Finite element 3-D simulation of the rotary forging process

Cold forging of thin wall parts is characterized by high strain hardening of a deformed material, high die pressures and deforming forces. One of the possibilities to reduce the deforming force leads to reduction of the material-die contact surface. As a result higher die prosser can be obtained using the same force. The rotary forging process offers a possibility to reduce the deforming force by increasing the upper die inclination angle and lowering the ratio of the axial to tangential velocity of the rocking die. These factors may Iead to high non-uniformity of deforrnation and as a result of it to internal defects and surface cracks. Finite element modelling of the rotary forging process shows that non-uniformity of deformation similar to that in die forging of parts can be obtained only by increasing the axial velocity of the upper die. As a result no significant reduction of the deformiing force is observed.

---

Prasowanie na zimno elementów cienkościennych wymaga wysokich nacisków jednostkowych. W przypadku elementów typu tarcz lub dysków prowadzi to do konieczności stosowania pras o dużej sile nacisku. Jednym ze sposobów zmniejszenia całkowitej siły niezbędnej do odkształcenia jest zastosowanie odkształcania sekwencyjnego. Prasowanie obwiedniowe umożliwia zmniejszenie siły odkształcenia przez pochylenic matrycy górnej i wprowadzenie jej w ruch obrotowy. Lokalne odkształcenie materiału prowadzi jednak do wysokiej nierównomierności odkształcenia, w przypadku niskiego stosunku prędkości osiowej do prędkości obwodowej matrycy górnej. Modelowanie procesu metodą elementów skończonych wykazało, że nierównomierność odkształcenia - zbliżoną do procesów kucia matrycowego - można uzyskać jedynie przez zwiększenie prędkości pionowego ruchu matrycy górnej. W rezultacie nie uzyskuje się jednak istotnego zmniejszenia całkowitej siły nacisku.