Movimento della cesoia: forza di cesoiatura

La cesoia è un utensile con molteplici applicazioni nell'industria metalmeccanica. La cesoia e il suo movimento vengono impiegati per tagliare plastica, lamiere metalliche, legno di poco spessore e persino carta. Quando i materiali hanno uno spessore maggiore, si ricorre a una cesoia che funziona con motore elettrico.

Che cos'è la cesoia?

Le cesoie sono simili alle forbici, ma di dimensioni decisamente superiori e adatte all'industria. La cesoia è composta da due lame affilate che si affrontano premendo sulla superficie che si vuole tagliare; grazie alla pressione applicata è possibile vincere la resistenza della superficie. Ciò avviene grazie alla trazione ed è per questo che si riesce a trapassare la superficie, romperla e separare un unico pezzo in due.

È da notare che i bordi del pezzo tagliato sono piuttosto irregolari, poiché, nei lavori di precisione, è possibile che il pezzo richieda un processo di rettifica che può essere eseguito con macchine rettificatrici o con metodi manuali. Ma qual è il principio delle cesoie? Com'è fatta la cesoia e come avviene il suo movimento?

Per eseguire il taglio è necessario esercitare una pressione determinata. Questa pressione si ottiene facendo leva tra uno dei bracci, situato nella parte inferiore, e un altro che sale e scende esercitando pressione. Il movimento della cesoia, negli utensili manuali, è eseguito dall'operatore. Esistono tuttavia anche cesoie automatiche di grandi dimensioni.

Tipi di cesoia

È possibile trovare diversi tipi di cesoia che si classificano in base all'uso cui sono destinati:

• Tosatrice: per i tessuti.
• Cesoia da potatura: per il giardinaggio.
• Per metallo: utilizzata per tagliare metalli sottili e, a sua volta, si suddivide in base al tipo di taglio che esegue: dritto e curvo, verso destra e verso sinistra
• Mandibole: per lavori di soccorso
• Industriale: macchina utensile specializzata per le attività dell'industria. Questo è il tipo di cesoia utilizzato nella metalmeccanica, perché è quella che esegue tagli verticali quando si esercita pressione su lamiere di diversi materiali. Esistono anche versioni con motore elettrico, per esercitare una pressione maggiore.

La cesoia idraulica o industriale

La cesoia idraulica funziona quando il meccanismo della macchina esercita pressione su un liquido o un gas. Questa macchina utensile si suddivide, a sua volta, in due tipi: a ghigliottina e a bilanciere. La prima si utilizza per il taglio di lamiere metalliche e può essere meccanica o idraulica; la cesoia idraulica o a bilanciere, invece, utilizza distanziali e display che consentono di visualizzare la velocità, il calibro e i tagli eseguiti.

La cesoia idraulica, come indica il nome, ha un meccanismo idraulico. È dotata di due lame: una situata nella parte superiore che compie il movimento; e un'altra che si trova nella parte inferiore ed è fissa. La cesoia idraulica e il suo movimento si caratterizzano per l'utilizzo di uno spazio tra le lame per applicare la forza di taglio sul pezzo da lavorare.

Cesoia: movimento e forza

Analizzando la cesoia e il suo movimento, entra in gioco la cosiddetta forza di cesoiatura. Si tratta di una forza composta; la forza di cesoiatura è sempre parallela alla superficie su cui viene esercitata e divide il pezzo. È così che avviene la separazione in due del pezzo da lavorare. La forza di cesoiatura si caratterizza per l'applicazione di due forze che agiscono contemporaneamente su uno stesso oggetto e in due punti specifici della sua superficie.

Anche queste forze hanno caratteristiche particolari. Oltre a essere applicate su punti determinati della superficie del pezzo, devono avere la stessa intensità; inoltre, devono essere applicate in senso contrario ma sempre con linee d'azione parallele.

Per comprendere la cesoia e il suo movimento, si porta come esempio una matita che si vuole spezzare. Si applicano due forze e si concentra la pressione su punti determinati lungo la matita, riuscendo a deformarla o a spezzarla.

Sforzo di cesoiatura

La forza di cesoiatura e gli effetti che ha sul pezzo dipendono dall'intensità della forza applicata, nonché dall'area in cui tale forza viene applicata. Da qui nasce il concetto di «sforzo di cesoiatura», poiché per tagliare un pezzo in due si tengono in considerazione due fattori. In alcuni settori, come quello edile, lo sforzo di cesoiatura è noto come sforzo tagliante o di taglio.

Lo sforzo di cesoiatura, nel Sistema Internazionale, si misura in newton per metro quadrato, unità che si chiama pascal. Per calcolare lo sforzo medio si deve seguire una formula matematica in cui si divide la forza per l'area su cui viene applicata la forza. Tuttavia, a volte la forza applicata non è sufficiente, per cui si produce solo la deformazione del pezzo che, quando cessa l'applicazione di tale sforzo, ritorna alla sua forma originale. In questo caso si dice che lo sforzo tagliante e la deformazione sono proporzionali.

Entra in gioco anche il cosiddetto modulo di cesoiatura o modulo di taglio, che si misura anch'esso in pascal e il cui valore varia in funzione del tipo di materiale che si vuole tagliare.