9. Силовая балансировка штанцевальных форм
Силовая балансировка является необходимым этапом в изготовлении штанцевальной формы. Несбалансированная форма в условиях быстрого возвратно-поступательного движения и тяжелых ударных нагрузок приобретает перекос. Это ведет к повышенному износу формы и штанцевального оборудования, затуплению ножей, а также ухудшению качества штанцевания, вплоть до недовысеченных участков
ПЭМ характеризуется следующими параметрами:
твердостью Т
относительной деформацией ε =
тиражестойкостью n (число циклов)
скоростью работы N
Схема размещения ПЭМ на штанцевальной форме
Для расчета силовой балансировки необходимо вычислить моменты отдельных элементов из пружиняще-эжекторного материала (ПЭМ) относительно осей симметрии штанцевальной формы. Затем моменты относительно одной оси суммируются, причем моменты от ПЭМ, находящихся в положительной полуплоскости, берутся со знаком «+», а от ПЭМ, находящихся в отрицательной полуплоскости – со знаком «-».
Условие балансировки штанцевальной формы:
∑My=0
∑Mx=0
Момент от ПЭМ определяется таким образом:
My1 = Fсж×y1,
My2 = Fсж×y2
где Fсж = σсж×B×Lн – сила сжатия ПЭМ; y1 = yн-с-B/2, y2 = yн+ с+ B/2 – плечо относительно оси Y
Выполнение работы
С учетом Т, ε, N, n выбираем марку ПЭМ. В данном случае это марка EPDM-15. Для этой марки
Т = 15
εmax = 50%
N = 600 циклов
n = 6500 час –1
Из конструктивных соображений выбираем В = 10 мм
Из конструктивных соображений, а также с учетом бокового расширения ПЭМ выбираем величину зазора между ПЭМ и ножом.
Хб =
=
3,28с ≥ Хб = 4 мм
Рассчитываем высоту ПЭМ h0
: ho = hн – hф + ∆h = 23,8 – 10 + 1,2 = 15,0 мм
Рассчитываем относительную деформацию сжатия
εо = (ho – hсж)/ ho۰100 % = (15,0 – 13,2)/15,0 ۰100 %= 12 %
Проверяем соответствие требуемой деформации возможностям ПЭМ. Максимально допустимая деформация εmax = 50% > 12%, следовательно, выбранная марка ПЭМ подходит для использования в данной штанцевальной форме
По рабочей характеристике определяем σсж= 0,3 кг/см2 = 0,003 кг/мм2
Вычисляем силу сжатия для каждого элемента ПЭМ Fсж = σсж×B×Lн (см. таблицу)
Определяем плечо для каждого элемента ПЭМ
y1 = yн-с-B/2
y2 = yн+ с+ B/2
(см. таблицу)
Вычисляем момент относительно оси для каждого элемента ПЭМ
My1 = Fсж×y1,
My2 = Fсж×y2
(см. таблицу)
Вычисляем сумму моментов относительно оси ∑My
То же повторяем для оси Х
Схема расположения ножей
нож |
длина |
плечо y, мм |
YПЭМ1,мм |
YПЭМ2,мм |
Fсж, кг |
м1, кг*мм |
м2, кг*мм |
плечо x, мм |
XПЭМ1,мм |
XПЭМ2,мм |
м1, кг*мм |
м2, кг*мм |
A1 |
200 |
220 |
220 |
220 |
6 |
1320 |
1320 |
487,5 |
478,5 |
496,5 |
2871 |
2979 |
A2 |
120 |
60 |
60 |
60 |
3,6 |
216 |
216 |
487,5 |
478,5 |
496,5 |
1722,6 |
1787,4 |
A3 |
200 |
-100 |
-100 |
-100 |
6 |
-600 |
-600 |
487,5 |
478,5 |
496,5 |
2871 |
2979 |
A4 |
120 |
-260 |
-260 |
-260 |
3,6 |
-936 |
-936 |
487,5 |
478,5 |
496,5 |
1722,6 |
1787,4 |
B1 |
80 |
320 |
311 |
329 |
2,4 |
746,4 |
789,6 |
447,5 |
447,5 |
447,5 |
1074 |
1074 |
B2 |
80 |
120 |
0 |
129 |
2,4 |
0 |
309,6 |
447,5 |
447,5 |
447,5 |
1074 |
1074 |
B3 |
80 |
120 |
111 |
0 |
2,4 |
266,4 |
0 |
447,5 |
447,5 |
447,5 |
1074 |
1074 |
B4 |
80 |
0 |
0 |
9 |
2,4 |
0 |
21,6 |
447,5 |
447,5 |
447,5 |
1074 |
1074 |
B5 |
80 |
0 |
0 |
-9 |
2,4 |
0 |
-21,6 |
447,5 |
447,5 |
447,5 |
1074 |
1074 |
B6 |
80 |
-200 |
-209 |
0 |
2,4 |
-501,6 |
0 |
447,5 |
447,5 |
447,5 |
1074 |
1074 |
B7 |
80 |
-200 |
0 |
-191 |
2,4 |
0 |
-458,4 |
447,5 |
447,5 |
447,5 |
1074 |
1074 |
B8 |
80 |
-320 |
-329 |
-311 |
2,4 |
-789,6 |
-746,4 |
447,5 |
447,5 |
447,5 |
1074 |
1074 |
D1 |
19,32 |
330 |
0 |
0 |
0,5796 |
0 |
0 |
404 |
0 |
0 |
0 |
0 |
D2 |
158,28 |
340 |
331 |
349 |
4,7484 |
1571,72 |
1657,192 |
325 |
325 |
325 |
1543,23 |
1543,23 |
D3 |
19,32 |
330 |
0 |
0 |
0,5796 |
0 |
0 |
246 |
0 |
0 |
0 |
0 |
D4 |
165 |
-320 |
-329 |
-311 |
4,95 |
-1628,55 |
-1539,45 |
325 |
325 |
325 |
1608,75 |
1608,75 |
G1 |
80 |
320 |
311 |
329 |
2,4 |
746,4 |
789,6 |
202,5 |
202,5 |
202,5 |
486 |
486 |
G2 |
80 |
120 |
0 |
129 |
2,4 |
0 |
309,6 |
202,5 |
202,5 |
202,5 |
486 |
486 |
G3 |
80 |
120 |
111 |
0 |
2,4 |
266,4 |
0 |
202,5 |
202,5 |
202,5 |
486 |
486 |
G4 |
80 |
0 |
0 |
9 |
2,4 |
0 |
21,6 |
202,5 |
202,5 |
202,5 |
486 |
486 |
G5 |
80 |
0 |
0 |
-9 |
2,4 |
0 |
-21,6 |
202,5 |
202,5 |
202,5 |
486 |
486 |
G6 |
80 |
-200 |
-209 |
0 |
2,4 |
-501,6 |
0 |
202,5 |
202,5 |
202,5 |
486 |
486 |
G7 |
80 |
-200 |
0 |
-191 |
2,4 |
0 |
-458,4 |
202,5 |
202,5 |
202,5 |
486 |
486 |
G8 |
80 |
-320 |
-329 |
-311 |
2,4 |
-789,6 |
-746,4 |
202,5 |
202,5 |
202,5 |
486 |
486 |
H1 |
200 |
220 |
220 |
220 |
6 |
1320 |
1320 |
162,5 |
153,5 |
171,5 |
921 |
1029 |
H2 |
120 |
60 |
60 |
60 |
3,6 |
216 |
216 |
162,5 |
153,5 |
171,5 |
552,6 |
617,4 |
H3 |
200 |
-100 |
-100 |
-100 |
6 |
-600 |
-600 |
162,5 |
153,5 |
171,5 |
921 |
1029 |
H4 |
120 |
-260 |
-260 |
-260 |
3,6 |
-936 |
-936 |
162,5 |
153,5 |
171,5 |
552,6 |
617,4 |
I1 |
80 |
320 |
311 |
329 |
2,4 |
746,4 |
789,6 |
122,5 |
122,5 |
122,5 |
294 |
294 |
I2 |
80 |
120 |
0 |
129 |
2,4 |
0 |
309,6 |
122,5 |
122,5 |
122,5 |
294 |
294 |
I3 |
80 |
120 |
111 |
0 |
2,4 |
266,4 |
0 |
122,5 |
122,5 |
122,5 |
294 |
294 |
I4 |
80 |
0 |
0 |
9 |
2,4 |
0 |
21,6 |
122,5 |
122,5 |
122,5 |
294 |
294 |
I5 |
80 |
0 |
0 |
-9 |
2,4 |
0 |
-21,6 |
122,5 |
122,5 |
122,5 |
294 |
294 |
I6 |
80 |
-200 |
-209 |
0 |
2,4 |
-501,6 |
0 |
122,5 |
122,5 |
122,5 |
294 |
294 |
I7 |
80 |
-200 |
0 |
-191 |
2,4 |
0 |
-458,4 |
122,5 |
122,5 |
122,5 |
294 |
294 |
I8 |
80 |
-320 |
-329 |
-311 |
2,4 |
-789,6 |
-746,4 |
122,5 |
122,5 |
122,5 |
294 |
294 |
K1 |
19,32 |
330 |
0 |
0 |
0,5796 |
0 |
0 |
79 |
0 |
0 |
0 |
0 |
K2 |
158,28 |
340 |
331 |
349 |
4,7484 |
1571,72 |
1657,192 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
K3 |
19,32 |
330 |
0 |
0 |
0,5796 |
0 |
0 |
-79 |
0 |
0 |
0 |
0 |
K4 |
165 |
-320 |
-329 |
-311 |
4,95 |
-1628,55 |
-1539,45 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
N1 |
80 |
320 |
311 |
329 |
2,4 |
746,4 |
789,6 |
-122,5 |
-122,5 |
-122,5 |
-294 |
-294 |
N2 |
80 |
120 |
0 |
129 |
2,4 |
0 |
309,6 |
-122,5 |
-122,5 |
-122,5 |
-294 |
-294 |
N3 |
80 |
120 |
111 |
0 |
2,4 |
266,4 |
0 |
-122,5 |
-122,5 |
-122,5 |
-294 |
-294 |
N4 |
80 |
0 |
0 |
9 |
2,4 |
0 |
21,6 |
-122,5 |
-122,5 |
-122,5 |
-294 |
-294 |
N5 |
80 |
0 |
0 |
-9 |
2,4 |
0 |
-21,6 |
-122,5 |
-122,5 |
-122,5 |
-294 |
-294 |
N6 |
80 |
-200 |
-209 |
0 |
2,4 |
-501,6 |
0 |
-122,5 |
-122,5 |
-122,5 |
-294 |
-294 |
N7 |
80 |
-200 |
0 |
-191 |
2,4 |
0 |
-458,4 |
-122,5 |
-122,5 |
-122,5 |
-294 |
-294 |
N8 |
80 |
-320 |
-329 |
-311 |
2,4 |
-789,6 |
-746,4 |
-122,5 |
-122,5 |
-122,5 |
-294 |
-294 |
O1 |
200 |
220 |
220 |
220 |
6 |
1320 |
1320 |
-162,5 |
-171,5 |
-153,5 |
-1029 |
-921 |
O2 |
120 |
60 |
60 |
60 |
3,6 |
216 |
216 |
-162,5 |
-171,5 |
-153,5 |
-617,4 |
-552,6 |
O3 |
200 |
-100 |
-100 |
-100 |
6 |
-600 |
-600 |
-162,5 |
-171,5 |
-153,5 |
-1029 |
-921 |
O4 |
120 |
-260 |
-260 |
-260 |
3,6 |
-936 |
-936 |
-162,5 |
-171,5 |
-153,5 |
-617,4 |
-552,6 |
P1 |
80 |
320 |
311 |
329 |
2,4 |
746,4 |
789,6 |
-202,5 |
-202,5 |
-202,5 |
-486 |
-486 |
P2 |
80 |
120 |
0 |
129 |
2,4 |
0 |
309,6 |
-202,5 |
-202,5 |
-202,5 |
-486 |
-486 |
P3 |
80 |
120 |
111 |
0 |
2,4 |
266,4 |
0 |
-202,5 |
-202,5 |
-202,5 |
-486 |
-486 |
P4 |
80 |
0 |
0 |
9 |
2,4 |
0 |
21,6 |
-202,5 |
-202,5 |
-202,5 |
-486 |
-486 |
P5 |
80 |
0 |
0 |
-9 |
2,4 |
0 |
-21,6 |
-202,5 |
-202,5 |
-202,5 |
-486 |
-486 |
P6 |
80 |
-200 |
-209 |
0 |
2,4 |
-501,6 |
0 |
-202,5 |
-202,5 |
-202,5 |
-486 |
-486 |
P7 |
80 |
-200 |
0 |
-191 |
2,4 |
0 |
-458,4 |
-202,5 |
-202,5 |
-202,5 |
-486 |
-486 |
P8 |
80 |
-320 |
-329 |
-311 |
2,4 |
-789,6 |
-746,4 |
-202,5 |
-202,5 |
-202,5 |
-486 |
-486 |
R1 |
19,32 |
330 |
0 |
0 |
0,5796 |
0 |
0 |
-246 |
0 |
0 |
0 |
0 |
R2 |
158,2 |
340 |
331 |
349 |
4,7484 |
1571,72 |
1657,192 |
-325 |
-325 |
-325 |
-1543,23 |
-1543,23 |
R3 |
19,32 |
330 |
0 |
0 |
0,5796 |
0 |
0 |
-404 |
0 |
0 |
0 |
0 |
R4 |
165 |
-320 |
-329 |
-311 |
4,95 |
-1628,55 |
-1539,45 |
-325 |
-325 |
-325 |
-1608,75 |
-1608,75 |
U1 |
80 |
320 |
311 |
329 |
2,4 |
746,4 |
789,6 |
-447,5 |
-447,5 |
-447,5 |
-1074 |
-1074 |
U2 |
80 |
120 |
0 |
129 |
2,4 |
0 |
309,6 |
-447,5 |
-447,5 |
-447,5 |
-1074 |
-1074 |
U3 |
80 |
120 |
111 |
0 |
2,4 |
266,4 |
0 |
-447,5 |
-447,5 |
-447,5 |
-1074 |
-1074 |
U4 |
80 |
0 |
0 |
9 |
2,4 |
0 |
21,6 |
-447,5 |
-447,5 |
-447,5 |
-1074 |
-1074 |
U5 |
80 |
0 |
0 |
-9 |
2,4 |
0 |
-21,6 |
-447,5 |
-447,5 |
-447,5 |
-1074 |
-1074 |
U6 |
80 |
-200 |
-209 |
0 |
2,4 |
-501,6 |
0 |
-447,5 |
-447,5 |
-447,5 |
-1074 |
-1074 |
U7 |
80 |
-200 |
0 |
-191 |
2,4 |
0 |
-458,4 |
-447,5 |
-447,5 |
-447,5 |
-1074 |
-1074 |
U8 |
80 |
-320 |
-329 |
-311 |
2,4 |
-789,6 |
-746,4 |
-447,5 |
-447,5 |
-447,5 |
-1074 |
-1074 |
V1 |
200 |
220 |
220 |
220 |
6 |
1320 |
1320 |
-487,5 |
-496,5 |
-478,5 |
-2979 |
-2871 |
V2 |
120 |
60 |
60 |
60 |
3,6 |
216 |
216 |
-487,5 |
-496,5 |
-478,5 |
-1787,4 |
-1722,6 |
V3 |
200 |
-100 |
-100 |
-100 |
6 |
-600 |
-600 |
-487,5 |
-496,5 |
-478,5 |
-2979 |
-2871 |
V4 |
120 |
-260 |
-260 |
-260 |
3,6 |
-936 |
-936 |
-487,5 |
-496,5 |
-478,5 |
-1787,4 |
-1722,6 |
D5 |
100 |
270 |
261 |
279 |
3 |
783 |
837 |
357,5 |
348,5 |
366,5 |
1045,5 |
1099,5 |
D6 |
119,7 |
170 |
165,05 |
174,95 |
3,5913 |
592,7441 |
628,2979 |
325 |
317,482 |
332,518 |
1140,173 |
1194,172 |
D7 |
120 |
60 |
51 |
69 |
3,6 |
183,6 |
248,4 |
292,5 |
283,5 |
301,5 |
1020,6 |
1085,4 |
D8 |
119,7 |
-50 |
-54,95 |
-45,05 |
3,5913 |
-197,342 |
-161,788 |
325 |
317,482 |
332,518 |
1140,173 |
1194,172 |
D9 |
100 |
-150 |
-159 |
-141 |
3 |
-477 |
-423 |
357,5 |
348,5 |
366,5 |
1045,5 |
1099,5 |
D10 |
120 |
-260 |
-269 |
-251 |
3,6 |
-968,4 |
-903,6 |
357,5 |
348,5 |
366,5 |
1254,6 |
1319,4 |
K5 |
100 |
270 |
261 |
279 |
3 |
783 |
837 |
32,5 |
23,5 |
41,5 |
70,5 |
124,5 |
K6 |
119,7 |
170 |
165,05 |
174,95 |
3,5913 |
592,7441 |
628,2979 |
0 |
-7,518 |
7,518 |
-26,9994 |
26,99939 |
K7 |
120 |
60 |
51 |
69 |
3,6 |
183,6 |
248,4 |
-32,5 |
-41,5 |
-23,5 |
-149,4 |
-84,6 |
K8 |
119,7 |
-50 |
-54,95 |
-45,05 |
3,5913 |
-197,342 |
-161,788 |
0 |
-7,518 |
7,518 |
-26,9994 |
26,99939 |
K9 |
100 |
-150 |
-159 |
-141 |
3 |
-477 |
-423 |
32,5 |
23,5 |
41,5 |
70,5 |
124,5 |
K10 |
120 |
-260 |
-269 |
-251 |
3,6 |
-968,4 |
-903,6 |
32,5 |
23,5 |
41,5 |
84,6 |
149,4 |
R5 |
100 |
270 |
261 |
279 |
3 |
783 |
837 |
-292,5 |
-301,5 |
-283,5 |
-904,5 |
-850,5 |
R6 |
119,7 |
170 |
165,05 |
174,95 |
3,5913 |
592,7441 |
628,2979 |
-325 |
-332,518 |
-317,482 |
-1194,17 |
-1140,17 |
R7 |
120 |
60 |
51 |
69 |
3,6 |
183,6 |
248,4 |
-357,5 |
-366,5 |
-348,5 |
-1319,4 |
-1254,6 |
R8 |
119,7 |
-50 |
-54,95 |
-45,05 |
3,5913 |
-197,342 |
-161,788 |
-325 |
-332,518 |
-317,482 |
-1194,17 |
-1140,17 |
R9 |
100 |
-150 |
-159 |
-141 |
3 |
-477 |
-423 |
-292,5 |
-301,5 |
-283,5 |
-904,5 |
-850,5 |
R10 |
120 |
-260 |
-269 |
-251 |
3,6 |
-968,4 |
-903,6 |
-292,5 |
-301,5 |
-283,5 |
-1085,4 |
-1020,6 |
|
|
|
|
|
сумма |
-2091,08 |
395,5544 |
|
|
сумма |
-624,596 |
1794,596 |
|
|
|
|
|
My |
-1695,53 |
|
|
|
Mx |
1170 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
длина |
-156,993 |
|
|
|
|
69,14894 |
|
В результате вычислений получаем ∑My= -1695,53 кг*мм; ∑Mx= 1170 кг*мм
Следовательно, необходимо установить компенсационный ПЭМ слева от осиY и снизу от оси Х.
Принимая ширину компенсационного ПЭМ равной ширине остальных элементов ПЭМ (10 мм), рассчитываем:
при координате Yк = 360 мм
(в 20 мм от края развертки коробки)
при координате Хк = 564 мм ( в 9 мм от
компенсационного ножа, с дальней от оси
стороны)
Схема расположения компенсационного ПЭМ (отмечено пурпурным цветом)
