斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
# m% _. L0 f7 q" L/ F+ n( j6 g; I P=P1+P2+P3 (2)) V6 Z5 T/ m& E ~5 D# W2 J5 ]! B
式中P1——纯剪切力;) d4 |" g( _9 H% O0 _3 H) p1 [
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;6 P! f; D3 s' n
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。- T; F) Q$ b6 ]( ~( R3 p5 ^! S
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:! u T, }0 O o; W% _+ C) z
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)% D6 v( R' E) A) n. a* G
式中h ——轧件的高度;, Q5 V" }& p3 ~+ U
α——刀刃倾斜的角度;0 Q! a% l" n V: f
ε——轧件的相对切入深度[1]。1 B& C7 b$ o C! M; I- O" N6 r( u
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。
4 X; O* |( W' K) f% K( M 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。
3 a+ _) j& c9 B) e4 L2 i0 N- M7 l4 T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' t! w0 d' i% _8 x7 q+ H" i2 [% `+ l
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 B6 k" {2 V! ? (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。 |