斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
$ I9 ]0 I# s+ N5 B, i3 S4 h5 y P=P1+P2+P3 (2)% ?; I" j3 J1 `7 y, ^; @
式中P1——纯剪切力;
0 N i d7 Q, ^- w* R, `& i P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;
i& m6 X! N- Z* ], u P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。9 F- Q# M' u+ g }! w* S
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:0 Y+ M4 ^7 P O: L5 t' Y
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)/ f: \. C6 t( ?2 i6 J! ^
式中h ——轧件的高度;
' ~+ v. E' T$ P α——刀刃倾斜的角度;$ n' s: H# i2 q3 u
ε——轧件的相对切入深度[1]。 O* f- e( Y 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。
/ b2 w4 v) r0 u! T 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 R9 x) D& f" r' @5 l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& j0 P9 M* X, n7 i0 [# [- O+ a* E
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。; X2 G1 d6 s# ]$ ~3 ?* p4 _
(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。 |