Ковка

Моделирование ковки крупного слитка в QFormКрупные и ответственные изделия, которые невозможно изготовить штамповкой из-за требуемой большой силы деформирования или габаритов, получают с помощью ковки. Технологические процессы свободной ковки применяют для получения единичных, мелкосерийных заготовок для штампов, колец под раскатку, заготовок коленчатых валов судовых двигателей и др. Операцию ковки универсальными бойками также применяют как предварительную операцию для получения заготовок под последующие переходы штамповки. Собственно, процесс ковки – это первый кузнечный процесс, который освоило человечество.

Ранее, до появления мощных вычислительных компьютеров и программ моделирования, при проектировании процессов ковки крупных изделий требовалось выполнять натурное моделирование уменьшенной копии технологического процесса, например, в 1/25 величины. Однако, такой метод натурного моделирования также, как и инженерные методы (метод верхней оценки, метод линий скольжений и др.) дают очень большую погрешность. И только с использованием современного метода конечных элементов мы можем получать точное решение.

Благодаря моделированию процессов ковки, в программном комплексе QForm решаются следующие технологические задачи:

• Расчет напряженно-деформированного состояния и предсказание течения металла по всему объему слитка во время выполнения кузнечных операций.
• Прогнозирование проработки структуры полученного после отливки слитка и оценка поверхностных и внутренних дефектов, благодаря импорту формы и расчетных полей из программ моделирования литья (например, ProCast, MAGMA).
• Определение оптимальных форм инструмента: бойков и прошивней.
• Нахождение оптимальных режимов ковки: подач и обжимов, углов кантовки.
• Определение режимов и периодичности межоперационных подогревов.

Изделия получаемые ковкой: Днище гидроцилиндра, ротор, корпус и днище ядерного реактораИмпорт результатов моделирования из ProCAST в QForm: поле температуры и пористости

Моделирование ковки крупных слитков (50-300 тонн) необходимо, так как инженерного опыта недостаточно для проектирования таких технологических процессов и вероятность брака исключительно высока.

Преимущества

• Предсказание течения металла в зависимости от формы инструмента, подач и кантовок.
• Расчет сложных режимов нагрева и охлаждения слитков, необходимость межоперационных подогревов.
• Расчет термо-упругих напряжений при нагреве и охлаждении для предсказания возможности образования трещин.
• Возможность оценить макро и микроструктуру при проектировании процесса на компьютере.
• Возможность предсказать изменение осевой пористости слитка при ковке литой заготовки.

Специальные функции QForm для моделирования процессов ковки

• Двухсеточный алгоритм для быстрого и точного моделирования процессов с большим числом ударов и локализованным очагом деформации.
• Удобный табличный интерфейс для задания многоударных процессов: автоматизация задания кантовок и подач
• Специальная модель ковочного манипулятора.
• Моделирование термообработки и термомеханической обработки слитка.

▲