Solution Examples of Selected Issues Related to Die Forging

The paper presents selected examples of solutions and specific user applications associated with the industrial forging processes. Various process specific issues encountered during many years of bilateral collaboration with the forging industry are addressed and analysis methods are presented. As demonstrated in numerous articles and publications, the parameters influencing the die forging process are subject to complicated and mutually related dependencies, which can affect and complicate the methods of analysis. For this reason, researchers, more and more frequently, involve the use of additional support tools such as CAD / CAM / CAE, numerical modelling based on FEM, tool surface scanning methods, physical modelling, advanced microstructural research and dedicated control-measurement systems to validate engaged solutions. The research conducted by the authors included mainly: an analysis of the preform preparation, the impact of the geometry on the forging quality and the heating methods of the material and the tools, analysis of the tribological conditions, as well as an optimization of selected processes in respect of the force parameters, strain and temperature distributions and finally, a weight minimization of the input material. The issues discussed by the authors in the article intend, on the basis of the experience of its creators, to review the issues of the current forging technology and to indicate its possible solutions and development directions.

W artykule przedstawiono wybrane przykłady rozwiązań i ich zastosowań w przemysłowych procesach kucia matrycowego. Opisano zagadnienia i problemy, z którymi autorzy zetknęli się w trakcie wieloletniej współpracy z przemysłem kuzienniczym oraz metody ich analizy. Jak wykazano w licznych artykułach i opracowaniach parametry wpływające na procesy kucia matrycowego podlegają złożonym i wzajemnie powiązanym relacjom, które w znacznym stopniu komplikują analizę procesów kucia. Jest to powodem coraz częstszego sięgania po szereg narzędzi informatycznych: CAD/CAM/CAE, symulacje numeryczne oparte o MES, skanowanie powierzchni matryc i stempli, a także zaawansowane badania mikrostrukturalne, modelowanie fizyczne, czy też zastosowanie specjalnych systemów pomiarowo-kontrolnych do praktycznej weryfikacji zastosowanych rozwiązań. Przeprowadzone w pracy badania obejmowały głównie: analizę przygotowania wstępniaków, wpływu ich geometrii na jakość odkuwki, sposobu nagrzewania materiału i narzędzi, analizę warunków tribologicznych, a także optymalizację wybranych procesów ze względu na parametry siłowe, rozkłady odkształceń i temperatur oraz zminimalizowanie masy materiału wsadowego. Zagadnienia opisane przez autorów w artykule mają na celu przybliżyć problematykę współczesnych procesów kucia matrycowego i metody ich rozwiązywania oraz wskazać możliwe kierunki rozwoju tej technologii.