斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:; r* i) Y* O, z9 G8 r" w) B2 p8 ~# E
P=P1+P2+P3 (2)% e! S: a- `& G+ U) E% S
式中P1——纯剪切力;+ O) v$ ], l; ?8 u
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;) e/ B" u9 ?$ W) t! u a/ v! {+ \
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
# l' f9 E+ z/ I5 a0 t. ] 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:
1 a; h1 Z- c) r( e m2 h P=P1=h2/tanα∫τdε (3)8 m- [) N! u q" X+ q: w) @* K, S V
式中h ——轧件的高度;
0 K5 A, A, G* f$ }$ W' w8 Z α——刀刃倾斜的角度;. c* O5 h- K/ C) O
ε——轧件的相对切入深度[1]。
) D |8 z& F% w 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。
# w- G; E6 i, Z. ?5 x! B 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。) V, C6 k7 {! c4 l& i3 C
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 ?4 w" R( n( \# t' T' X- p
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。
; O, K2 G, ^5 z (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。 |