斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:6 X9 U! \: _, P$ R4 Y+ m
P=P1+P2+P3 (2)5 ~% ~6 _# r5 @8 G2 ^% V
式中P1——纯剪切力;+ ]2 V( C- v! S- X/ w
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;0 b, _8 b0 X0 C1 Q
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。/ P. L/ x+ n* |- p
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:
+ T1 A4 U$ v4 H) N P=P1=h2/tanα∫τdε (3)
5 G& m5 {' e. c+ o9 w 式中h ——轧件的高度;
7 T/ o# ?% k5 e2 F1 w( s+ ]0 A5 l( { α——刀刃倾斜的角度;
2 R5 o1 G# x7 d* x. H ε——轧件的相对切入深度[1]。
7 F: H6 x: j' t 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。
6 Z! g3 m; S' c) w% F 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。0 a8 c% N8 F4 ~
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 G) i& r: ~4 t7 q% X5 ?, N 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。/ P$ b" D8 t3 L- V: m! N
(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。 |