斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
`$ T1 C9 j M6 i P=P1+P2+P3 (2)
# s& ]) E3 w6 o2 N 式中P1——纯剪切力;+ [: m |! ^; H0 S
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;
8 d! t; _( S: E. Q3 k5 ^* A P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。* T# s0 b& Q% g
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:
q1 m( T7 I- z% v P=P1=h2/tanα∫τdε (3)
: i; y& n+ X, h* q8 Z 式中h ——轧件的高度;
( q4 t( Q5 G; I; R6 r# T! Q α——刀刃倾斜的角度;1 _- R5 p% v& p, V& B% c
ε——轧件的相对切入深度[1]。( y8 G2 }0 j; l9 ~
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。; M% A( b2 B# L) f7 S( s
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 t; Q+ N3 U6 Y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
* V9 Z9 l' k: ]- _6 e 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。
0 H% S9 G' Z5 W6 ~) L (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。 |