斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:5 G' {1 ^6 j' V: L4 f) e
P=P1+P2+P3 (2)# _# s! {4 c0 G! q9 w
式中P1——纯剪切力;
/ u' m- T* K" { e( F: \ P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;+ B B8 \8 Q/ _ c: y9 Q# x; S
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
, \ o0 g4 m, N. p8 ~ 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:
# A, Q+ J% } |7 a1 m P=P1=h2/tanα∫τdε (3)
; D/ I4 n# o$ w( L4 ` ^ 式中h ——轧件的高度; ?# i; H7 ~3 B* L+ s4 R
α——刀刃倾斜的角度;
. t; ]$ f% S2 y7 E$ V, Z ε——轧件的相对切入深度[1]。
+ A! X- Q& }3 c5 a! i9 y# i 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。1 F S, |* }0 R8 W: l, Z5 B! m
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。+ e' C `% m E, D
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2 m2 [% ]# b( \) S4 h, @& 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。
D7 ]$ j& A7 A4 w Y( l1 D- ] t5 m% n (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。 |