Сибирский федеральный университет

Перевод названия: COMPUTER-SIMULATED UPGRADING PROCEDURES OF THE HOT ALUMINUM-ALLOY FORGING PROCESS TECHNOLOGY

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Идентификатор DOI: 10.18503/1995-2732-2016-14-1-46-52

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, горячая объемная штамповка, компьютерное моделирование, штампованная поковка

Аннотация: Разработана методология модернизации технологии горячей объемной штамповки поковок из алюминиевых сплавов компьютерным моделированием. Реализация методологии показана на действующей технологии штамповки поковки «Диск» из сплава АВ. При этом ставилось условие, что модернизация должна обеспечить повышение экономичности процесса и не сопровождаться заменой оборудования, существенной переделкой прессового инструмента, а также изменением формы и размеров штампованной поковки. Анализ технологии-аналога позволил сформулировать задачу сокращения количества переходов при штамповке путем оптимизации условий трения при штамповке и скоростных условий штамповки. После анализа по чертежам в программе SolidWorks создавали трехмерные модели штампованной поковки и штампа, которые загружали в препроцессор компьютерной программы DEFORM-3D в виде файлов. После этого вводили температурные, скоростные и силовые режимы деформирования, которые согласно параметрам заводского технологического процесса составляли: температура нагрева штампа 360-450°С, температура нагрева заготовок 400-470°С, скорость штамповки 2-10 мм/с, а сопротивление деформации бралось из литературы. На выходе получали базу данных процесса штамповки. В результате установили, что равномерное заполнение гравюры штампа за один переход достигается при показателе трения по верхней торцевой и боковым поверхностям составляющим 0,3-0,4, а скорость рабочего хода пресса при этом не должна превышать 5 мм/с. Возможности программы позволили также изучить течение металла и проследить заполнение штампа с привязкой к изменению усилия штамповки на разных этапах. В результате штамповки по новой технологии в производственных условиях за один переход были получены поковки, геометрия и свойства которых удовлетворяли требованиям нормативных документов при уменьшении себестоимости поковок не менее чем на 10%. On the basis of computer simulation, upgrading procedures of the hot aluminum-alloy forging process technology have been developed to improve cost effectiveness of forged parts. The article outlines the following patterns of upgrading: the analysis of a parallel process, development of the virtual process structure, SolidWorks-based design of forging and die models, computer simulation formulation, simulation parameter setting, start-up and analysis of the process computational model, analysis of the virtual process technology, and formulation of recommendations on upgrading of the excisting process followed by pilot testing of the process technology. The process technology of forming of “Disc” forgings from AB aluminum alloy examplifies the parallel process. It was specified that upgrading should improve process cost effictiveness and skip replacement of the deforming equipment in use, extensive modification of pressing tools as well as changes in forging shape and sizes. The analysis of the parallel process technology has made it possible to formulate a problem of finding a possibility to reduce the number of transitions during froming by improving forming friction conditions and forming velocity conditions. After the analysis, 3D models of forgings and dies were designed according to the drawings with the aid of the SolidWorks software. The models were file-uploaded into the DEFORM-3D preprocessor program. From here on, according to the factory process specifications, the temperature, speed and power conditions of deformation were set as follows: die heating temperature 360-450?C, billet heating temperature 400-470?C, forming speed 2-10 mm/s. But the strain resistance value was borrowed from the literature. A forming process database was obtained in the output. As a result, we found out that a uniform die cavity fill for one transition can be achieved at upper-end and lateral friction coefficients of 0.3-0.4, with the press stroke speed no more than 5 mm/s. The software features also enabled to study the metal flow and to follow the die fill with reference to the change in forming force at different stages. Using new process technologies, one transition of on-plant forming resulted in forgings with the shape and properties complying with the regulatory requirements with reduction on the cost of forgings of no less than 10%.

Журнал: Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова

Выпуск журнала: Т. 14, № 1

Номера страниц: 46-52

ISSN журнала: 19952732

Место издания: г. Магнитогорск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

• Константинов Игорь Лазаревич (Сибирский федеральный университет)
• Губанов Иван Юрьевич (Сибирский федеральный университет)
• Клеменкова Диана Владимировна (Сибирский федеральный университет)
• Астрашабов Игорь Олегович (Сибирский федеральный университет)
• Сидельников Сергей Борисович (Сибирский федеральный университет)
• Горохов Юрий Васильевич (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК