Zastosowanie symulacji komputerowej do optymalizacji procesu kucia półswobodnego z wlewków

Proces kucia półswobodnego odkuwek z wlewków napotyka w praktyce na duże trudności, związane z powstawaniem wad wewnętrznych. Są one wynikiem ograniczenia do minimum stopnia przerobu, osiąganego jedynie w kolejnych etapach procesu, składającego się z reguły ze spęczania i wydłużania swobodnego oraz ostatecznego odkształcania w matrycy z częściowym ograniczeniem płynięcia metalu. W pracy badano szereg parametrów technologicznych procesu kucia na przykładzie odkuwki głowicy silnika okrętowego. Do analizy zagadnienia wykorzystano program QForm. Zastosowanie programu komputerowego pozwoliło na wielowariantową analizę procesu kucia, bez konieczności wykonywania kosztownych narzędzi i prób technologicznych. W oparciu o analizę kilku wariantów obliczeń numerycznych, zaproponowano nowe rozwiązania technologii, ograniczające liczbę wybraków stwierdzanych w praktyce przemysłowej. W celu uzyskania pełnej informacji o zjawiskach zachodzących w procesie odkształcania, obliczenia numeryczne przeprowadzono w zakresie płynięcia materiału, stopnia wypełnienia wykrojów, rozkładu temperatur i naprężeń w poszczególnych etapach procesu kucia w matrycy, wielkości siły w cyklu odkształcania oraz zakuwania nieciągłości lub eliminowania tych wad przez zastosowanie odpowiedniej technologii kucia. Uzyskane informacje stanowiły podstawę do zaproponowania nowej, optymalnej technologii kucia głowicy silnika okrętowego.

---

In the forging process of ring type heavy forgings material defects have been observed. In this paper new forging technology was proposed. Several aspects were investigated, i.e.: shape of tools, temperature and stress distribution, filling of forging dies, material flow, etc. The problem was analysed by using QForm finite-element code. The multivariant analysis without expensive technological tests was performed.