Badania warunków tarcia pary trącej ołów - ABS w warunkach modelowania fizycznego

• Autorzy: Wójcik Ł. , Lis K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2018.9.9

Warianty tytułu

EN

Testing the conditions of friction of lead - ABS pair in conditions physical modeling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań warunków tarcia ołowiu Pb1 wykorzystywanego do modelowania fizycznego procesów obróbki plastycznej. Do badań laboratoryjnych wykorzystano narzędzia wykonane z ABS (metodą druku 3D). Celem badań było wyznaczenie czynników oraz współczynników tarcia przy różnych warunkach smarowania. W badaniach wykorzystano metodę spęczenia pierścieni. Testy przeprowadzono dla tarcia suchego oraz z zastosowaniem: oleju PTFE i suchego PTFE. Odczytane z wykresu Burgdorfa wartości współczynników oraz czynników tarcia porównano z wynikami symulacji numerycznych. Do analizy FEM wykorzystano program symulacyjny DEFORM 3D. Na podstawie przeprowadzonych badań doświadczalno - numerycznych określono wpływ rodzaju smaru oraz sposobu przygotowania narzędzi (powierzchnia ABS po wydruku oraz powierzchnia po obróbce papierem ściernym o granulacji 240) na wartości współczynnika i czynnika tarcia. Zastosowanie narzędzi oszlifowanych pozwala na zmniejszenie wartości współczynników oraz czynników tarcia tylko w przypadku zastosowaniu smarowania.

EN

The article presents the results of friction conditions for lead Pb1 used for physical modeling of metal forming processes. In the laboratory study used tools made with ABS (using 3D printing).The aim of the research was to determine the factors and coefficients of friction for different lubrication conditions, using a ring upsetting method. The tests were performed for dry friction using: PTFE oil and dry PTFE. The coefficients and factors of friction read from the Burgdorf plot were compared to the numerical simulations’s results. For the FEM analysis, the DEFORM 3D simulation program was used. The influence of the type of lubricant and the method of preparing the tools (ABS surface after printing and surface after processing with abrasive paper of 240 grit) on the values of coefficient and facto rof friction were determined on the basis of experimental and numerical tests. The use of polished tool allows to reduce coefficients and factors of friction only in the case of using lubrication.

Słowa kluczowe

PL

ołów; ABS; druk 3D; MES; modelowanie fizyczne

EN

lead; ABS; 3d print; FEM; physical modelling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 85, nr 9
• Strony: 327--331
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wójcik Ł.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Lis K.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Asai Kazuhito, Kazuhiko Kitamura. 2014. „Estimation of frictional property of lubricants for hot forging of steel using low speed ring compression test”. Procedia Engineering 81:1970-1975.
• [2] Baines K. 2001. „Lead as a model material to simulate mandrel rolling of hot steel tube”. Journal of Materials Processing Technology. 118: 422-428.
• [3] Balasundar I., M.Sudhakara, T.Raghu. 2009. „Equal channel angular pressing die to extrude a variety of materials”. Materials and design 30: 1050-1059.
• [4] Chitkara Naunit Ram, A. Aleem. 2001. „Axi-symmetric tube extrusion/piercing using die-mandrel combinations: same experiments and a generalized upper bound analysis”. International Journal of Mechanical Sciences. 43: 1685-1709.
• [5] Dąbrowski Michał, Rafał Dobromilski, Tomasz Bulzak, Łukasz Wójcik. 2018. „Zastosowanie druku 3D w modelowaniu fizycznym procesu walcowania kątownika”. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 85:3.
• [6] Fereshteh-Saniee F., I. Pillinger, P. Hartley. 2004. „Friction modellingn for the physical simulation of the bulk metal forming processes”. Journal of Materials Processing Technology 153-154: 151-156.
• [7] Gontarz Andrzej, Krzysztof Łukasik, Zbigniew Pater. 2003. Technologia kształtowania i modelowania nowego procesu wytwarzania wkrętów szynowych. Lublin.
• [8] Kim Yohng. J., Naunit Ram Chitkara. 2001. „Determination of preform shape to improve dimensional accuracy of the forged crown gear form in closed-die forging process”. International Journal of Mechanical Sciences. 47: 853-870.
• [9] Kong L. X., Peter. D. Hodgson. 2000. „Constitutive modeling of extrusion of lead with cyclic torsion”. Materials Science and Engineering. 276: 32-38.
• [10] Lee H. I., Beom Cheol Hwang, Wonbyong. B. Bae. 2001. „A UBET analysis of non-axisymmetric forward and backward extrusion”. Journal of Materials Processing Technology. 113: 103-108.
• [11] Lis Konrad, Łukasz Wójcik, Zbigniew Pater. 2016. „Numerical analysis of a skew rolling process for producing a crankshaft preform”. Open Engineering 6: 581-584.
• [12] Majerus John. N., Keipeng P. Jen, H. Gong. 1997. „Quantitative data for precision closed-die forging: internal deformations and computer simulations”. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 37: 523-554.
• [13] Mandic Vesna, Milentije Stefanovic. 2002. „Physical modelling and fem simulation of the hot bulk forming processes”. Journal for Technology of Plasticity 27(1-2): 41-54.
• [14] Mandic Vesna, Milentije Stefanovic. 2003. „Friction Studies Utilizing the Ring -Compression Test -Part II”. Tribology in industry 25(3-4): 76-82.
• [15] Moon Y.H., C.J. Van Tyne. 2000. „Validation via FEM and plasticine modeling of upper bound criteria of a process induced side surface defect in forgings”. Journal of Materials Processing Technology 99: 185-1962.
• [16] Pater Zbigniew. 2001. Walcowanie poprzeczno-klinowe odkuwek osiowo-symetrycznych. Lublin.
• [17] Pater Zbigniew, Wiesław Weroński. 1998, „Use of slipe-line fields method in determining forging loads in process of flashless forging of axially symmetric pieces”. Scandinavian Journal of Metallurgy. 27:191-195.
• [18] Robinson Trevor, Hengan Ou, Cecil G. Armstrong. 2004. Study on ring compression test using physical modelling and FE simulation. Journal of Materials Processing Technology 153-154: 54-59.
• [19] Sofuoglu Hasan, Jahan Rasty. 1999. „On the measurement of friction coefficient utilizing the ring compression test”. Tribology International 32:327-335.
• [20] Sofuoglu Hasan, Jahan Rasty.2000.„Flow behavior of plasticine used in physical modeling of metal forming process”. Tribology International 33: 523-529 .
• [21] Wanheim T,M., P. Schreiber, J. GrØnbaek, J. Danckert. 1980. „Physical modelling of metal forming processes”. Journal of Applied Metalworking 1(3): 5-14.
• [22] Wong Sook Fu, Peter Hodgson, Peter Frederic Thomson. 1995. „Comparison of torsion and plane-strain compression for predicting mean yield strength in single-and multiple-pass flat using lead to model hot steel”. Journal of Materials Processing Technology 53(3-4): 601-616.
• [23] Wong Sook Fu, Peter Hodgson, Peter Frederic Thomson. 1996. „Physical modelling with application to metal working, especially to hot rolling”. Journal of Materials Processing Technology 62: 260-274.
• [24] Wójcik Łukasz,Konrad Lis, Zbigniew Pater. 2016. „Plastometric tests for plasticine as physical modelling material”. Open Engineering 6: 653-659.
• [25] http://search.totalmateria.com/PLUS/SubgroupList/91661?group=1 (12.07.2018).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).