斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式: f9 H- v4 p. k( d& s7 O; \" A$ Z
P=P1+P2+P3 (2)
, C3 D8 ?, {8 i" @ 式中P1——纯剪切力;. Y4 a6 t9 l( p: i
P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;9 E7 n# R) N+ B2 m0 v1 z6 K$ C8 \
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。
/ x- J. ~: Q7 w: X 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:9 g3 h- l1 \; E- i- N W2 z
P=P1=h2/tanα∫τdε (3)) }. R+ K* k9 c4 c- q; W. Z* g5 I
式中h ——轧件的高度;+ F2 n% i/ O6 Y; G' ~0 B
α——刀刃倾斜的角度;
8 ]. K* |; R- `; l0 [ ε——轧件的相对切入深度[1]。
/ a; v! T6 Q3 V+ G5 g% j9 [5 h7 C 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/ [5 t5 V) @& h5 \7 ^
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。) S3 T l+ [" T; O! P
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) r4 g3 j! V2 i( V
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。
9 D) a5 K0 Y; r+ T6 i, a (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。 |