В данном отчете рассмотрен пример оптимизации существующей технологии штамповки. Отчет сделан по материалам статьи: Esa Ervasti, Ulf Stalberg /Systematiska metoder för att förbättra materialutnyttjandet vid varmsmidning/ Materialbearbetning, KTH, Sweden, 1995
Фото зубчатого колеса автомобильной передачи в сборе
Вес поковки, из которой изготавливается зубчатое колесо, составляет 43.7 кг. А здесь показаны сечения поковки, формируемые при горячей штамповке на молоте за 9 ударов.
До модернизации с помощью моделирования данная технология включала получение поковки за 9 ударов на бесшаботном молоте с энергией удара 200 КДж. Облой и перемычка, удаляемые при обрезке, являются прямыми потерями металла.
Расчет существующей технологии с помощью программы QForm показал, что максимальное давление металла в плоской центральной части поковки достигает 1200…1250 МПа, что приводит к потере производительности молота и снижению стойкости штамповых комплектов.
 |
 |
Первоначальный штамп (сверху) и штамп с компенсатором в центральной части (снизу)
Была предложена новая конструкция штампа с компенсатором в центральной его части. Оценочные расчеты показали, что максимальное давление на штамп не превышает 800МПа. На основании многочисленных расчетов была найдена оптимальная конструкция штампов с компенсаторами в центральной части поковки.
Результаты промышленного опробования показаны на этом рисунке. Это сравнение первоначальной (справа) и оптимизированной (слева) технологии молотовой штамповки поковки зубчатого колеса
Экономический эффект оптимизации технологии:
Количество ударов уменьшено с 9 до 6, что обеспечило увеличение производительности молота на 30%; снижен вес поковки на 1.2 кг (с 43.7 до 42.5 кг); повышена стойкость инструмента в 1.5 раза (с 1000 поковок на комплект до 1500 поковок на комплект инструмента); новая форма поковки позволила применить робототехнику; экономия средств составила более 100 тыс. долларов США в год.
Заключение:
Обзор возможностей применения QForm для моделирования и оптимизации технологии штамповки позволяет сделать вывод о значительном техническом и экономическом потенциале, скрытом в применении QForm. Наибольший положительный эффект от применения QForm достигается при приложении моделирования к максимально широкому кругу производственных задач, возникающих при производстве поковок.
