斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:6 y. D9 F, k* R, ?1 o
P=P1+P2+P3 (2)
7 h. `9 `: L$ o- O 式中P1——纯剪切力;
, C4 j+ S9 N& `% Q& K$ N" C P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;
! y& Q* d% \0 q, q4 d, o4 g P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。* o4 u* k' {+ r @( Q- h6 j/ B$ a
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:3 R4 z! d6 C1 O& ^! S" u! ~
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)7 Z7 R' b8 N8 _& r# F: j! g
式中h ——轧件的高度;
3 Q. y4 {5 L/ i( Z$ H7 t/ Z. ^ α——刀刃倾斜的角度;
9 J. k, C! e3 P0 }5 U/ X2 [ ε——轧件的相对切入深度[1]。
2 _9 |/ y; w' f- ^. _% z4 t5 E- Q 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。
! C. A4 y9 C' F4 z" `1 c6 b/ [. K 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。
1 Q% Y2 e' G( W% d0 |* r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8 C+ j: o3 V9 k- q7 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。
1 Q G: A; q5 M& |9 i" Q: A9 ~: |/ x (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。 |