Ни один производитель кузнечных штампов не знает о значении оснастки, необходимости осторожно обрабатывать матрицы и эффективно их использовать, а также поддерживать их точность конструкции и надежность процесса. Почему кузнечные штампы настолько ценны, что это не тайна, но знание секретов дизайна может быть лучшим способом понять, как поддерживать эту ценность.
В последние годы технологии моделирования и высокоскоростной компьютерный анализ сделали более точным и надежным дизайн матрицы и позволяют также исследовать переменные в дизайне матрицы. Весь этот прогресс также позволяет фальсификаторам лучше понять тайны дизайна. Вот два примера исследования, позволяющего сделать ковку штамповки более доступной.
В своих исследованиях П. Нареш, А. В. Хари Бабу, В. Мадхава и М. Судхакар Редди провели анализ износа закрытой матрицы на заключительном этапе процесса горячей ковки. Геометрия заготовки детали, которую нужно подделать, измеряли с помощью измерительной машины координат (CMM), в отличие от модели САПР матрицы и изношенной матрицы, обеспечиваемой ковочной операцией.
Операцию горячей ковки проводили при температуре заготовки 1100 ° C и температуре 300 ° C для партии 678 на механическом прессе 1600 тонн. Материалом для штамповки и заготовки была инструментальная сталь AISI L6 и DIN 1.4021, соответственно.
Моделирование процесса ковки для матрицы и заготовки осуществлялось методом конечных объемов с использованием MSC. Супер кузница. Были исследованы поток материала в матрице, заполнение матрицы, распределение контактного давления, скорости скольжения и распределение температуры матрицы. В одном такте глубина износа оценивалась с использованием уравнения износа Арчарда с постоянным коэффициентом износа; глубина износа на поверхности матрицы оценивалась с использованием результатов моделирования конечного объема, а затем определялась общая глубина износа.
Чтобы сравнить результаты анализа износа с экспериментальной изношенной матрицей, измерение поверхности изношенной матрицы было выполнено на CMM. Сравнивая численные результаты анализа износа при измерении изношенного штампа, размерный коэффициент износа оценивался для разных точек поверхности матрицы и указывалось значение размерного коэффициента износа.
Из анализа конечного объема измерения горячей штамповки и изнашивания изношенного штампа с закрытыми кубиками исследователи пришли к выводу, что из-за скорости скольжения от 0,2 до 0,5 м / с и контактного давления между 100 и 300 МПа на контактной поверхности из штампа и заготовки, механический износ является преобладающей моделью износа.
При анализе износа матриц в областях, где могут возникать высокие эффективные напряжения, необходимо учитывать пластическую деформацию матриц.
В областях, близких к линии расставания, из-за высоких эффективных напряжений возникает пластическая деформация. В нижней части полости, где эффективные напряжения относительно ниже, пластическая деформация не появляется в этих областях.
Рабочая температура, контактное давление, скорость скольжения и время контакта оказывают большое влияние на глубину износа.
Из моделирования процесса горячей ковки и сравнения с измерением изношенной матрицы размерный коэффициент износа можно использовать в качестве хорошего приближения для процессов горячей ковки при тех же условиях.
Исследователи CE Megharaj, PM Nagaraj и K Jeelan Pasha предложили продемонстрировать, как эффективно использовать мощность молотка, изменяя конструкцию штампа, так что кузнечный молот может производить более одного шатуна в заданное время цикла кузнечной обработки. Чтобы изменить конструкцию матрицы, они попытались понять параметры, необходимые для ковки матрицы. Рассматривая эти параметры, они разработали кузнечную штамп, используя инструмент моделирования дизайна SolidEdge. Этот новый дизайн теперь может производить два шатуна с таким же молотком.
Проверка нового дизайна была установлена путем проверки полной подачи металла в полости матрицы без каких-либо дефектов в нем, используя DEFORM 3D-анализ. Перед началом проверки необходимо было преобразовать 3D-сгенерированные модели в формат файла .STL, чтобы импортировать модели в DEFORM 3D. После имплантации конструкции были проанализированы для потока материала в полости, и была измерена энергия, необходимая для изготовления двух шатунов в новой конструкции штамповки.
В их примере конструкция кузнечной штампа была найдена без каких-либо дефектов, и график энергии показал, что энергия ковки, необходимая для изготовления двух шатунов, находится в пределах этой мощности молотка.
Сообщалось, что реализация этого проекта увеличила производство шатунов на 200% меньше, чем в предыдущее время цикла.
В своих исследованиях Сиамак Абачи, Метин Аккёк и Мустафа Илхан Геклер проанализировали износ на закрытой горячей головке на заключительной стадии ковки компонентов. Моделирование процесса ковки осуществлялось коммерчески доступным программным обеспечением на основе метода конечного объема, а глубина износа оценивалась с постоянным коэффициентом износа. Сравнивая численные результаты с измерением, взятым из изношенной матрицы, коэффициент износа оценивался для разных точек поверхности матрицы, и была предложена величина коэффициента износа.
Среди их выводов исследователи указали, что анализ износа штампов показал, что в областях, где могут возникать высокие эффективные напряжения, необходимо учитывать пластическую деформацию матриц.
Кроме того, в областях, расположенных вблизи линии расставания, пластическая деформация возникает из-за высоких эффективных напряжений, которые развиваются. В нижней части полости, где эффективные напряжения относительно ниже, пластическая деформация не появляется.
Рабочая температура, контактное давление, скорость скольжения и время контакта оказывают большое влияние на глубину износа.
Из-за скорости скольжения от 0,2 до 0,5 м / с и контактного давления между 100 и 300 МПа на контактной поверхности матрицы и заготовки механический износ является преобладающей моделью износа.
