斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:5 u6 E# Z9 |; r
P=P1+P2+P3 (2)8 y0 k% @( e4 p' ] }. S
式中P1——纯剪切力;
3 r6 H% M, r- w' M X7 X) t3 L P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;' W6 o \3 r0 }4 h+ e; w
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。# i+ q) \" W* Z' l
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:
. s: \* L7 A' _* x5 t. e P=P1=h2/tanα∫τdε (3)- K5 ]& \) E! @* a# r$ e1 K5 R$ P
式中h ——轧件的高度;
3 Y9 [2 |2 x" \& ?( f α——刀刃倾斜的角度;7 A r( l& H( J- m" H' O: s
ε——轧件的相对切入深度[1]。- r/ w5 l; |0 U: R8 \" ?$ S
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。, q( y( O' S, O: R
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。: j+ m( r9 d9 A
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: w/ Y$ b: v- Y: E7 w
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 D0 d: L: c, `& X1 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。 |