斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:* L, w* `2 R8 }
P=P1+P2+P3 (2)* \- F, Y/ b4 u
式中P1——纯剪切力; ^. B* j7 U# m: i) r1 a
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;, L p/ i, b1 f' \
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。* } r4 M6 ]1 `
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 y* o3 l$ p
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)
, u8 B v# M" L 式中h ——轧件的高度;9 c% y8 t( s4 d, y- Z
α——刀刃倾斜的角度;) P3 Z) W# N; C, l6 v- C, L: ~- K0 |
ε——轧件的相对切入深度[1]。
/ B) E. |" a6 R% g7 C+ H# ~6 o4 h 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。
+ ^3 Z7 \$ \- F |8 Z2 j& d 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。6 H, Y. r$ K& R& |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
{: n" s; g; ?5 |* z$ ~4 H0 U) u- B 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。- d5 {: _6 {" H
(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。 |