斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:
" k5 Y6 U# V) I" N P=P1+P2+P3 (2)
! I% p ~6 K2 ` 式中P1——纯剪切力;
" T1 Z% R+ h h P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;; G- c2 B& V2 O3 q! s
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。2 U& y* J8 q# A$ T
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 k8 C4 s% d y" M! [ Q% Y
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)
2 U# D6 h: P. t" H A9 B 式中h ——轧件的高度;; F O: Y* U. ?. c5 @
α——刀刃倾斜的角度;
0 p+ G: J5 Y/ [" ~% O _ `7 ` ε——轧件的相对切入深度[1]。7 J( Z4 {3 _ o- r9 `4 a8 x0 y$ A N5 ~
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。
; z5 u4 t7 h. j, b, H% F6 Y 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。
* u! J3 B0 n% H3 G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, Z' q$ h6 K& K3 c7 a
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。# j7 W0 U6 Z- h7 A5 s5 {
(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。 |