Força necessária para cortar / cortar uma barra de aço macio

8

Tenho fatias de corte / corte com uma espessura de 4 mm, cortando ambos os lados de uma barra redonda de aço macio (17,5 mm). Imagine duas cunhas sendo acionadas juntamente com uma barra redonda de aço macio no meio (semelhante ao design dos cortadores de parafusos). Essas cunhas são operadas usando 2 cilindros hidráulicos (6 "de diâmetro, 2 1/2 de curso) (um para cada cunha de corte) para forçá-los juntos (contra o aço macio) As cunhas de corte são feitas de aço BS 970 304S12.

Como posso determinar a força necessária para cortar esta barra redonda? Quais equações / fórmulas são relevantes?

mechanical-engineering steel hydraulics cutting J Lancastle
fonte
Pelo menos nos EUA, o valor que você procura é conhecido como tonelagem. É usado para descrever a força necessária para os processos de cisalhamento, perfuração, dobragem e estampagem de metais.
Ethan48

Respostas:

4

Este é um problema simples de força de cisalhamento. No entanto, existem algumas considerações.

  1. Você não precisa de 2 cilindros hidráulicos. Um deve ser móvel, o outro deve ser estacionário. Abaixo está uma figura simples e rápida para mostrar como eles devem se alinhar. Mecanismo de cisalhamento

Você deve verificar as tesouras para chapas metálicas, pois elas dão uma idéia.

  1. Abaixo está a equação simples para cisalhamento. T é tensão de cisalhamento, é de cerca de 400MPa para aços de 0,3% C. Se você não possui valores de tensão de cisalhamento, pode usar os valores finais de tensão de tração e multiplicar por 0,6-0,7, para uma aproximação. Use a área seção transversal do seu bar para A .
    Equação da força de cisalhamento

  2. 304 aços não são uma ótima idéia para esse tipo de trabalho. Não pode ser endurecido por tratamento térmico, apenas por trabalho a frio. Portanto, você não terá uma vida longa da sua ferramenta. Considere um aço inoxidável martensítico como o 410, você pode endurecê-lo e ter uma vida muito mais alta. Se você não precisar de resistência à corrosão, considere um aço tratável pelo calor. No entanto, se você precisar usar 304, tente endurecê-lo martelando ou se estiver rolando. Isso aumentará a vida da ferramenta.

Gokce Mehmet AY
fonte
Qual é a precisão de uma equação simples baseada na área da seção transversal ao cortar uma barra redonda? Eu esperaria que, uma vez que as cunhas estejam inicialmente apenas em contato com uma parte muito pequena da barra, a força de corte seria reduzida, como ao cortar uma folha larga em ângulo de um lado para o outro.
Air
Oi @ Air esta equação simples deve ser precisa o suficiente para cortá-la. As forças de cisalhamento atuam em toda a área da barra, portanto são maiores. Na verdade, deveria ser maior porque não levei em consideração o efeito do atrito e deslocamento lateral, e trabalhei no endurecimento do material durante o corte, o embotamento da lâmina e o movimento lateral. Esses fatores terão um efeito muito pequeno. Se for necessária uma simulação muito mais precisa do processo, é necessária alguma análise de elementos finitos. Mas, novamente, essa fórmula simples é suficiente para cortar essa barra.
Gokce Mehmet AY
1

Aqui está a fórmula: https://www.researchgate.net/post/how_to_calculate_cutting_force_required_by_hacksaw_for_particular_work_piece_for_particular_hardness

Fc = zc kz A * f

Onde:

Fc = força de corte em kg.

Zc = número de dentes de contato (esse número é máximo quando a serra atinge o diâmetro da barra.

kz = pressão específica de corte em kg / mm2 (este valor depende do material de corte).

A = largura da serra em mm.

f = avanço por curso em mm.

Visite o site para obter mais informações - https://www.acealloysllp.com/stainless-steel-bending.php

Espero que isto ajude

Rahul Verma
fonte