Усилие, необходимое для обрезки / резки прутка из мягкой стали

8

У меня есть обрезные / режущие клинья толщиной 4 мм, режущие по обе стороны от круглого прутка из мягкой стали (17,5 мм). Представьте, что два клина движутся вместе с круглым стержнем из мягкой стали посередине (аналогично конструкции болторезов). Эти клинья приводятся в действие с помощью двух гидравлических цилиндров (6 дюймов в диаметре, 2 1/2 хода) (по одному на каждый режущий клин) чтобы соединить их (против мягкой стали). Обрезные клинья изготовлены из стали BS 970 304S12.

Как определить силу, необходимую для обрезки этого круглого стержня? Какие уравнения / формулы актуальны?

mechanical-engineering steel hydraulics cutting J Lancastle
источник
По крайней мере, в США искомое значение известно как тоннаж. Он используется для описания силы, необходимой для процессов резки, штамповки, гибки и штамповки металлов.
Ethan48

Ответы:

4

Это простая проблема силы сдвига. Однако есть несколько соображений.

  1. Вам не нужны 2 гидравлических цилиндра. Один должен быть мобильным, другой должен быть стационарным. Ниже приведен простой и быстрый рисунок, показывающий, как они должны выравниваться. Механизм сдвига

Вы должны проверить ножницы из листового металла, они дадут вам идею.

  1. Ниже приведено простое уравнение для сдвига. Т является напряжение сдвига, она составляет около 400 МПа в течение 0,3% С сталей. Если у вас нет значений напряжения сдвига, вы можете использовать предельные значения растягивающего напряжения и умножить на 0,6-0,7 для приблизительного значения. Используйте площадь поперечного сечения вашего бара для A .
    Уравнение силы сдвига

  2. 304 стали - не лучшая идея для такой работы. Его нельзя закалить термической обработкой, просто холодной обработкой. Таким образом, у вас не будет долгой жизни от вашего инструмента. Рассмотрим мартенситную нержавеющую сталь, такую ​​как 410, вы можете закалить ее и иметь гораздо более высокий срок службы. Если вам не нужна коррозионная стойкость, тогда подумайте о термообрабатываемой стали. Однако, если вы должны использовать 304, попробуйте укрепить его ударом или, если у вас есть прокатки. Это увеличит срок службы инструмента.

Гекче Мехмет А.Ю.
источник
Насколько точным является простое уравнение, основанное на площади поперечного сечения, при разрезании круглого стержня? Я ожидаю, что, поскольку клинья изначально находятся только в контакте с очень маленькой частью стержня, сила резания будет уменьшена, как при резке широкого листа под углом от одной стороны к другой.
эфир
Привет, @Air. Это простое уравнение должно быть достаточно точным, чтобы его обрезать. Усилия сдвига действуют на всю площадь стержня, поэтому она больше. На самом деле он должен быть больше, потому что я не учел влияние трения и бокового смещения, а также рабочего упрочнения материала при резании, затуплении лезвия и боковом движении. Эти факторы будут иметь очень небольшое влияние. Если требуется гораздо более точное моделирование процесса, необходим анализ методом конечных элементов. Но опять же, этой простой формулы достаточно, чтобы отрезать эту планку.
Гекче Мехмет А.Ю.
1

Вот формула: 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

Куда:

Fc = сила резания в кг.

Zc = количество контактных зубьев (это число максимально, когда пила достигает диаметра прутка.

kz = удельное давление резки в кг / мм2 (это значение зависит от материала резки).

A = ширина пилы в мм.

f = подача за ход в мм.

Посетите веб-сайт для получения дополнительной информации - https://www.acealloysllp.com/stainless-steel-bending.php

Надеюсь это поможет

Рахул Верма
источник