Износ штампа механического пресса в процессе клинч-соединения листов из высокопрочных сталей методом холодной формовки

Abstract

Исследуется износ рабочей части механического пресса при клинч-соединении листов из легированной высокопрочной стали H220PD+Z с гальваническим покрытием методом холодной формовки (пуклевка). Точечное соединение листов осуществляется с помощью жесткого штампа и пуансона круглого сечения малого диаметра (без движущихся частей) из инструментальной стали с нанесенными PVD покрытиями трех типов: ZrN, CrN и TiCN MP. Износ рабочей части штампа с соответствующим покрытием оценивается после проведения 300 операций пуклевки. Сравнение полученных экспериментальных данных с результатами конечноэлементного расчета показывает их удовлетворительное соответствие и подтверждает, что износ рабочей части штампа происходит в основном вблизи круговой границы штампа и пуансона.

Досліджується знос робочої частини механічного преса в процесі клінч-з єднання листів із легованої високоміцної сталі H220PD+Z із гальванічним покриттям методом холодного формування (пуклівка). Точкове з єднання листів здійснюється за допомогою жорсткого штампа та пуансона круглого перерізу малого діаметра (без рухомих частин) з інструментальної сталі з нанесеними PVD покриттями трьох типів: ZrN, CrN та TiCN MP. Знос робочої частини штампа з відповідним покриттям оцінюється після проведення 300 операцій пуклівки. Порівняння отриманих експериментальних даних із результатами скінченноелементного розрахунку свідчить про їх задовільну відповідність і підтверджує, що знос робочої частини штампа відбувається в основному поблизу кругової межі штампа та пуансона.

This study is focused on the wear of the die cavity of the mechanical clinching tool used for joining microalloyed hot-dip galvanized advanced high-strength steel sheets H220PD+Z. Steel sheets were joined using round, single stroke clinching with rigid die with no flexible elements. The joint forming process takes place within the specially formed cavity of the die. Dies and punches for the mechanical clinching were made of tool steel (1.3343 grade) and subsequently covered by three types of PVD coatings: ZrN, CrN, and TiCN ones. The individual die wear was evaluated during the operation period, which means that 300 joints were produced by each die covered with the corresponding coating. The experimental data obtained were compared with the results of FEA numerical simulation, which substantiated the fact that the dominant part of wear is localized in the radius area surrounding the die cavity.