斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
' N' p" r, x- Q P=P1+P2+P3 (2)% c3 o; b3 V8 O) L! T+ w
式中P1——纯剪切力;, x7 n0 S5 D$ A
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;( Q- i, I; `' e+ A/ E4 A$ X
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
, A4 Y8 h. P' m" s! v. V: R1 ]& 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:- Z9 X6 i( x4 q. C6 o1 x$ _
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)8 V9 V- e: d4 D9 \
式中h ——轧件的高度;
& ]5 Q) v3 v' l/ k( m% S: h α——刀刃倾斜的角度;. s! \# Z- j, O, N
ε——轧件的相对切入深度[1]。
0 m H$ j' x# g" h0 N M 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 H2 C0 b0 Y5 o% P
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。
: `# F$ }0 y" F. Y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, k) t7 h' {" M% P4 L
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。
1 g) |6 P0 w' v' l* j9 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。 |