斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:' ~% T5 }) E3 A2 v) x$ v" u
P=P1+P2+P3 (2)
6 y% `+ |: h8 g" n$ k3 v, U7 }/ u 式中P1——纯剪切力;
: r4 _% Z- P) b+ f' O P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;$ h4 |* F3 q/ l& J5 ?4 B& i, t4 G
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
/ x+ v p. e& h. ~8 D 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:: W% F* F! T- U0 k% x9 U! u
P=P1=h2/tanα∫τdε (3); q$ F" w7 [6 h
式中h ——轧件的高度;
( o# ?, z7 J) c2 Q( x+ E8 \: [+ i α——刀刃倾斜的角度;
7 U' T4 r w3 d- r ε——轧件的相对切入深度[1]。
6 z5 b# \1 b- F! H 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。" w8 _5 R5 W) ]9 n& @, _0 [
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。
4 \$ m8 {5 }' n! Q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0 f5 `9 W' F. ?+ ?* e8 A
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。
( R g3 \1 R3 Z+ C (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。 |