機械加工品(ピン)のせん断について教えて下さい
- 機械加工品(ピン)のせん断とは、材質SGD-3またはSGD-4(みがき棒鋼)のΦ32素材を残して、首下42mmの長さまでΦ16mmでNC旋盤を使い切削加工するものです。
- その後、Φ32の外周を巻く形で他の鉄製品と溶接し、ピンに力が加わった時にΦ16のピン部分が5mmのプレート部と合わせて円形にせん断されることがあります。
- このせん断によって、Φ16X42mm+5mmのピン形状として分断されると考えられます。
- 締切済み
機械加工品(ピン)のせん断について教えて下さい
材質SGD-3またはSGD-4(みがき棒鋼)のΦ32素材より､外径Φ32のままを5mm残して､首下42mmの長さまでΦ16mmでNC旋盤を使い切削加工をしました｡ 5mm残したプレート部分と削ったピンの根元はR1mm程度です｡ このピンを他の鉄製品にΦ32の外周を巻く形で溶接しました｡ このピンに何らかの力が加わった時､他製品と溶接で結合されたΦ32の円形部分(5円玉の様な形)を残して､Φ16のピン部分が5mmのプレート部と合わせ円形にせん断され(Φ16X42mm+5mmのピン形状として分断)ることは､有るでしょうか? 宜しくお願いします。
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┌─┐ φ16mm │ │ 加工したピン ┌└─┘┐ φ32mm ┌───┴───┴───┐ └───────────┘ 溶接した鉄板 にて、溶接した鉄板にφ32mm程度の穴が明く問い合わせですね。 鉄板が非常に薄い場合と、破断がφ32mmかその周囲の特定ポイントから、徐々に広がり、 穴が明く。 又は、ピンをねじって、ねじりせん断で穴が明く場合があります。 スポット溶接の簡易試験にナゲット試験があります。 これは、例えばスポット溶接した二枚の薄い鉄板を、捲るように剥がし前述様に徐々に 破断させ薄い鉄板側に穴を明ける。 又は、鉄板をねじり、穴を明ける。 そうすれば、溶着面より、円周の破断面の方が弱く、溶接部の信頼性が簡易的に確認できる。 そして、残ったナゲット径を測定するより、穴を測定する方が簡単なので、その穴径で ナゲット径を測定し、スポット溶接の簡易確認をします。 それに良く似て内容ですね。 URLも確認してください。 ピンのφ32mmで厚み5mmの処には、φ16mmの穴は明くことは、厚みが5mmなので考えられない。 1mmや0.5mmならあるかも。 破断は、一番弱い部分から発生します。 φ16mmの断面積は、π/4(φ16mm)^2＝200mm^2 φ32mmに穴が明く場合、例えば板厚が極端に0.5mmとすれば、φ32mm×π×0.5mm＝50mm^2 で、面積的には1/4なので、φ16mmにねじり応力を掛ければ、溶接部が強度的に大丈夫なら φ32mm＆ｔ＝0.5mmのピン部分にφ16mm程度の穴が明くことが予想されます。 ですが、実際はφ32mm＆ｔ＝5mmなので、円周面積はφ32mm×π×5mm＝500mm^2なので、 2.5倍あり、破断するならφ16mmとφ32mmの段差部分が、φ16mm断面積で穴が明かずにです。
t5のプレート部がせん断するか、φ16のピンの根元がせん断するか？ t5のプレート部の断面積 5×π×16＝302mm2 φ16のピンの根元の断面積 π×16×16/4＝201mm2 ごく単純に考えれば、プレート部の断面積よりもピンの根元の断面積の方が 小さいので、5円玉のように穴が開く破壊モードよりも、ピンの根元が折れる 破壊モードの方がおきやすいように想像します。 前記の延長線上で考えれば、プレート部の厚さが3mmだったら、5円玉のよう に穴が開く破壊モードが起こりそうです。 実際に旋盤加工ができる環境にあれば、理屈で考えるより、端材を使って 実験するほうが手っ取り早い案件のように思います。 ＞実験するほうが手っ取り早い t5のプレートとφ16のピンとすると、人力で破断させるのは少々苦しいで しょうから、1/2～1/5程度のサイズのサンプルを作れば、人力で破断させる ことができるようになると思います。
補足
ご回答ありがとうございます｡ 大変助かります｡ ご指摘頂いた内容の実験を行ないたいと思いますが､理論的には5円玉の形状に 破断されることも考えられるのでしょうか｡ もし分かりましたら､教えて頂ければと思います｡ 宜しくお願いします｡
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