Influence of Forging Parameters on Tool Temperature in Hot Forging

• Autorzy: Minami A. , Marumo Y. , Saiki H.

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów procesu na temperaturę narzędzi podczas procesu kucia na gorąco

• Konferencja: 14th KomPlasTech Conference, Zakopane, January 14-17, 2007
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The high thermal loading causes severe wear and plastic deformation at the tool corners in hot forging. The evaluation of the temperature distribution in the tool surface layer has been required for the prediction of the tool life in the tool design. In this study, effects of hot forging conditions including thermal parameters and tool geometrical parameters on tool temperature were investigated. The guideline of selecting appropriate conditions in forging process design was presented based on the obtained results. A quick method of evaluation of tool temperature in hot forging was also studied. Maximum temperatures and minimum temperatures in forging tools were able to be predicted by the quick evaluation method. The evaluation of the tool temperature in hot forging has been strongly required from designers of forging processes. The evaluation method can be utilized as an effective method to determine the tool geometry and to optimize the process conditions.

PL

Analiza rozkładu temperatur na warstwie powierzchniowej rozpatrywanego narzędzia jest niezbędna w celu dokładnego przewidywania cyklu życia narzędzia już w fazie jego projektowania. Za pomocą metody elementów skończonych przeprowadzono badanie odchylenia stempla podczas procesu kucia na gorąco z uwzględnieniem współczynnika tarcia, kąta fazowania, promienia zaokrąglenia naroża oraz czasu styku. Współczynnik tarcia ma bardzo duży wpływ na obliczone odchylenie w temperaturze maksymalnej. W szczególności, gdy wartość gniotu przekraczała w przybliżeniu 80%, konieczne było zmniejszenie współczynnika tarcia do wartości poniżej 0.3. Natomiast podczas gdy promień zaokrąglenia naroża przekraczał 2 mm, wówczas wzrost temperatury maksymalnej był skutecznie hamowany. Efekt ten był zdecydowanie widoczny dla parametru kąta fw zakresie 0°-30°. A zatem maksymalna temperatura gżę być kontrolowana poprzez wybór odpowiedniego uka tarcia (np.: poprzez smarowanie lub modyfikację kąta fazowania oraz promienia zaokrąglenia wyboru tych parametrów przedstawiony został w niniejszym artykule.

Słowa kluczowe

EN

hot forging; maximum temperature; tool geometry; friction shear factor

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 7, No. 2
• Strony: 212--217
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Minami A.

autor

Marumo Y.

autor

Saiki H.

• Department of Mechanical Engineering, Ariake National College of Technology, 150 Higashihagio, Omuta, Fukuoka 836-8585, Japan

Bibliografia

• Carslaw, H. S., Jaeger, J.C., 1959, Condition of heat in solids (2nd Edition).
• Kellow, M. A., Bramley, A.N., 1969, The measurement of temperature in forging dies, Int. J. Mach. Tool Des. & Res., 239-260.
• Lange, K., Meyer-Molkemper, H. , 1997, Gesenkschmieden, Springer Verlag.
• Dean, T. A., Silva, T.M., 1979, Die temperatures during production drop forging, Trans. ASME, J. Eng. Ind., 101, 385-390.
• Saiki, H., Marumo, Y., Minami, A., Sonoi, T., 2001, Effect of the surface structure on the resistance to plastic deformatioin of a hot forging tool, J. Mat. Proc. Technol., 113, 22-27.
• Saiki, H., Minami, A., Yagoura, H., 1989, An estimation method of thermal contact and cooling conditions in warm and hot forging die, J. JSTP, 30-336, 51-56.
• Dadras, P., Wells, W.R.,1984, Heat transfer aspects of nonisothermal axisymmetric upset forging, Trans. ASME, J. Eng. Ind., 106, 187-195.
• Sadhal, S.S., 1981, Unsteady heat flow between solids with partially contacting interface, Trans. ASME, J. Heat Transfer, 103,32-40.
• Im, Y.T., 1984, Investigation of heat transfer and simulation of metal flow in hot upsetting, Trans. ASME, J. Eng. Ind., 111,337-343.
• Saiki, H., Marumo, Y., Ruan, L., Minami, A., 2006, J. CSME, 26-7, 683-687.
• Altan, T., Semiatin, S.L., Collings, E.W., Wood, V.E., 1982, Determination of the interface heat transfer coefficient for non-isothermal bulk-forming processes, Trans. ASME, J. Eng. Ind., 109, 49-57.