 o! n- k! ~6 X m9 z5 E2 G 式中h ——轧件的高度;
9 T6 {7 J: E6 F5 U% y α——刀刃倾斜的角度;2 S. g% W7 F% s* y8 ~* b- S4 U3 A
ε——轧件的相对切入深度[1]。
) e% e @- o2 ]; |7 M L 在相同情况下,与平行刃剪切相比较,斜剪切在剪切过程中是从轧件的一边向另一边逐渐移动的剪切过程。即在剪切过程中的每一瞬间,剪刃剪断轧件断面长度只是轧件断面的一部分。因而,剪切力大大减小。如图1所示。9 O+ Q' O/ a" Z
对图1进行定性分析,可知斜剪切的剪切力远小于平行刃剪切的剪切力。如果确定斜剪切的倾斜角α,通过定量计算证明,斜剪切可以降低剪切载荷,从而提高剪断机的剪切能力。! m7 }5 ]$ b7 s; b2 ` y" t
图1 斜剪切与平行刃剪切的对比 2.2 利用斜剪切消除成品棒材的剪切弯头8 r8 ?! Q8 C4 d
斜剪切的受力分析见图2。 图2 斜剪切的受力分析简图 (1)当剪断机剪切时,剪切抗力F沿斜刀刃法线方向向上,可分为水平方向分力Fx及垂直方向分力Fy两个分力。水平方向分力Fx使钢材紧密挤压在一起,限制了钢材垂直变形的自由度。
) _. m; J* w& ]1 X (2)平行刃剪切是在垂直方向剪切,所造成的成品剪切弯头是在垂直方向弯曲;斜剪切是倾斜剪切,垂直方向的分力Fy远小于平行刃剪切时的抗力F(Fy小于斜剪切剪切抗力F斜,而斜剪切的剪切抗力F斜小于平行刃剪切的剪切抗力F平)。因此,减少了垂直方向弯曲的载荷,降低了棒材的弯曲程度。 |