sales@qform3d.ru+7 (499) 643 04 53

Холодная штамповка

Холодная штамповка гайкиХолодная штамповка в отличие от горячей позволяет получить точную форму и высокое качество поверхности изделия, позволяет уменьшить объем или исключить последующую механическую обработку. Поэтому холодное деформирование применяется в таких процессах штамповки, как торцевая раскатка, холодная высадка метизов, холодная накатка.

Для процессов холодной штамповки характерно использование специальных марок материалов, допускающих холодное деформирование без разрушения, так как в процессе деформирования не происходит восстановления структуры (в отличие от динамической рекристаллизации в ходе горячего деформирования).

Для моделирование таких процессов требуется использование реологических моделей материалов, испытанных при температурах холодной штамповки (обычно 20 – 400 градусов Цельсия). Для оценки дефектов, возникающих вследствие накопления повреждения структуры и исчерпания ресурса пластичности, используют критерии разрушения. Это критерии: Кокрофта-Латама, Колмогорова, Деля, Вержбицкого и другие.

Особое влияние на форму конечной поковки оказывают упругие деформации инструмента и изделия при холодной штамповке (что особенно важно при моделировании высадки метизов). Для учета упругих деформаций разработаны в QForm такие модели, как совместный расчет упруго-деформируемого инструмента и пластически деформируемой заготовки; упруго-пластические и пластические модели деформирования заготовки; термо-упруго-пластическая модель охлаждения для учета локальных термических напряжений. Использование этих специальных алгоритмов помогает предсказать конечную форму поковки и наличие дефектов в ней с наибольшей точностью.

Преимущества

  • Вычисление размеров отштампованной поковки для оценки качества формоизменения
  • Предсказание наличия дефектов (складка, прострел) в поковке
  • Оценка силы деформирования для проверки выбранного холодновысадочного автомата или пресса
  • Оценка стойкости инструмента и предсказание слабых мест в матрице и пуансоне
  • Оценка износа инструмента и оптимизация формы для наиболее нагруженных мест

Специальные функции QForm для моделирования процессов холодной штамповки:

  • Реализован критерий Кокрофта-Латама для предсказания дефектов из-за исчерпания ресурса пластичности
  • Совместная механическая задача, позволяющая оценить влияние прогиба инструмента на конечную форму поковки
  • Возможность использования и расчета бандажированного инструмента
  • Возможность написания пользовательских подпрограмм на языке программирования LUA
  • Предсказание свойств поковки посредством оценки полей накопленных деформаций и специальных полей, которые могут рассчитываться из подпрограмм пользователя
  • Задание разных смазок для разных поверхностей инструмента
  • Специальные возможности управления сеткой, что может играть ключевую роль для качественного моделирования процессов толстолистовой штамповки

Пример

Следующее видео показывает пример моделирования холодной штамповки клапана в QForm Технология включает в себя 5 операций закрытой штампови на холодноштамповочном автомате. Как видно ниже, моделирование в QForm предсказало расположение складки точно в том месте, где она и появилась в реальности, что видно из модлеирвоания последнего перехода штамповки. Помимо складки в теле поковки моделирование показало очень высокие напряжения в пуансоне, что в свою очередь и вызвало его разрушение в реальном процессе, что можно увидеть по фотографии реального пуансона.