壓接刀具的案例
梅花型壓接刀具評估及優(yōu)化
本次評估的是135方線纜的梅花型壓接刀具。
1.首先仿真其壓接過程。
135方線纜的梅花型壓接刀具，仿真其壓接過程。壓接中，最大壓接力為33893N。
壓接刀具分為上下兩部分。
2. 首先評估刀具上部分，15噸重的沖床壓力正對刀具上部分。
沖床壓力為15噸，由直徑30mm的沖軸施加。
力量由上部墊板傳遞至上部的主刀具。模擬實(shí)際情況，以仿真受力情形。各部件之間的連接采用螺栓和接觸連接。
刀具的應(yīng)力最大為166Mpa，上模板的最大應(yīng)力為224Mpa，主要集中在螺栓連接處，其他區(qū)域基本為100Mpa以內(nèi)。
因上模板的厚度為40mm,現(xiàn)嘗試優(yōu)化，看可否減少模板厚度。
當(dāng)減小上模板的厚度時，上模板最大應(yīng)力仍為225Mpa左右，只是大應(yīng)力區(qū)域加大。
同時上刀具的應(yīng)力會加大，即使將其厚度增加到上模板減少的數(shù)據(jù)時，其最大應(yīng)力依然大于初始的166Mpa.
鑒于此，建議上模板厚度可適當(dāng)降低，10mm足夠。上刀具不變。
根據(jù)壓接仿真出的受力和上刀具仿真出的受力，我們來評估刀具下部受力情況。
3. 下刀具的受力如下圖所示。據(jù)壓接計(jì)算，刀具正壓力有33965N,換算成正壓強(qiáng)為141Mpa；斜板正壓力為19827N，換算成正壓強(qiáng)為45.73Mpa.
所有零件之間關(guān)系都采用真實(shí)接觸。
經(jīng)計(jì)算，銷釘應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出225Mpa的屈服強(qiáng)度。變形達(dá)0.279mm,跟模板相接觸區(qū)域變形也超過0.2mm的原始縫隙，故壓接后，銷釘跟模板會發(fā)生過盈。
且因應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，故銷釘必須做加大設(shè)計(jì)。
其他部件也都超過225Mpa的屈服強(qiáng)度。
其他零部件包括刀具部分都有些超標(biāo)。
故下模板整體都需做加固優(yōu)化處理。
4. 總結(jié)：
上刀具及模板結(jié)論：
建議上模板厚度可適當(dāng)降低，降低10mm足夠。上刀具不變。
展開 小平方數(shù)線纜壓接方式評估
以小端子壓接刀模的QWI為基準(zhǔn)，對6mm^2線纜，壓接高度為3.60mm.
采用對應(yīng)的壓接銅套尺寸，內(nèi)徑3.76mm,外徑6mm,長度7.10mm。
采用1/4模型計(jì)算，內(nèi)芯線纜長度為7.30mm,壓接刀具長度為3.5mm。
在規(guī)定的高度情況下（3.6mm)，Holder最大應(yīng)力達(dá)到385Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過紫銅的拉伸強(qiáng)度275Mpa。
其中線纜自身的最大應(yīng)力大概在200Mpa左右。
根據(jù)壓接后線纜的形狀可算出，線纜截面積由之前的6方變成5.09方，壓縮比為84.6%。
壓接后，線纜與Holder的接觸部分面積為21.56mm^2，接觸壓強(qiáng)為47.6Mpa。
線纜與Holder的保持力大概為667N。
我們采用六邊形的壓接形狀去壓接。
以83.5%壓縮率計(jì)算壓接后的正六邊形高度，得出壓接后的高度為4.725mm。采用1/6模型計(jì)算，內(nèi)芯線纜長度為7.30mm,壓接刀具長度為4mm。
計(jì)算得在83.5%壓縮量情況下，Holder最大應(yīng)力達(dá)到265Mpa，未超過紫銅的拉伸強(qiáng)度275Mpa，亦遠(yuǎn)低于四點(diǎn)刀具的應(yīng)力。其中線纜自身的應(yīng)力大概在125Mpa左右，遠(yuǎn)低于四點(diǎn)刀具的應(yīng)力。
壓接后，線纜與Holder的接觸部分面積為33.04mm^2；接觸壓強(qiáng)為63.1Mpa，高于四點(diǎn)刀具的47.6Mpa。
線纜與Holder的保持力大概為1354N，高于四點(diǎn)刀具的667N。
原四點(diǎn)刀具存在壓縮率不夠且應(yīng)力過大的問題，CR易波動。
六邊形刀具最優(yōu)：
無論從端子最大應(yīng)力還是接觸壓強(qiáng)、接觸面積及保持力，六邊形刀具都是最優(yōu)壓接形狀。
展開 壓接線纜過程的仿真
今日做了個70方線纜的壓接仿真。針對大平方數(shù)的線纜，基本采用都是正六面體壓接。
因是正六邊形，故可采用對稱分析，截取六分之一的模型。
線纜跟壓接銅套的接觸采用軟接觸，壓接刀具跟壓接銅套的接觸采用硬接觸。
根據(jù)對應(yīng)壓縮比計(jì)算出對應(yīng)的下壓高度，施加合適的載荷計(jì)算。
得出壓接成正六邊形的線纜及壓接銅套的應(yīng)力及變形結(jié)果。
同時我們得到內(nèi)部軟接觸部分的接觸壓力，這里有程序算出的接觸壓力，也可以根據(jù)接觸力算出平均的接觸壓力，這些數(shù)據(jù)可以在之后的壓接電阻計(jì)算中用到。
我們計(jì)算壓接過程，主要是為了評估壓接形狀對壓接電阻以及長期電流循環(huán)的影響。具體如何評估及定義，這是另一個比較專業(yè)的課題了。
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