斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:" m4 j& M' w" V- c
P=P1+P2+P3 (2)2 ^4 h: @. j5 v# d' T7 g( b
式中P1——纯剪切力;
: P: } K' ^, O$ U P2——轧件被剪掉部分的弯曲力; y$ \- L& R" o' U ]
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
. ]2 j Q2 T" d7 G9 J. Q 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:+ j! @3 _6 U, ~
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)0 n& U% N2 G9 e6 N: U3 g* E
式中h ——轧件的高度;
& E# M2 c/ g- v; e+ u α——刀刃倾斜的角度;: j0 w D% W/ ~
ε——轧件的相对切入深度[1]。
) V0 D7 I7 D( ~& z 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。: t+ }, a, O& o) t. `& R8 z( C
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。
% q2 O' M% l- @5 \8 w1 X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: a: X$ W, O% t: l1 B% Y. X1 g/ V
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。3 u! r3 _5 e1 ?/ [: |5 F, }+ ^
(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。 |