6 Нагрузочные графики пресса

6.1 График сопротивления деформации обрабатываемой заготовки.

Для операции "вырубка" воспользуемся типовым графиком рабочих нагрузок для вырубки [2, рис. 7.1 а]. В учебнике график дается в безразмерной форме и имеет вид рис. 2.1. В нашем случае = 250 кН, = 80 мм.

Параллельно осям координат типового графика проведем другие оси координат: ось перемещений Н - в мм и ось усилий Р - в кН (рис. 6.1.1). По оси перемещений полный ход ползуна = 80 мм умножим на масштаб безразмерного графика 0,02; 0,04; 0,06 и по оси перемещений получим размерные перемещения Н соответственно 1,6: 3,2; 4,8 мм.

По оси усилий полное усилие = 250 кН умножим на соответствующие значения безразмерного графика усилий 0,2; 0,4; 0,6; 0, 8 и 1. В результате получим соответственно 50, 100. 150, 200 и 250 кН.

Таким образом, строится образмеренный график сопротивления деформации Р(х) для пресса усилием 250 кН с рабочим ходом 80 мм для операции "вырубка". Из графика следует, что максимальная толщина вырубаемого металла – h = 4 мм.

Рис. 6.1.1 – График сопротивления деформации обрабатываемой заготовки.

Величина dx с физической точки зрения представляет затраченную работу и имеет размерность Н м = Дж, т.е. площадь графика сопротивления деформации в определенном масштабе представляет собой работу пластической деформации заготовки.

6.2 График жесткости пресса.

При рабочем ходе значительная часть энергии безвозвратно теряется на упругую деформацию частей пресса, В прессах для объемной штамповки доля этих потерь составляет 25...30 % от всех затрат энергии при рабочем ходе. Для учета этой энергии строится график жесткости пресса, характеризующий зависимость суммарной деформации частей пресса от величины усилия на ползуне.

Прессы в настоящее время конструируются с оптимальными коэффициентами жесткости, полученными в результате многолетней практики проектирования и эксплуатации. На этапе проектирования жест кость пресса определяется по эмпирическим формулам [l, 2] , [14, с. 89].

В нашем случае для одностоечного пресса рекомендуемая жесткость прecca составляет

С = 15,8 = 15,8 = 250 (кН/мм)

При деформировании заготовки пресс (станина, кривошипный вал, ползун, шатун) испытывают упругие деформации и могут рассматриваться как своеобразная пружина растяжения с жесткостью С. Для пружин известна зависимость, связывающая усилие Р с cумарной упругой деформацией и жесткостью С:

Р = С ,

откуда при P = максимальная величина суммарной упругой деформации частей пресса:

= /С, = 250/250 = 1 мм.

На этом основании строим график жесткости пресса Р( ) ( рис. 6.2.1). График строится в том же масштабе, что и график сопротивления деформации.

Рис. 6.2.1 – График жесткости пресса.

6.3 Нагрузочный график пресса.

При рабочем ходе пресс не только деформирует заготовку, но формируется сам (растягивается, теряется вся упругая деформация пресса). Поэтому фактический ход ползуна P(s) увеличивается и следовательно, увеличивается расход энергии. Суммарная энергия учитывается сложением графика сопротивления деформации и графика жесткости пресса:

P(s)=P(x)+P(δ).

Для построения нагрузочного графика изобразим вместе графики деформирующий Р(х) и жесткости Р(Δ). При этом на графике сопротивления деформации Р(х) из точки А, соответствующей началу работы в том же масштабе строим график жесткости пресса Р(Δ). Параллельными оси абсцисс 1 разобьем график на несколько участков. Восходящая часть графика строится путем сложения на каждом горизонтальном участке перемещения инструмента при деформации заготовки Р(х) и величины упругой податливости пресса Р(δ),соответствующей нагрузке в данный момент времени. Точки, полученные на прямых, параллельных оси абсцисс всех участков, соединяются и образуют восходящую часть нагрузочного графика. Форма графика на участке снижения усилий деформации определяется особенностями технологического процесса. При вырубке величина рабочего хода увеличивается на величину максимальной деформации:

= + .

Рис. 6.3.1 – Нагрузочный график пресса:

1 – график сопротивления деформации обрабатываемой заготовки; 2 – график жёсткости пресса; 3 – нагрузочный график пресса.