WIMiIP, IM, 3 | Arkadiusz Bożek Tomasz Groń Krzysztof Grzywacz |
Data: 5.06.2014r. |
---|---|---|
mgr. Piotr Nikiel | Kucie matrycowe w warunkach konwencjonalnych i izotermicznych. | Ocena: |
1.Cel ćwiczenia
Dzięki ćwiczeniu mieliśmy możliwość zapoznania się z technologiami kucia matrycowego z warunkach izotermicznych i konwencjonalnych. Pierwsza część miała na celu przeprowadzenie symulacji termomechanicznej z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES) procesów kucia, przy parametrach takich samych jak dla eksperymentu. Część druga polegała na przeprowadzeniu kucia konwencjonalnego i izotermicznego.
2.Przebieg ćwiczenia
CZĘŚĆ I : SYMULACJA PROCESU KUCIA W PROGRAMIE SIMUFAKT_FORMING
Rys.1 Rozkład efektywnego odkształcenia plastycznego na przekroju.
Rys.2 Rozkład temperatury na przekroju próbki.
Rys.3 Rozkład efektywnej szybkości odkształcenia na przekroju.
Rys.4 Rozkład efektywnego ciśnienia stempla na przekroju.
CZĘŚĆ II: DOŚWIADCZENIE
Kucie matrycowe w warunkach izotermicznych.
Maszyna: prasa hydrauliczna
Temperatura narzędzi i próbek :480˚C
Siła zastosowana do odkształcania próbek :40kN
Czas wytrzymania :2 min
W tabeli poniżej zestawione zostały parametry zmierzone podczas doświadczenia i obliczone z wykorzystaniem odpowiednich wzorów (próbka 1- odkształcana stemplem płaskim, próbka 2- odkształcana stemplem kształtowym).
Tabela 1.
Lp. | d0 mm | h0 mm | dk mm | hk mm | F kN | m0 g | mk g | ρ0 Mg/m3 |
ρk Mg/m3 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1. | 48,1 | 17,28 | 47,8 | 16,2 | 40 | 86,128 | 86,032 | 2,806452 | 2,9605 |
2. | 48,1 | 17,26 | - | - | 86,155 | - | 2,790155 | - |
Kucie matrycowe w warunkach konwencjonalnych.
Maszyna: prasa śrubowa
Temperatura narzędzi :23˚C
Temperatura próbek 480˚C
Poniżej przedstawiona została tabela z zestawionymi parametrami zmierzonymi podczas doświadczenia oraz wykresy z zarejestrowanymi siłami działającymi podczas procesu dla stempla kształtowego i płaskiego.
Tabela 2.
Lp. | Tpróbki ˚C |
Tnarzędzi ˚C |
Fmax kN |
τ s |
d1 mm |
h1 mm |
dk mm |
hk mm |
ε % |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1. | 480 | 23 | 1308,08 | 2,3 | 48,2 | 17,2 | 50,2 | 15,38 | 10,58 |
2. | 480 | 23 | 1531,60 | 2,4 |
3.Wnioski
Symulacja komputerowa po wygenerowaniu raportu umożliwia nam śledzenie krok po kroku zmian naprężeń odkształceń i temperatury podczas procesu. Pozwala ona również odpowiednio dobrać parametry kucia. Dzięki części doświadczalnej zauważono że podczas kucia izotermicznego następuje zagęszczenie porowatego wsadu oraz jego konsolidacja, co jest wynikiem działania siły i temperatury. Naciski przy tej metodzie są niższe w porównaniu do metod konwencjonalnych przez co wzrosnąć powinna żywotność stosowanych narzędzi. Z wykresów uzyskanych podczas przeprowadzania kucia konwencjonalnego można odczytać siły działające na próbki których wartości są spore, a czas procesu w każdym przypadku jest bardzo krótki. Jest to cechą charakterystyczną tego typu obróbki jak również to że odkształcenie zadane podczas jednej operacji jest duże i w tym przypadku wyniosło 10,58%.