斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
4 I D/ g) i: w }- U. ]9 x P=P1+P2+P3 (2)" j- i1 D% x2 N9 f: m8 V& k
式中P1——纯剪切力;; D2 N4 E" X4 n* d3 q% i
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;
: l, `1 q( C0 b! f P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。' ]) E$ u7 i1 k1 Z
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:; h2 Z' B: F7 [" ^7 w
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)
8 O; j/ g; ]2 U/ Y" y 式中h ——轧件的高度;
! A6 {( ~: _6 z! u9 ~% ~# [3 m4 F α——刀刃倾斜的角度;
; ?2 f! L3 i; x2 A( G' | ε——轧件的相对切入深度[1]。, \; A1 ~; H# W$ f! G6 m2 I
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。
# p$ U3 O# a3 F( I 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。 h8 ]# ~& ]; [5 \1 K* F; F- r$ k% 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: k7 T" M6 a) O% n ?8 W6 ?0 l, I0 g
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。2 H* p/ a& I& t0 j' g# Z% R* 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。 |