27 Апреля 2018

ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРЕЦИЗИОННЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ШТАМПОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ С ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ СЛОЖНОКОНТУРНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ МАЛЫХ СЕЧЕНИЙ (Монография, часть 2)

(читать ЧАСТЬ 1)

Цель и задачи исследования

Цель исследования – повышение надежности ПРШПД с ТСИМС по критериям объемной, поверхностной прочности ТСИМС и точности штамповки ТДСК.

Задачи, которые необходимо решить для достижения цели:

  • разработка моделей отказов, расчет и обеспечение надежности ПРШПД по рассматриваемым критериям;
  • исследование связей между отдельными отказами и комплексное обеспечение надежности ПРШПД.

Объект исследования – прецизионная разделительная штамповка ТДСК.

Предмет исследования – надежность ПРШПД с ТСИМС.

Методы исследования:

  • моделирования объемных разрушений инструментов выполнялись методами: анализа упругого равновесия тел типа клина; анализа усталостных разрушений материалов при пульсирующем нагружении; теории трещин; анализа статического нагружения участков толстостенных замкнутых профилей переменного сечения.
  • моделирования поверхностных разрушений инструментов выполнялись методами: теории дислокаций; теории разрушения адгезионных связей.
  • моделирования стабильности геометрической точности штамповки ТДСК производились методами: конструкторского и технологического размерного анализа; экспертных оценок; оценок перемещений при изгибе тонких пластин.

Научная новизна полученных результатов

Произведено новое теоретическое обоснование и решение проблемы повышения надежности комплексного представителя твердосплавных разделительных штампов – ПРШПД с ТСИМС.

Научная новизна исследования состоит:

  • в разработанной механической модели усталостного разрушения рабочих кромок сложноконтурного твердосплавного пуансона малого сечения. Впервые получено аналитическое выражение растягивающего напряжения, разрушающего кромку названного пуансона, стенки сечения которого сопоставимы с толщиной заготовки;
  • в разработанной механической модели статического разрушения стенок твердосплавной вставной матрицы сложного контура и малого сечения. Впервые получено аналитическое выражение растягивающего напряжения, разрушающего стенку названной матрицы;
  • в разработанных механических моделях разрушения инструментов ПРШПД с применением теории трещин. Впервые получено условие сохранения прочности рабочих кромок (стенок) инструментов путем сопоставления их расчетных и граничных силовых критериев;
  • в разработанной механической модели адгезионного износа рабочих кромок ТСИМС. Известное аналитическое выражение средней ширины одностороннего бокового износа инструмента обобщено с учетом влияния на его величину текущих геометрических параметров сложности рассматриваемого участка контура;
  • в разработанной механической модели потери устойчивости движения отходов или деталей при работе ПРШПД с ТСИМС. Впервые получено аналитическое выражение, связывающее граничный зазор между инструментами после их соответствующего износа и граничное число нагружений штампа, предшествующее возможному выходу отходов (деталей) наверх зеркала матрицы в результате данного износа;
  • в установленной эмпирической зависимости между вероятностью нарушения устойчивого процесса получения точности размеров ТДСК в процессе ее штамповки и влияющими на него геометрическими и силовыми факторами. Впервые получено эмпирическое выражение, связывающее геометрические параметры и расположение фиксирующих элементов по отношению к позиции раскроя, формирующей точность рассматриваемого размера, геометрические и механические параметры заготовки с данной вероятностью;
  • в разработанной механической модели потери стойкости инструментов на последнем (вырубном) переходе ПРШПД по критерию выхода отклонения формы плоскости ТДСК от установленных границ. Впервые получено аналитическое выражение, связывающее недопустимый прогиб заготовки на вырубном переходе с геометрическими параметрами конструкции ТДСК, силовыми характеристиками процесса разделения и механическими характеристиками материала заготовки;
  • в установленной эмпирической зависимости между вероятностью нарушения устойчивого процесса получения точности геометрической формы и взаимного расположения внутренних конструктивных элементов ТДСК в процессе их формообразования и влияющими на него геометрическими и силовыми факторами. Впервые получено эмпирическое выражение, связывающее соотношение длин влияющих участков контура внутреннего элемента, геометрические и механические параметры процесса и заготовки с данной вероятностью;
  • в разработанной механической модели возможных граничных микроперемещений контуров верхнего и нижнего ТСИМС. Впервые получено аналитическое выражение микроперемещения рассматриваемой точки контура ТСИМС в заданном направлении в зависимости от локального погонного усилия разделения и локальной жесткости плоской детали, в которой базируется ТСИМС, рассматриваемых в данном направлении.

Практическое значение полученных результатов состоит:

  • в разработке рекомендаций по выбору форм и конструктивных параметров поперечных сечений пробивных ТСИМС на основе анализа их объемной прочности;
  • в разработке рекомендаций по выбору форм и конструктивных параметров поперечных сечений пробивных ТСИМС на основе анализа их поверхностной прочности;
  • в разработке рекомендаций по выбору конструктивных параметров, взаимного расположения и количества фиксирующих элементов в раскрое ПРШПД на основе анализа их стойкости по стабильности выдерживания точности размеров ТДСК в установленных пределах;
  • в разработке рекомендаций по выбору конструктивных параметров внутренних элементов ТДСК на основе анализа стойкости ПРШПД по отклонению формы и взаимного расположения указанных элементов после их формообразования от установленных требований;
  • в разработке рекомендаций по выбору конструктивных параметров вырубных пуансонов на основе анализа стойкости ПРШПД по отклонению плоскости вырубленной ТДСК от установленных требований;
  • в разработке оптимальной формы и конструктивных параметров верхних узлов ПРШПД;
  • в разработке оптимальных схем и конструкций ПРШПД. (читать ЧАСТЬ 3)