Energie cinétique et force pour marquage de pièce par frappe.

[invite9813d91b]

Bonjour, voici m'a problématique.

Je dois marquer une pièce avec un poinçon en forme de cône (le marquage est donc une simple empreinte circulaire).
L'outil de frappe en placé sur un vérin mais le vérin actuel n'est pas assez puissant pour marquer la pièce de marnière visible.

Je cherche donc à dimensionner celui-ci.

1- J'ai mesurer à l'aide d'un capteur d'effort le force nécessaire pour marquer correctement la pièce, soit 600N.

Mon fournisseur de vérin me donne une énergie de frappe en fonction du modéle (http://www.aventics.com/pneumatics-c...&PageID=p65804).

Question : Comment connaître l'énergie cinétique nécessaire à partir de mon effort mesuré en statique ?

Merci pour votre aide.
Si une méthode de calcul me permet de déterminer l’énergie cinétique nécessaire pour faire un marquage en fonction de la profondeur et du diamêtre de celui-ci ainsi que du matériau de la pièce à marquer, je suis bien sûr preneur.

Pour info le matériau de ma pièce est du 11SMn30.

Merci pour vos réponses.
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Il est possible que le problème ait des solutions connues par les experts.
Je n’en suis pas. Et je ne peux que vous donner une idée de l’ordre de grandeur. Car la force n’est pas proportionnelle à la profondeur de pénétration.
Si on suppose que la force est constante, alors le travail (et l’énergie cinétique) nécessaire sera les 600 N (c’est peu, il me semble) multipliés par la profondeur (en mètres) de la marque souhaitée.
Si la force était proportionnelle à la pénétration et que les 600 N sont la force en fin de pénétration, le travail serait la moitié.
(J’espère que votre mesure est fiable).
Au revoir.

[invite9813d91b]

Merci de votre réponse.

Voici les conditions de mesure :

J'ai utilisé une presse manuelle sur laquelle j'ai monté un capteur d'effort d'une résolution de 1N. Sur mon capteur d'effort j'ai monté mon poinçon. J'ai placé la pièce a marquer sur la table de la presse.

J'ai ensuite exercé un effort de 600N avec la presse et la marque mesure (à vue d'oeil) 0.5mm de diamêtre et 0.2-0.3 mm de profondeur.
J'ai fait attention de faire monter l'effort progressivement a partant d'un effort et d'un vitesse nul (poinçon en contact avec la pièce).

Ma mesure me paraît fiable. Et d'autres essais à 200, 300, 400, 500N donne une empreinte avec d'une taille proportionnelle à l'effort appliqué.

Je peux effectivement choisir un vérin qui pousse 600N mais si sa vitesse de sortie est importante l'énergie cinétique de la tige+poinçon fera que mon marquage sera plus profond que souhaité. Je pourrais réguler le débit du vérin pour diminuer l'énergie cinétique mais le but est d'être assez rapide. C'est pour cela que j'aimerais avoir un dimensionnement plus fin prenant en compte l'énergie cinétique.

[invite6dffde4c]

Re.
Il vous faut donc une énergie de ½ *600*0,0003 = 0,09 J.
Dans la doc du constructeur, on peut obtenir cette énergie avec les dimensions les plus petites.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef29758b5]

Salut
Tu peux ralentir le débit , l' energie cinétique sera négligeable et la pression finale sera la même .
Sinon pour du marquage le moyen idéal c' est le vérin impacteur qui utilise justement l' énergie cinétique .

[invite9813d91b]

J'ai justement essayé avec un vérin diamètre 16 qui à une énergie de frappe de 0.11j et le marquage est à peine visible a l'oeil donc inférieur à 0.05mm.

Visiblement votre calcul ne donne pas un résultat représentatif.

[invite6dffde4c]

Re.
Probablement l’énergie de frappe dépend de la masse que vous avez fixée sur le vérin.
Plus la masse est grande et moins la vitesse acquisse est grande. Et comme l’énergie dépend de la vitesse au carré et de la masse uniquement linéairement, l’énergie diminue avec la masse de la partie mobile.
Il faudrait regarder la signification de l’énergie donnée pas le fabriquant.
A+

[invitef29758b5]

On considère que la force sur le cône est égale à la limite élastique du matériaux multipliée par la surface .
F=Re.S
Avec :
S=π.r²
Pour un cône qui semble à 45° r=h , donc :
F=Re.π.h²
Travail pour un déplacement dh:
F.dh=Re.π.h²dh
Pour une profondeur de pénétration H :
Travail (H)=Re.π.h³/3

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je vous propose de faire une mesure directe de l’énergie nécessaire pour marquer la pièce.
Prenez un pointeau (avec l’angle de la pointe que vous utilisez), et trouvez la hauteur de laquelle il faut le laisser tomber pour marquer la pièce correctement.
Peut-être qu’il faudra guider le pointeau en le laissant tomber à travers un tube.
L’énergie sera m.g.h. Ou peut-être un peu moins, car la collision ne sera pas totalement plastique et une partie de l’énergie sera récupérée par el pointeur qui rebondira.
Au revoir.

[invitef29758b5]

Dans ce genre d' essais sur métal , il faut mesurer la différence d' énergie et donc la hauteur du rebond .
Mais c' est plus simple de mesurer la force et l' enfoncement .

[invite9813d91b]

Bonjour Dynamix,


Comment passez vous :

Travail pour un déplacement dh:
F.dh=Re.π.h²dh

a :

Pour une profondeur de pénétration H :
Travail (H)=Re.π.h3/3


Merci de votre réponse.