开式压力机的机身角刚度及其影响分析

开式压力机进行工作时，将产生弹性变形，如图2-2-32所示。它有两部分变形，即使装模高度产生改变的垂直变形和使滑块在运动方向上产生倾斜的角变形。这些变形特别是角变形的存在，将影响工件精度、模具寿命和加速滑块导向部分的磨损。对应上述的两种变形有两个刚度指标，即垂直刚度和角刚度。其表达公式为

式中 C_h——垂直刚度；

C_α——角刚度；

F——作用力；

Δh——垂直变形；

Δα——角变形。

图2-2-31 闭式机身类型

a）整体式 b）组合式

图2-2-32 开式压力机的弹性变形

对开式压力机，危害最大的是角变形，因此，不少国家都规定了角刚度的标准，有些厂家，在说明书中给出了角刚度的数值。我国和前苏联采用了如下的标准

[C_α]=0.001F_g （2-2-6）

式中 [C_α]——许用角刚度（kN/μrad）；

F_g——公称力（kN）。

例如，400kN压力机的许用角刚度为0.40kN/μrad。(www.xing528.com)

美国和日本的开式压力机，角刚度较高，一般为（0.0012～0.0017）F_g。台湾金丰公司的G1型开式压力机角刚度也较高，例如G1-110型达（0.0032～0.0045）F_g。

压力机的角变形主要由机身的角变形所造成。机身角变形的计算简图如图2-2-33所示。

图2-2-33 机身角变形计算简图

其计算公式为^[1]：

式中 Δα——角变形（rad）；

F_g——公称力（N）；

l₁、l₂、l₃——AB、BC、CD各杆的长度（m），各杆均通过Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面的形心。Ⅲ-Ⅲ截面是这样选取的，它通过导轨长度ab的中点e而垂直于图中斜面f_g；

A——喉口深度（m）；

β——BC和CD杆的交角（rad）；

J₁、J₂、J₃——截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ的惯性矩（m⁴）；

E——弹性模量（N/m²），钢板取2.1×10¹¹ N/m²，铸铁取0.9×10¹¹N/m²。

则角刚度为

订购压力机时，应注意开式机身角刚度这个数据，必要时应加以核算。