斜剪切主要用于对板材的剪切。根据B.B诺萨利公式:9 x3 q/ p7 \: t: ]" g! _
P=P1+P2+P3 (2)
* Q( o( f. b* h& @$ P8 L 式中P1——纯剪切力;
$ P5 h$ a! G& ] P2——轧件被剪掉部分的弯曲力;9 _! _8 u/ j: N( i
P3——钢板在剪切区域内的弯曲力[1]。. i- C ^0 b1 x/ i% b$ B
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:' X" d4 s$ H# T5 X# T, t
P=P1=h2/tanα∫τdε (3) M8 s+ ^* O$ N0 ^! U8 ]4 E9 S
式中h ——轧件的高度;
1 U4 s( N! i* t) F α——刀刃倾斜的角度;
3 @1 i0 B8 N( f1 n ε——轧件的相对切入深度[1]。2 l- p) ^& l* ]& H1 X
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。
' k! ~8 n: J9 A: z# _3 ~8 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。) p% D# B* u+ p" P( M( I* L& p; k
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, K, k' G/ N/ S( k) p
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。
) u( }5 I7 h& {! z9 w! } (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。 |