斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
1 E, B0 @5 x$ t- I P=P1+P2+P3 (2)
+ o" Y5 y+ s' h( a 式中P1——纯剪切力;
( [5 v9 j$ K/ V7 R* _; O0 c P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;4 l# a) u2 V3 f, b: h" k7 S
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
) h; J1 |. n. M: v 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:
- k: n3 e* l6 u: f) \8 P1 ]/ P2 } P=P1=h2/tanα∫τdε (3)
3 I- N5 C6 w k2 v5 Q; I; T 式中h ——轧件的高度;
, S) ]7 p4 ?" z4 z5 r0 f% t α——刀刃倾斜的角度; I! Z& r* |; f5 u2 O+ b ^1 w
ε——轧件的相对切入深度[1]。
. |$ ^5 W0 v- f4 t6 a 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。
! p% i( ]) H. S2 b; P: Z( I 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。% D* V) |1 t+ g& O# A. _, `3 i
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' G. ]8 d, ^7 Z
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 ?- R% K+ a. ?7 `, [5 Q
(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。 |