Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the production process of the forked forging used in the excavator drive system in order to improve the currently implemented technology by the use of numerical modeling

Hawryluk Marek, Rychlik Marcin, Ziemba Jacek, Jasiak Katarzyna, Lewandowski Filip, Dudkiewicz Łukasz

Materials Science Poland

|

2021

|

Vol. 39, No. 2

227--239

EN

The study concerns a comprehensive analysis of a multistage hot-die forging on hammers, in order to produce a yoke-type forging, used as a component of excavator power transmission systems. The investigations were conducted with the aim to analyze and identify the sensitive areas in the process and then improve the currently implemented forging technology by using finite element (FE) simulation. QuantorForm (the developer of the QForm program) has developed a thermomechanical numerical model for the production of forked forging. The software Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application (CATIA) was used to develop and build Computer-Aided Design (CAD) models of forging tools. As a result of the numerical simulations, the plastic deformations and temperature distributions for the forgings and tools were obtained, and the force courses during the forging process were analyzed. The obtained results enabled a thorough analysis of the forging process, including identification of potential forging defects (laps) as well as those tool areas that are the most loaded and exposed to damage. On this basis, changes were implemented in the production process, which allowed for the improvement of the currently implemented technology and obtaining the corrected forgings.

2

Influence of the nitrided layer thickness of dies made of two types of tool steel used in hot extrusion of valve forgings made of nickel–chromium steel on the durability of these tools

Hawryluk Marek, Lachowicz Marzena, Janik Marta, Ziemba Jacek, Gronostajski Zbigniew

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 4

277--293

EN

The study constitutes an analysis of the durability of dies used in the first operation of producing valve forgings from chromium–nickel steel (NCF 3015) for motor trucks. The average durability of the dies (subjected to standard thermal treatment and nitriding) in this operation equals about 800 forgings. To perform an in-depth analysis of the effect of the nitrided layer thickness (0.1 mm and 0.2 mm) and the tool material (W360 and QRO90) on the possibilities of increasing the die durability, complex studies were carried out, which included: a macroscopic analysis combined with 3D scanning, microstructural examinations using a scanning microscope and a metallographic microscope, as well as hardness measurements. A minimum of three tools were tested for different variants, and for each of them, one representative die was selected for detailed examinations. The research showed the presence of abrasive wear, thermo-mechanical fatigue and traces of adhesive wear as well as plastic deformation on the surface of the working impressions. Also observed was the effect of the extruded material sticking to the tools (high friction and the presence of intermetallic phases in the extruded material) and the forging being blocked in the smallest section of the die, which is a critical factor causing a production shutdown and the necessity of tool replacement. The highest mean durability equalling 2600 forgings was obtained for the dies with a lower carbon content and a higher content of vanadium and the nitrided layer thickness at the level of 0.2 mm. The lowest mean durability (after one forging item) was recorded for the dies made of steel with a higher carbon content and a higher chromium content, forming less stable compound carbides and the thickness layer at the level of 0.1 mm.

3

Modelowanie numeryczne procesu kucia matrycowego na gorąco odkuwki adaptera

Hawryluk Marek, Polak Sławomir, Zwierzchowski Maciej, Gronostajski Zbigniew, Rychlik Marcin, Ziemba Jacek

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2019

|

R. 64, nr 1

14--20

PL

Artykuł dotyczy modelowania numerycznego procesu kucia elementu typu adapter – odkuwki wydłużonej z występem na końcu realizowanego na prasie korbowej w matrycach otwartych na gorąco. Termomechaniczny model kucia uwzględniający zmianę wielkości ziarna oraz rekrystalizację materiału odkuwki opracowano przy użyciu oprogramowania Qform 7. W wyniku przeprowadzonego modelowania uzyskano, m.in.: rozkłady temperatur dla odkuwki i narzędzi oraz odkształceń plastycznych (uwzględniających zjawiska aktywowane cieplnie), zmiany wielkości ziarna oraz przebiegów sił kucia. Otrzymane wyniki pozwalają na pełną analizę procesu kucia, w tym: wpływu czasu i temperatury odkształcania na wielkość ziarna w materiale odkuwki.

EN

The article concerns the numerical modeling of the process of forging an adapter-type element forgings elongated protrusion at the end of the crank carried on the press dies in hot open. Thermomechanical forging model including grain size change and recrystallization of forging material was developed using Qform 7 software. As a result of the modeling, among others: temperature distributions for forging and tools as well as plastic deformations (taking into account thermally activated phenomena), grain size changes and waveforms forging forces have been determined. The obtained results allow for a full analysis of the forging process, including: the influence of time and temperature of deformation on the grain size in the forging material.

4

Analiza procesu kucia odkuwki typu rozwidlonego przy użyciu wyników symulacji numerycznej

Hawryluk Marek, Polak Sławomir, Gronostajski Zbigniew, Ziemba Jacek, Barełkowski Artur, Jabłoński Paweł

Obróbka Plastyczna Metali

|

2019

|

T. 30, nr 1

83--94

PL

W pracy przedstawiono wyniki modelowania numerycznego procesu kucia matrycowego na gorąco odkuwki typu rozwidlonego stosowanej w układzie kierowniczym realizowanego na prasie korbowej. Głównym celem analizy było wykorzystanie modelowania numerycznego do analizy i poprawy przemysłowego procesu wytwarzania odkuwki. Termomechaniczny model kucia odkuwki z odkształcalnymi narzędziami opracowano przy użyciu oprogramowania Forge NX 2.0. Do zbudowania modeli narzędzi kuźniczych wykorzystano program Catia. W wyniku przeprowadzonego modelowania uzyskano, m.in.: rozkłady temperatur dla odkuwki i narzędzi oraz odkształceń plastycznych (uwzględniających zjawiska aktywowane cieplnie), a także zmiany wielkości ziarna oraz przebiegi sił kucia. Otrzymane wyniki pozwalają na pełną analizę procesu kucia, w tym: wpływu czasu i temperatury odkształcania na wielkość ziarna w materiale odkuwki, co w przyszłości może pozwolić na wykorzystanie ciepła kucia do planowanej obróbki cieplnej i uzyskania określonej mikrostruktury.

EN

The paper presents the results of numerical modeling of the forging hot forging process of the yoke type forging used in the steering system realized on the crank press. The main purpose of the analysis was to use computer simulation to analyze and improve the industrial forging process. The thermomechanical model of forging process with deformable tools was developed using the Forge NX 2.0 software. Catia program was used to build models of forging tools. As a result of the modeling obtained, inter alia: temperature distributions and plastic deformations for the forging (taking into account thermally activated phenomena), as well as grain size changes and forging forces. The obtained results allow for a full analysis of the forging process, including: identification of potential forging defects (overlaps) and the influence of time and temperature of deformation on the grain size in the forging material, which in the future may allow using the forging heat for the planned heat treatment and obtaining a specific microstructure.

5

Analysis of the impact of forging and trimming tools wear on the dimension-shape precision of forgings obtained in the process of manufacturing components for the automotive industry

Hawryluk Marek, Kondracki Piotr, Krawczyk Jakub, Rychlik Marcin, Ziemba Jacek

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 3

476--484

EN

The study presents the results of an analysis of the manufacturing process of a yoke-type forging for automotive industry with the use of numerical modelling and 3D scanning techniques, taking into account the gradual wear of both forging tools and trimming to determine the mutual impact of their operation on the dimensional accuracy of the forgings. The performed analysis included the 4 variants which are that have the most common place in the industrial process that is, for a combination of new and partly worn out die inserts (used during hot forging) and new and partly used cutting tools used for cold trimming. The first stage involved modelling of a hot die forging process. Next, the obtained results were implemented into second modelling stage, which involved a simulation of a cold trimming process of a flash, with the use of the normalized Cockcroft-Latham fracture criterion, with the consideration of eliminating the removed elements, for which the cracking value has been exceeded. The obtained results was verified by means of a case study under industrial conditions for the least favourable operating conditions of both types of tools and their impact on the dimension-shape precision of the forgings. These results allowed for a more complete analysis of the trimming process for a variety of operating conditions and the confirmation of the correctness of carried out numerical modelling, and thus the possibility of its use in combination with scanning technique to computer-aided manufacturing processes. The proposed solution allows the selection of optimum conditions for implementation of the processes of forging and trimming because of their use to provide the required net shape forgings.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy procesu wytwarzania odkuwki typu rozwidlonego dla przemysłu motoryzacyjnego z wykorzystaniem modelowania numerycznego oraz technik skanowania 3D przy uwzględnieniu sukcesywnego zużywania się zarówno narzędzi do kucia, jak i do okrawania w celu określenia wzajemnego wpływu ich eksploatacji na dokładność wymiarową odkuwek. Przeprowadzona analiza obejmowała 4 warianty najczęściej występujące w procesie przemysłowym, czyli dla kombinacji nowych i częściowo wyeksploatowanych wkładek matrycowych (stosowanych podczas kucia na gorąco) oraz nowych i częściowo zużytych narzędzi okrojczych wykorzystywanych do okrawania na zimno. W pierwszym etapie zamodelowano proces kucia matrycowego na gorąco. Następnie uzyskane wyniki zaimplementowano do drugiego etapu modelowania, w którym zasymulowano proces okrawania na zimno wypływki przy zastosowaniu znormalizowanego kryterium pękania Cockcrofta-Lathama z uwzględnieniem eliminacji elementów, dla których została przekroczona wartość pękania. Uzyskane wyniki zostały zweryfikowane za pomocą studium przypadku w warunkach przemysłowych dla najmniej korzystnych warunków eksploatacji obu rodzajów narzędzi oraz ich wpływu na dokładność wymiarowo-kształtową odkuwki. Uzyskane wyniki pozwoliły na pełniejszą analizę procesu okrawania dla różnych warunków eksploatacyjnych oraz potwierdzenie poprawności przeprowadzonego modelowania numerycznego, a tym samym możliwości jego wykorzystania do komputerowego wspomagania procesów wytwarzania. Zaproponowane rozwiązanie pozwala na wybór optymalnych warunków realizacji procesów kucia i okrawania ze względu na ich eksploatację w celu zapewnienia wymaganej dokładności wymiarowo-kształtowej odkuwek.