Analiza mechanizmów niszczących stemple stosowane w przemysłowym procesie kucia precyzyjnego na gorąco

• Autorzy: Gronostajski Z. , Hawryluk M. , Kaszuba M. , Marciniak M. , Będza T. , Zakrzewski T. , Rogaliński G.

Warianty tytułu

EN

The analysis of destructive mechanisms of punches in the industrial precision warm forging process

• Konferencja: Fizyczne i matematyczne modelowanie procesów obróbki plastycznej FIMM 2013
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy analizy trwałości stempla stosowanego w przemysłowym wielooperacyjnym procesie kucia obudowy przegubu. Szczegółowej analizie poddano jeden ze stempli używanych w czwartej operacji kucia, ze względu na najniższą średnią trwałość wynoszącą zaledwie 4000 odkuwek. Na skutek pracy narzędzia w ekstremalnych warunkach (wysokie cykliczne obciążenia mechaniczne oraz termiczne) najbardziej intensywne zniszczenia zachodzą w miejscu najdłuższego kontaktu (na promieniach zaokrągleń części roboczej stempla) z odkształconym materiałem. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że najbardziej niebezpiecznym zjawiskiem jest pękanie mechaniczne oraz zmęczenie cieplno-mechaniczne, które powoduje powstanie małych pęknięć, co w efekcie szybko prowadzi do powstania siatki pęknięć na całej powierzchni kontaktu narzędzia z kutym materiałem. Istotną rolę w niszczeniu narzędzi odgrywa także odkształcenie plastyczne oraz zużycie ścierne powstałe na wskutek wysokich temperatur na powierzchni kontaktu oraz intensywnego płynięcia materiału w obecności cząstek ściernych.

EN

The work concerns the analysis of the punch tool life used in the industrial multioperation forging process of CVJB housing. Authors performed detailed analyses of punch in the fourth forging operation regarding to its low life of less than 4000 forgings. As a result of tool extreme conditions (hight cyclic mechanical and thermal), the most intense damage occurs at the area of longest contact (the radii of rounding of the working the punch) with the deformed material. Extensive research (scanning surface, microhardness measurements, microscopic examinations, etc.) has shown that the most dangerous factor in the analyzed process is the mechanical cracking and the thermo-mechanical fatigue, which results in creation of the small cracks. They are changed into the grit on the entire surface of contacts between the tool and forged material. An important role of the tools destruction plays the plastic deformation and wear caused by hight temperatures and intense contact surface of the material flow in the precence of abrasive particles.

Słowa kluczowe

PL

kucie na gorąco; stemple; trwałość stempla; analiza trwałości; mechanizm niszczenia

EN

warm forging; punches; punch tool life; destructive mechanisms

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 253
• Strony: 107--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gronostajski Z.

• Politechnika Wrocławska

autor

Hawryluk M.

• Politechnika Wrocławska

autor

Kaszuba M.

• Politechnika Wrocławska

autor

Marciniak M.

• Politechnika Wrocławska

autor

Będza T.

• Politechnika Wrocławska

autor

Zakrzewski T.

• GKN Driveline Oleśnica

autor

Rogaliński G.

• GKN Driveline Oleśnica

Bibliografia

• 1. L. Cser, M. Geiger, K. Lange, Tool life and tool quality in bulk metal forming, Proc. Instn. Mech. Engrs. 207 (1993).
• 2. Gronostajski Z., Hawryluk M.: The main aspects of precision forging. Archives of Civil and Mechanical Engineering wolumin, vol. 8, nr 2, 2008, s. 39-56.
• 3. Altan T., Ngaile G., Shan G.: Cold and hot forging fundamentals and application, ASM International, 2005.
• 4. Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Zwierzchowski M.: Analysis of forging process of constant velocity joint body, Steel Research International, nr 1, 2008, s. 547-554.
• 5. Kocańda A.: Określenie trwałości narzędzia w obróbce plastycznej metali, rozdział w monografii pt. Informatyka w Technologii Metali, red. A. Piela, F. Grosman, J. Kusiak i M. Pietrzyk, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003, s. 213-256.
• 6. Ryuichiro E., Katsuaki K.: Failure analysis of hot forging dies for automotive components Engineering, Failure Analysis, vol. 15, 2008, s. 881-893.
• 7. Kim T.H., Kim B.M., Choi J.C.: Prediction of die wear in the wiredrawing process Journal of Materials Processing Technology, vol. 65, nr 1-3, 1997, s. 11-17.