Abstract:
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงแม่พิมพ์ทุบขึ้นรูปร้อนล้อสายพานเพลาลูกเบี้ยว และหาความยาวชิ้นงานเตรียมทุบ (Billet-size) โดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์วิเคราะห์ชิ้นส่วนที่ใช้ในงานวิจัยคือล้อสายพานเพลาลูกเบี้ยว ซึ่งทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง S45CL1 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 52 mm ยาว 100 mm และตัวแปรที่ศึกษาคือ ความยาวชิ้นงานเตรียมทุบ มุมองศาปลายพั้นช์ รัศมีปลายพั้นช์และมิติชิ้นส่วน ซึ่งวิธีการดำเนิน งานวิจัยมีดังนี้คือ สร้างแบบจำลองและวิเคราะห์การทุบขึ้นรูปร้อนด้วยโปรแกรม DEFORM 2D ที่ความยาวชิ้นงานเตรียมทุบโดยแปรผันความยาว คือ 94, 96, 100 และ102 mm ตามลำดับ และเปรียบเทียบกับผลการทดลอง โดยพิจารณาค่าความยาวครีบของชิ้นงานที่ผ่านการทุบขึ้นรูป และปรับปรุงรูปทรงแม่พิมพ์ เช่น มุมองศาปลายพั้นช์ และรัศมีปลายพั้นช์โดยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ผลการวิจัยพบว่าที่ความยาวชิ้นงานเตรียมทุบที่มีขนาดสั้นลงแรงที่ใช้ในการทุบขึ้นรูปจะมีค่าลดลงและความยาว 96 mm เป็นความยาวที่เหมาะสมในการใช้งาน ในส่วนของการปรับปรุงแม่พิมพ์พบว่ามุมองศาปลายพั้นช์และรัศมีปลายพั้นช์ที่มีค่าเพิ่มขึ้นมีผลให้แรงที่ใช้ในการทุบขึ้นรูปลดลง ซึ่งมุมองศาปลายพั้นช์ 0.5 องศา และรัศมีปลายพั้นช์ 9 mm ใช้แรงในการทุบขึ้นรูปน้อยที่สุด และมิติของชิ้นส่วนเป็นไปตามแบบที่โรงงานกำหนด
Abstract:
The objective of this research is to improve the hot forging die for optimizing the billet size using Finite Element Method (FEM). The timing pulley was selected for this research. It made of medium carbon steel S45CL1 with 52 mm diameter and 100 mm long. The billet length, punch bottom angle and punch radius were considered in the research. The research was conducted by DEFORM 2D, simulation software. The lengths of billet are varied by 94, 96, 100, 102 mm respectively. The flash length of workpiece was considered in order to improve the die geometries such as punch bottom angle and punch radius. The results that obtained from FEM compared with the experiment. The results showed that the forging force is proportional to the length of billet size and the appropriate length is 96 mm. In case of die design, it was found that the forging force is decreased when the punch bottom angle and the punch radius increase. There is the smallest forging force at the punch bottom angle at 0.5º and the punch radius at 9 mm. The geometries of workpiece which obtained from FEM were accepted by the company specification.