Что такое калькулятор усилия вырубки?
Калькулятор усилия вырубки оценивает усилие, которое нужно прессу, чтобы пробить, проколоть или вырубить отверстие в листовом металле. Зная это значение, вы сможете подобрать пресс с достаточным тоннажём, выбрать подходящую оснастку и не перегрузить оборудование. Калькулятор подходит для любого пластичного листового материала — достаточно знать его предел прочности на срез.
Как пользоваться
Введите три значения: периметр реза (полную длину линии реза в миллиметрах — для круглого отверстия это \(\pi \times \text{диаметр}\)), толщину материала в миллиметрах и предел прочности на срез в МПа (что эквивалентно Н/мм²). Калькулятор выдаст требуемое усилие в килоньютонах, ньютонах и тоннах-силы.
Разбор формулы
Расчёт ведётся по формуле $$F = P \times t \times \tau$$ где P — периметр, t — толщина, а τ — предел прочности на срез. Произведение \(P \times t\) — это площадь среза (мм²); умножая её на прочность на срез (Н/мм²), получаем усилие в ньютонах. Поскольку при вырубке материал срезается по линии реза, а не разрывается на части, правильно использовать именно прочность на срез, а не на разрыв. Для ориентира: у малоуглеродистой (мягкой) стали прочность на срез составляет около 350 МПа, у алюминия — примерно 110–170 МПа, у нержавеющей стали — около 520 МПа.
Пример расчёта
Пробивка отверстия диаметром 50 мм в мягкой стали толщиной 2 мм (\(\tau \approx 350\) МПа): периметр $$= \pi \times 50 \approx 157{,}08 \text{ мм}.$$ Усилие $$= 157{,}08 \times 2 \times 350 \approx 109\,956 \text{ Н} \approx 110 \text{ кН} \approx 11{,}2 \text{ тонны-силы}.$$ Пресс на 15 тонн справится с этой задачей с запасом.
Частые вопросы
Нужен ли коэффициент запаса? Да — инженеры обычно добавляют 20–30%, чтобы учесть износ инструмента, наклёп материала и трение.
Почему берётся прочность на срез, а не на разрыв? При вырубке материал разрушается срезом; прочность на срез составляет примерно 0,6–0,8 от прочности на разрыв для большинства металлов.
Можно ли снизить требуемое усилие? Да — заточка скоса (угла среза) на пуансоне или матрице растягивает рез во времени и снижает пиковое усилие.
