This paper describes the determination of optimal initial billet size for axisymmetric cold forging products using neural networks. The determination of optimal initial billet size is very important in forging design and forming sequence design, because the result of such designs and forming load can be different by variable initial billet sizes. The forming difficulty has been defined as the degree of difficulty in forming by 3 process ' forward extrusion, backward extrusion and upsetting. By neural networks a forming difficulty can be determined with the ratio of shape and forming process. From the graph of maximum, minimum, and average forming difficulties by variable billet sizes, the optimal billet size can be determined. The initial billets of a solid part and a hollow part whichwas determined by this study are compared with the sequence drawing generated by the one of forming sequence design system.
In this paper, the deformation method for inner and outer races of rollr-bearing bymeans of the warm precision forging is investigated. We adapted the process designsuch as following that, toincrease Die life, reduce heat transfer through conduction and the eccentricity of preform in warm forging of bearing gace, the bottom portion of billet is formed during upsetting process. Then it is backward extruded, and thus obtained ring preform is formed by combined extrusion. Also, we compared it with the froming method in China and Japan, and we have known it is more excellent method. Basides, this forming method is simulated by UBST which is based on the merits of UBET nd FEM. The results show that it is easy to know the exact location of neutral surface through the inspection of streamline during combined extrusion, and the velocity vector distribution along the surface of velocity discontinuity is investigationed. Also the effectiveness of this method is proved by te experiment using model material that is Plasticine.
The purpose of this study is to examine the bulk/sheet forming characteristics of bulk amorphous alloys in the super cooled liquid state. Recently it is reported that amorphous alloys exhibit stress overshoot/undershoot and non-Newtonian behaviors even in the super cooled liquid state. The stress-strain curves with the temperature-dependences as well as strain-rate dependence of Newtonian/non-Newtonian viscosities of amorphous alloys are obtained based on the previous experimental works. Then, those curves are directly used in the thermo-mechanical finite element analyses. Upsetting and deep drawing of amorphous alloys are simulated to examine the effects of process parameters such as friction coefficient, forming speed and temperature. It could be concluded that the superior formability of an amorphous alloy can be obtained by taking the proper forming conditions.
For semi-solid forging with aluminuim alloys, it is required to develope the globular grain structure. It was studide that cold upsetting ration in SIMA process has effect on the globularization of grain structure. Globular microstructure was generated without cold upsettings for commercial aluminium alloys. In the case of A12024, the range of grain size was 40 .approx. 50 .mu. m. The grain growth in growth in globular microstructure depend on heating time. Spur gear was forged in semi-solid state to investigate the forging condition for A12024 with hydraulic press.
Manufacturing process of Ti-6Al-4V alloy billet was investigated with FEM simulation and experimental analysis. Before the breakdown process of Ti-6Al-4V alloy ingot, FEM simulation for the breakdown processes of Ti-6Al-4V alloy ingot was used to calculate the forging load and state variables such as strain, strain rate and temperature. In order to breakdown the ingot structure and make an equiaxed structure billet, two different processes were employed for a VAR/VAR processed Ti-6Al-4V alloy ingot. Firstly, the ingot was cogged in single-phase $\beta$ field at the temperature of $1,100^{\circ}C$. In the process, the coarse and inhomogeneous structure developed by the double melting process was broken down. The second breakdown was performed by upsetting and cogging processes in $\alpha+\beta$ phase field to obtain the microstructure of fine equixed $\alpha$ structure in the matrix of transformed $\beta$. Finally, the mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy billet made in this work were compared with those of other billet and ring product.
The outer race of a constant velocity (CV) joint having six inner ball grooves has traditionally been manufactured by multi-stage warm forging, which includes forward extrusion, upsetting, backward extrusions, necking, ironing and sizing, and machining. In the current study, a multi-stage cold forging process is examined and an assessment for replacing and modifying the conventional multi-stage warm forging is made. The proposed procedure is simplified to the backward extrusion of the conventional process, and the sizing and necking are combined into a single sizing-necking step. Thus, the forging surface of the six ball grooves can be obtained without additional machining. To verify the suitability of the proposed process, a 3-dimensional numerical simulation on each operation was performed. The forging loads were also predicted. In addition, a structural integrity evaluation for the tools was carried out. Based on the results, it is shown that the dimensional requirements of the outer race can be well met.
The friction welding has more technical and economic advantages than the other welding processes. As this welding process has the characteristics such as curtailment of production time, materials, cost reduction, etc., it has been widely used in production of various mechanical components which have complex shapes. So, this paper deals with optimizing the friction welding conditions and analyzing various mechanical properties of the friction welded joints of torsion bar material SUP9A bar to bar. The results obtained are summarized as follows; 1) The quantitative relation between heating time($t_{1}$, sec) and total upset(U, mm)can be obtained. The empirical formula obtained is ; U = 3.29$t_{1}$ + 1.6 2) The tensile strength($\sigma_{t}$, kgf/$mm^{2}$) of friction welding joints as post weld heat treated(PWHT) depends upon heating time($t_{1}$, sec) quantitatively and the empirical formula obtained is ; $\sigma$= -5.1$t_{1}\;^{2}$+44.90$t_{1}$+45.2 3) It is certain that the optimum condition for friction welded joints of SUP9A steel bars of diameter 14.5mm is, considering on various properties such as tensile strength, torsional strength, impact energy and strain of the joints after PWTH ; n = 2000rpm, $P_{1}$=8kgf/$mm^{2}$, $P_{2}$=20kgf/$mm^{2}$, $t_{1}$=4sec, $t_{2}$=3sec 4) The tensile strength, torsional strength and hardness were increased with the increased with the increasing carbon equivalent, but toughness was decreased.
Thickening process in sheet metal forming is being increased to improve the strength as well as to reduce manufacturing process such as welding. This process can make it possible to obtain part locally thicker than that of initial sheet thickness. In this study, design method for manufacturing the component which has double sinks with local thickened wall is proposed. Deep drawing and upsetting processes are applied in order to form double sinks and thicken its walls. Used material is SPHC440 with the thickness of 2.0mm and initial blank size is determined on the basis of the final product. Distance between the center of double sinks and first drawing ratio to avoid fracture are the most significant factors during deep drawing. FE-analysis is implemented in order to determine the appropriate values. Progressive die is designed based on the proposed method and FE-analysis. As a result of experiment, locally thickened component can be manufactured, which has double sinks with the thickness about 3mm at the corner and wall.
A process planning system for cold forging of non-axisymmetric parts of comparatively simple shape was developed in this study. Programs for the system have been written with Visual LISP in AutoCAD. Shape of the product must be drawn with the solid line and the hidden line, and with the plane and front view, as well. At the plane, the system recognizes the external shape of non-axisymmetric portions - the number of the sides of the regular polygons and the radii of circles inscribing and circumscribing the polygon. At the front view, the system cognizes the diameter of axisymmetric portions and the height of the primitive geometries such as polygon, cylinder, cone, concave, convex, etc. The system perceives that the list developed from the solid line must be formed by the operation of forward extrusion or upsetting, and that the list developed from the hidden line must be formed by the operation of backward extrusion. The system designs the intermediate geometries again by considering clearance between workpiece and die, and then finally the billet diameter, in reverse order from the finished product, on the basis of volume constancy and using the operations, the forming sequence, the number of operations and the intermediate geometries which were already designed. The design rules and knowledges for the system were extracted from the plasticity theories, handbook, relevant reference and empirical knowledge of field experts. Suitability of the process planning was analyzed using SuperForge of FVM simulation package. The results of analysis showed good formability.
In this study, relevant to impact extrusion process of the rectangular batter case for electric vehicles, numerical and experimental analyses were conducted to reduce the earring defects induced in the unevenness of metal flow. Since the earring is caused by the non-uniform metal flow induced in the friction and aspect ratio in the bottom section. As a way to reduce the earring, variable land die concept was applied. In order to analyze numerically the complex metal flow by using commercial finite element package, DEFORM 3D, impact extrusion process was simplified in upsetting mode at bottom section and extrusion mode at land section. The impact extrusion experiments were conducted to verify the assessment of process parameter for impact extrusion. As results, variable land die which has longer longitudinal section makes reduce earring defects. In addition, it was confirmed that the effect that slug shape like dog-bone also can reduce the earring. This study is expected to be able to present the useful design guidelines for manufacturing the battery case.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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