Расчет штамповки корпусов — «Уральский завод электрических соединителей «Исеть»

Показатели износа верхнего и нижнего инструментов отличались в 1,65 раза (рис. 24, 25). Наибольший износ происходил на верхнем инструменте в области края горизонтальной поверхности. Для нижнего инструмента наибольший износ в области канавок и компенсаторов (рис. 25б).

На рис. 26 представлены смещенные в результате упругой деформации контура инструментов. Они приведены с масштабом для лучшего представления. На их основе мы смогли определить попадание детали в поля допусков. Помимо этого в программе автоматически был создан инвертированный контур инструмента, который был скомпенсирован на величину прогиба. С его помощью получили деталь точной формы и размеров.

Далее рассмотрим результаты результаты расчета для второго варианта.

Распределение эквивалентных напряжений для верхнего (а) и нижнего (б) штампов (иллюстрации справа от текста) показывает, что верхний инструмент нагружен чрезвычайно сильно (рис. 27а, 28а). Напряжения в 2140 МПа превышают предел текучести, при этом эта величина характерна не для полного заполнения гравюры. Наибольшие напряжения приходится на часть штампа, на которую приходится наибольшее усилие при заполнении гравюры – в данном случае это рельефная часть, и особенно место контакта этой рельефной части с вертикальной цилиндричной поверхностью центральной части штампа (рис. 28а). Согласно данным, приведенным на рис. 29а, рис. 30а. в этом месте возникают максимальные растягивающие напряжения, порядка 1700 МПа. Это приведет к появлению трещин с последующим разрушением поверхности. Таким образом, стойкость верхнего инструмента в этом варианте будет чрезвычайно низка.

Нижний инструмент работает в пределах, допустимых напряжений. Наибольшие растягивающие напряжения не превышают 200 МПа. При этом наибольшие эквивалентные напряжения порядка 1050 МПа возникают в зоне формирующей внешний поясок детали (рис. 30б).

По износу показатели обоих штампов близки (рис. 31, 32). Наибольшие значения на кромках переходов вертикальных и горизонтальных поверхностей (рис. 32). Увеличение радиусов помогли снизить показатели износа.

На рисунках 32 и 33 (справа) Вы можете увидеть показатели износа для верхнего (а) и нижнего (б) штампов: масштаб, разрез и эквивалентные деформации штампов. Эквивалентные деформации верхнего штампа превышают значения на нижнем практически в 10 раз, как и значения для первого варианта технологии. Таким образом, для получения качественного изделия были заложены закладывать дополнительные припуски на механическую обработку.

Выводы тезисно:

• Штамповка первого варианта показала его осуществимость и технологичность. В металле не возникает больших напряжений, наибольшие деформации накапливаются в области тонких элементов. Максимальные значения температуры разогрева порядка 100°С также наблюдаются в этой зоне. Рабочий инструмент работает в допустимых пределах по напряжениям. Наибольшее значение показателя износа характерно для верхнего штампа. Дефектов деформации обнаружено не было. При моделировании второго варианта выявился ограничение конструкции штампа, небольшой переход – ступень 0,5 мм при штамповке срезает поверхность металла, приводя к образованию заусенца и последующий его «зажим» Введены радиусы скругления в месте перехода. Расчет показал, что в данном месте при штамповке дефект не образуется. Однако, при этом показатель износа для этой области достаточно высок. Также в этой зоне происходит интенсивный разогрев металла. Проведен расчет штамповки второго варианта технологии с модифицированным штампом. Штамповка по второму варианту показала возможность образования дефектов – зажимов на зубцах «короны». Прочностной расчет инструмента выявил места концентрации высоких напряжений в верхнем штампе. Наибольшие напряжения порядка 2150 МПа наблюдалось в местах стыка зубцов и вертикальной поверхностью внутренней части штампа. В это же зоне возникают наибольшие растягивающие напряжения 1700 МПа. При этом эта картина наблюдается еще до полного заполнения гравюры штампа. Эти явления могут приводить к образованию микротрещин и преждевременному выходу из строя инструмента. Второй вариант технологии является возможным, но трудно осуществимым. Возможность образования зажимов на зубцах, в зависимости от ответственности данных зон, может приводить к отбраковке части изделий. Однако наибольшее влияние на осуществимость процесса оказывает выбор инструментальной стали. Эквивалентные напряжения, превышающие предел текучести материала, и высокий уровень остаточных напряжений приведет к низкой стойкости инструмента из существующей стали.