17 Мая 2018

ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРЕЦИЗИОННЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ШТАМПОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ С ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ СЛОЖНОКОНТУРНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ МАЛЫХ СЕЧЕНИЙ (Монография, часть 41)

(читать ЧАСТЬ 40)

Раздел 6. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ, КОМПЛЕКСНО ПОВЫШАЮЩИЕ НАДЕЖНОСТЬ ПРШПД С ТСИМС

6.1. Факторы комплексного воздействия на надежность исследуемых штампов

Кроме описанных выше факторов, воздействующих на возникновение отдельных отказов ПРШПД, существуют факторы, влияющие на их надежность комплексно, т.е. на группу отказов одновременно. Наблюдениями за процессами проектирования, изготовления и эксплуатацией ПРШПД установлено, что такими факторами являются:

  • жесткость конструкций отдельных деталей и узлов ПРШПД;
  • взаимное расположение отдельных поверхностей деталей, отдельных деталей и узлов, создающих эффект дополнительного создания жесткости.

В свою очередь, на жесткость отдельной детали влияют:

  • количество поверхностей, составляющих деталь узла;
  • форма поверхностей, составляющих деталь узла;
  • взаимное расположение поверхностей, составляющих деталь узла.

На жесткость узлов штампа влияют:

  • количество деталей, входящих в узел;
  • жесткость составляющих деталей узла;
  • взаимное расположение составляющих деталей узла.

Жесткость всего штампа зависит от:

  • количества узлов в штампе;
  • жесткости составляющих узлов штампа;
  • взаимного расположения составляющих узлов штампа.

Поскольку жесткость отдельной детали узла штампа является исходным звеном общей жесткости штампа, дополнительными факторами, влияющими на нее, являются физико-механические характеристики поверхностного слоя, а также ее внутренних слоев.

Дополнительным фактором, влияющим на жесткость узла и самого штампа, является жесткость соединения составляющих их деталей (подвижные и неподвижные) и жесткость направления подвижных.

Критерием оценки влияния жесткости штампа примем микроперемещения точек рабочих инструментов и других деталей в направлении, перпендикулярном ходу штамповки, во время его нагружения. Данные микроперемещения не оказывают значительного влияния на работу штампов с невысокими требованиями к точности штампуемой детали, но могут влиять на точность ТДСК с повышенными требованиями к точности, штампуемых в ПРШПД.

6.2. Исследование жесткости плоских деталей узлов исследуемых штампов

ПРШПД с ТСИМС предъявляют ряд повышенных требований прежде всего, в отношении оптимальных конструкций инструментов и других деталей технологических и конструктивных узлов, а также требований к технологическому процессу штамповки.

В числе таких требований есть требования к жесткости блока и пакетов штампа и в том числе, к составляющим их отдельным деталям. Из-за недостаточной жесткости указанных узлов штампа при его нагружении происходят взаимные микроперемещения рабочих кромок его инструментов, которые, в свою очередь, дополнительно увеличивают вероятность отказов штампа по причинам зарубывания инструментов, а также их разрушения и износа. При этом данные микроперемещения рабочих кромок инструментов от их номинального расположения могут складываться по направлению с постоянными погрешностями центрирования данных инструментов. Влияние микросмещений кромок инструментов особенно значительно именно для рассматриваемых конструкций

  • работах автора [1-18], дополнительно влияет общая жесткость штампа, и, соответственно, жесткость отдельных его узлов и деталей;
  • жесткость штампа можно рассматривать на горизонтальном и вертикальном уровнях, то есть:

а) жесткость отдельных конструктивных узлов и деталей штампа;

б) жесткость составляющих конструктивных элементов внутри каждого узла и отдельной детали, Рис. 6.2;

  • общая жесткость штампа создается жесткостью блока штампа, связывающего верхний и нижний пакеты и обеспечивающего общее центрирование штампа;
  • жесткость всего штампа обратно пропорциональна количеству входящих в пакеты штампа конструктивных и технологических плоских деталей;
  • жесткость отдельной детали с целью упрощения ее определения может быть представлена условной безразмерной величиной в виде соотношения величин геометрических конструктивных параметров данной детали;
  • общую условную жесткость плоской детали целесообразно разделить на объемную и локальную, то есть жесткость в локальном сечении;
  • влиянием жесткости вертикальных технологических элементов штампа (пуансоны, ловители, вставные матрицы и т.д.) можно пренебречь ввиду:

а) их жесткого направления или жесткого закрепления в плоской детали (пуансоны, ловители);

б) относительно высокой собственной жесткости (вставные матрицы и др.);

  • количество и тип крепежных элементов (винты, штифты и т.д.) влияют на общую жесткость штампа незначительно и ими можно пренебречь;
  • нагружение деталей штампа по их контактируемым поверхностям моделируется как близкое к равномерно распределенному;
  • детали верхних и нижних узлов штампа испытывают 2 вида нагружений:

а) постоянное статическое – от усилия сжатия крепежными элементами в сборе;

б) переменное квазистатическое – в момент нагружения штампа;

  • величина микроперемещений рабочих кромок инструментов зависит главным образом от собственной жесткости плоских деталей, в которых базируются инструменты, т.е. жесткости конечных звеньев штампа. Микроперемещение рассматривается как упругое отжатие точки рабочего контура инструмента, с момента снятия нагружения оно уменьшается до нуля. Жесткость начальных звеньев штампа, т.е. блока штампа и промежуточных звеньев (держатели, прокладки и др.) оказывают побочное влияние на величину указанных микроперемещений, т.е. дополнительное, но не основное. За конечные звенья штампа принимаются прецизионный прижим-съемник и матрицедержатель;
  • максимальная величина микроперемещения точек, принадлежащих кромкам режущих контуров инструментов штампа, образуется в момент стадии разделения;

величина микроперемещения в текущей точке рабочего контура инструмента в конкретном направлении обратно пропорциональна локальной жесткости детали штампа, которой...

(читать ЧАСТЬ 42)