Fuerza requerida para cortar / cortar una barra de acero dulce

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Tengo cuñas de corte / corte con un grosor de 4 mm cortando a cada lado de una barra redonda de acero dulce (17.5 mm). Imagine que dos cuñas se accionan juntas con una barra redonda de acero dulce en el medio (similar al diseño de los cortadores de pernos) Estas cuñas se operan utilizando 2 cilindros hidráulicos (6 "de diámetro, 2 1/2 de recorrido) (uno para cada cuña de corte) para forzarlos juntos (contra el acero dulce). Las cuñas de cultivo están hechas de acero BS 970 304S12.

¿Cómo puedo determinar la fuerza requerida para recortar esta barra redonda? ¿Qué ecuaciones / fórmulas son relevantes?

— J Lancastle
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Al menos en los Estados Unidos, el valor que está buscando se conoce como tonelaje. Se utiliza para describir la fuerza requerida para los procesos de corte, punzonado, doblado y estampado con metales.

— Ethan48

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Este es un simple problema de fuerza de corte. Sin embargo, hay algunas consideraciones.

No necesita 2 cilindros hidráulicos. Uno debe ser móvil, el otro debe ser estacionario. A continuación se muestra una figura simple y rápida para mostrar cómo deben alinearse.

Debes revisar las tijeras de chapa metálica que te darán una idea.

A continuación se muestra la ecuación simple para corte. T es el esfuerzo cortante, es de alrededor de 400MPa para aceros con 0,3% de C. Si no tiene valores de esfuerzo de corte, puede usar los valores de esfuerzo de tracción finales y multiplicar por 0.6-0.7, para una aproximación. Utilice área de sección transversal de la barra de A .
Los aceros 304 no son una gran idea para este tipo de trabajo. No se puede endurecer por tratamiento térmico, solo por trabajo en frío. Por lo tanto, no tendrá una larga vida de su herramienta. Considere un acero inoxidable martensítico como el 410, puede endurecerlo y tener una vida mucho más larga. Si no necesita resistencia a la corrosión, considere un acero tratable con calor. Sin embargo, si debe usar 304, intente endurecerlo con un martillo o si tiene un rodillo. Eso aumentará la vida útil de la herramienta.

— Gokce Mehmet AY
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Sin embargo, ¿qué tan precisa es una ecuación simple basada en un área de sección transversal cuando se corta una barra redonda? Esperaría que, dado que las cuñas inicialmente solo están en contacto con una parte muy pequeña de la barra, la fuerza de corte se reduciría, como cuando se corta una hoja ancha en ángulo de un lado a otro.

— Aire

Hola @ Air, esta simple ecuación debería ser lo suficientemente precisa como para cortarla. Las fuerzas de corte actúan en toda el área de la barra, por lo que es más grande. De hecho, debería ser más grande porque no tomé en cuenta el efecto de la fricción y el desplazamiento lateral, y el trabajo de endurecimiento del material durante el corte, el embotado de la cuchilla y el movimiento lateral. Estos factores tendrán un efecto muy pequeño. Si se necesita una simulación mucho más precisa del proceso, se necesita un análisis de elementos finitos. Pero, de nuevo, esa simple fórmula es suficiente para cortar esa barra.

— Gokce Mehmet AY

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Aquí está la 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

Dónde:

Fc = fuerza de corte en kg.

Zc = número de dientes de contacto (este número es máximo cuando la sierra alcanza el diámetro de la barra.

kz = presión específica de corte en kg / mm2 (este valor depende del material de corte).

A = ancho de la sierra en mm.

f = avance por carrera en mm.

Visite el sitio web para obtener más información: https://www.acealloysllp.com/stanous-steel-bending.php

Espero que esto ayude

— Rahul Verma
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