斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
9 n: G3 W3 N" v$ t P=P1+P2+P3 (2)
9 s0 {5 D7 v7 T; [: m9 n 式中P1——纯剪切力;6 [- W8 Q# ^2 K$ X
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;
( J5 J( U# P7 B w0 b& \( @' G P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
) q, w m: {( n& I" d+ t, J 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:* n3 [& P6 n: h" |8 _
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)- G' J( o4 h" Q' _6 \' M" K3 g- M
式中h ——轧件的高度;
* V# y0 B* `) W/ ^ α——刀刃倾斜的角度;
8 ~4 G, N. y5 R* Z) I0 R ε——轧件的相对切入深度[1]。
, H) ^ g. v4 f3 m" Z+ a+ y 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。/ g) d6 ] r2 T# I+ Q% X; 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。
, v- O. J0 `: v5 f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
5 O% u% X! [/ G `. O 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。4 ~, I; t8 [: _0 n' p( ~
(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。 |