Kracht, arbeid en dieptrekpersen

Kracht- en arbeidbepaling met vuistformules

Figuur 29. De maximale dieptrekkracht (Fskr), die een productwand kan opnemen

Bij berekening van de dieptrekkracht gaan we in het algemeen uit van de volgende formule:

Fskr = Ost. x t x Rm x k

Hierin is:

Fskr = kritische intrekkracht

Ost. = omtrek stempel

t       = plaatdikte oorspronkelijk materiaal (voor het dieptrekken)

Rm   = treksterkte materiaal

k      = correctiefactor (ligt tussen 1 en 1,2)

De kritische intrekkracht is de dieptetrekkracht, waarbij dwarsscheuren in de productwand optreden. Hierbij geeft de k-factor een indruk van de te verwachten wrijvingskrachten tussen de stempel en de gevormde productwand. Deze k-factor is dus afhankelijk van de trekspleet en de ruwheid van de stempelradius. Bij een trekspleet van 1,15 x plaatdikte en een licht opgeruwde stempelradius wordt de k-factor op 1,2 ingesteld.

Richtwaarden treksterkte diverse materialen:

Maximale dieptrekkracht berekenen:

Gegeven:

• materiaal is zacht messing
• materiaaldikte = 1,2 mm
• k-factor = 1,1
• diameter stempel = 60 mm

Oplossing:    Fskr = Ost. x t x Rm x k

                        Fskr  = π x 61,2 x 1,2 x 320 x 1,1

                        Fskr  = 81.180 N = 81,2 KN

K-factor: de  k-factor is voor normale dieptrekcondities ongeveer 1,2.

Een k-factor van 1 betekent: zeer slechte dieptrekcondities, zoals:

• zeer ruime trekspleet
• glad stempeloppervlak
• gesmeerd stempeloppervlak
• etc.

Figuur 29a. Krachtwegdiagram met Fs.kr. en Fs max

Bij trekverhoudingen, die in de buurt van βo max. liggen kan worden gesteld, dat :

Fs max. = Fs.kr

Bij kleinere trekverhoudingen is de  maximale dieptrekkracht echter aanzienlijk kleiner dan Fs.kr. In dat geval moet de maximale dieptrekkracht als volgt worden berekend:

                                   (βo – 1)

Fs max. = Fs.kr x    -------------------

                                   (βo max. – 1)

Figuur 30. Kracht-weg diagram dieptrekproduct

Berekening dieptrekarbeid:

Bij het bepalen van het kracht-weg diagram van een dieptrekbewerking zijn de maximale dieptrekkracht (Fs max.) en de producthoogte (h) belangrijke grootheden. De volheidsgraad (q) van dit diagram is van belang bij de berekening van de gevraagde arbeid. Bij dieptrekken met een trekspleet van 1,15 x plaatdikte wordt deze q op 0,7 gesteld.

In formulevorm: Fs gem. = 0,7 x Fs max.

De arbeid voor het dieptrekproces is: W = q x Fs max. x h

Voor een pers met een constante plooihouderkracht geldt;

Wpl.h = Fpl x h

Hierin is:    

Wpl.h = plooihouder arbeid

Fpl      = plooihouder kracht

h         = producthoogte

      De pers moet dus per slag de volgende arbeid leveren: Wtot. = W + Wpl.h