The development of metal spinning — new opportunities and possibilities

• Autorzy: Maj P. , Mizera J. , Pieja T. , Gancarczyk T. , Dudek S. , Sieniawski J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2016.5.8

Warianty tytułu

PL

Rozwój metody kształtowania obrotowego — nowe perspektywy i możliwości obróbki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Metal spinning is a forming process known since ancient times. However on an industrial scale it is used from the beginning of the twentieth century. Thanks to the technology it is possible to obtain complex axisymmetric shapes with excellent mechanical and surface properties. It is a promising forming technology that is becoming more popular especially in advanced application such as aircraft industry. It has a lot of advantages; among others it allows shaping the material properties in a larger extent than the commonly used metalworking methods. Furthermore since 2001 for the first time laser assisted heating was used in the process enhancing it even further. The article presents the metal spinning technology and its current developments. Additional practical aspects were described in the research and underlined by the authors. The last paragraph concerns sample results of mechanical tests carried out on the fabricated elements that show the possible application of the method particularly in the aircraft industry. The hardness of the cold formed element increased more than twice after 70% reduction in cross section in a single tool movement. In the longer term perspective laser assisted metal spinning could reduce the costs and improve the properties of the currently used aircraft engine parts by eliminating intermediate annealing.

PL

W artykule przedstawiono technologię kształtowania obrotowego i najnowsze osiągnięcia w tej dziedzinie. Ponadto opisano praktyczne aspekty obróbki wraz z wytycznymi technologicznymi. Przedstawiono przykładowe wyniki badań właściwości mechanicznych elementów otrzymanych przez autorów w ramach projektu FLOWFO, które pokazują możliwości zastosowania opisywanej metody, szczególnie w przemyśle lotniczym. Twardość materiału po obróbce na zimno zwiększyła się ponad 2,5-krotnie w porównaniu z materiałem wyjściowym przy redukcji przekroju o ponad 70% w jednym procesie technologicznym.

Słowa kluczowe

EN

metal spinning; shear forming; aircraft materials; Inconel 625

PL

kształtowanie obrotowe; zgniatanie obrotowe; materiały lotnicze; Inconel 625

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 37, nr 5
• Strony: 252--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Maj P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, Warszawa

autor

Mizera J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, Warszawa

autor

Pieja T.

• Pratt & Whitney Rzeszów

autor

Gancarczyk T.

• Pratt & Whitney Rzeszów

autor

Dudek S.

• Pratt & Whitney Rzeszów

autor

Sieniawski J.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Materiałoznawstwa, Rzeszów

Bibliografia

• [1] Xia Q., Xiao G., Long H., Cheng X., Sheng X.: A review of process advancement of novel metal spinning. Int. J. Mach. Tools Manuf. 85 (2014) 100÷121.
• [2] Szopski K.: Obróbka metali na wyoblarkach. Państwowe Wydawnictwa Techniczne, Warszawa (1957).
• [3] Wiśniewski J., Wiśniewski Z.: Zgniatanie obrotowe na tokarkach produkcyjnych. Biul. Inf. Obróbki Plast. (1974) 610÷614.
• [4] Dregner T., Gądek T.: Rozwój technologii kształtowania obrotowego blach w Instytucie Obróbki Plastycznej. Obróbka Plast. Met. T XIX (2008) 3.
• [5] Drenger T., Wiśniewski J., Nowacki Ł.: Niekonwencjonalne metody kształtowania blach. Stal, Metale i Nowe Technologie 5-6 (2008) 66÷70.
• [6] Wójtowicz W., Stępień J.: Zastosowanie w zakładach metalowych Mesko nowoczesnych stali w wyrobach spełniających standardy NATO. Prace IMŻ 1 (2010) 124÷128.
• [7] Stępień J.: Badania strukturalne mechanizmu odkształcenia na zimno stali przez zgniatanie obrotowe. Arch. Technol. Masz. i Autom. 27 (2007) 169÷177.
• [8] Lange K.: Handbook of metal forming. SME publications (1985).
• [9] Jackson K., Allwood J.: The mechanics of incremental sheet forming. J. Mater. Process Technol. 209 (2009) 1158÷1174.
• [10] Wong C. C., Dean T. A., Lin, J.: A review of spinning, shear forming and flow forming processes. Int. J. Mach. Tools Manuf. 43 (14) (2003) 1419÷1435.
• [11] Hayama M., Murota T., Kudo H.: Deformation modes and wrinkling of flange on shear spinning. Bull JSME 34 (1966) 423÷433.
• [12] Music O., Allwood J. M., Kawai K.: A review of the mechanics of metal spinning. J. Mater. Process Technol. 210 (2010) 3÷23.
• [13] Sivanandini M., Dhami S. S., Pabla B. S.: Flow forming of tubes — a review. Int. J. of Science & Engineering Research 3 (2012) 1÷11.
• [14] Mori K. I., Ishiguro M., Isomura Y.: Hot shear spinning of cast aluminium alloy parts. J. Mater. Process Technol. 209 (2009) 3621÷3627.
• [15] Klocke F., Wehremeister T.: Laser-assisted metal spinning of avanced materials. WLT-Conference Lasers Manuf. Munich (2003).
• [16] Klocke F., Brummer C. M.: Laser-assisted metal spinning of challenging materials. Procedia Eng. 81 (2014) 2385÷2390.
• [17] Xia Q., Cheng X., Long H., Ruan F.: Finite element analysis and experimental investigation on deformation mechanism of non-axisymmetric tube spinning. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 59 (2011) 263÷272.
• [18] Cheng X., Lai Z., Xia Q.: Investigation on stress and strain distributions of hollow-part with triangular cross-section by spinning. Int. J. Mater. Prod. Technol. 47 (2013) 162.
• [19] Jiang S., Zheng Y., Ren Z., Li C.: Multi-pass spinning of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 19 (2009) 215÷221.
• [20] Cheng X., Xia Q., Wang J., Li D.: Research on forming quality of polywedge pulley. Int. Conf. Manuf. Res. ICMR (2013).
• [21] Jahazi M., Ebrahimi G.: Influence of flow-forming parameters and microstructure on the quality of a D6ac steel. J. Mater. Process Technol. 103 (2000) 362÷366.
• [22] www.specialmetals.com. Special Metals: INCONEL alloy 625 (2006).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.