The Effects of Friction on Stamping Process of Sheet Metals Used in Aviation

• Autorzy: Dyja K. , Więckowski W.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0323

Warianty tytułu

PL

Wpływ tarcia na proces tłoczenia blach stosowanych w lotnictwie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An important factor in the possibility of obtaining correct drawn parts with the desired functional properties is the friction between the stamped sheet and the tool. The article discusses the impact of technological lubricants developed according to our own formulas, based on vegetable oils, on the stamping process taking into account the strain distributions in the drawn parts. Biodegradable lubricants based on rapeseed oil with an addition of stearic acid or boric acid were used. The results of the friction coefficient in a strip drawing test and the numerical analysis results of the stamping process of a spherical cap from sheet metal: aluminium 2024, commercially pure titanium Grade 2, steel 5604 in dry friction and lubrication conditions, are presented. Strain distributions and changes in the drawn part wall thickness were analysed.

PL

Istotnym czynnikiem decydującym o możliwości uzyskania poprawnych wytłoczek o żądanych właściwościach użytkowych jest tarcie występujące pomiędzy tłoczoną blachą a narzędziem. Tarcie występujące w procesach obróbki plastycznej ma bezpośredni wpływ na: rozkład naprężeń i odkształceń w objętości kształtowanego materiału, graniczną - możliwą do uzyskania wysokość wytłoczki oraz wielkość siły tłoczenia. Podstawowym sposobem ograniczania wielkości oporów tarcia w obróbce plastycznej jest odpowiednie smarowanie. Dodatkowo smary technologiczne zapobiegają bezpośredniemu kontaktowi obrabianego materiału z narzędziem, a tym samym zacieraniu i nalepianiu kształtowanego materiału na powierzchniach roboczych narzędzia, przez co znacząco wpływają na jakość otrzymywanych elementów oraz trwałość narzędzi. Smary dobiera się do konkretnych procesów oraz rodzaju kształtowanych materiałów, wielkości nacisków, stanu współpracujących powierzchni oraz prędkości poślizgu i temperatury pracy. Wpływ poszczególnych czynników na opory tarcia jest złożony i wymaga prowadzenia szeregu badań doświadczalnych z zakresu przydatności smaru technologicznego do poszczególnych procesów formowania. W artykule omówiono wpływ smarów technologicznych opracowanych według własnych receptur na przebieg procesów tłoczenia z uwzględnieniem rozkładów odkształceń w wytłoczkach. Zastosowano biodegradowalne smary oparte na olejach roślinnych tj. oleju rzepakowym z dodatkiem kwasu stearynowego lub kwasu borowego. Przedstawiono wyniki badań współczynnika tarcia w próbie przeciągania pasa blachy oraz wyniki analiz numerycznych procesu tłoczenia czaszy kulistej z blach: aluminiowej 2024, tytanowej Grade2 i stalowej 5604 w warunkach tarcia technicznie suchego oraz w warunkach smarowania. Analizowano rozkłady odkształceń oraz zmiany grubości ścianek wytłoczek.

Słowa kluczowe

EN

sheet; sheet-metal forming; friction; technological lubricant

PL

arkusz; odkształtcenia blachy; tarcie; technological lubricant

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3A
• Strony: 1895--1900
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dyja K.

• Czestochowa University of Technology, 69 Dabrowskiego Str., 42-201 Czestochowa, Poland

autor

Więckowski W.

• Czestochowa University of Technology, 69 Dabrowskiego Str., 42-201 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] J. Adamus, P. Lacki, Arch. Metall. Mater. 57 (4), 1247-1252 (2012).
• [2] J. Adamus, P. Lacki, Key Eng. Mat. 549, 31-38 (2013).
• [3] P. Lacki, Proceedings of the 12th International Conference on Computational Plasticity - Fundamentals and Applications COMPLAS 2013, 854-861 (2013).
• [4] J. Adamus, P. Lacki, M. Motyka, Arch. Civ. Mech. Eng. 15/1, 42–47 (2015).
• [5] J. Adamus, Technische Akademie Esslingen International Tribology Colloquium Proceedings 14 III, 1813-1818 (2004).
• [6] J. Adamus, J. M. Lackner, Ł. Major, Arch. Civ. Mech. Eng. 13, 64–71 (2013).
• [7] M. Gierzyńska, Friction, wear and lubrication in metal forming, WNT Warszawa 1983, (in Polish).
• [8] G. Reddy Mohan Chandra, P. V. R. Reddy Ravindra, T. A. Reddy Janardhan, Tribol. Int. 43, 1132-1137 (2010).
• [9] M. Gierzyńska-Dolna, P. Lacki, Comput. Struct. 72 (1), 165-175 (1999).
• [10] B. Podgornik, B. Zajec, N. Bay, J. Vizintin, Wear 270, 850-856 (2011).
• [11] A. Ghiotti, S. Bruschi, Wear 271, 2454-2458 (2011).
• [12] M. Kot, P. Lacki, J. Balk. Tribol. Assoc. 18 (4), 598-614 (2012).
• [13] R. Major, P. Lacki, J. M. Lackner, B. Major, Bull. Pol. Acad. Sci-Te. 54 (2), 189-198 (2006).
• [14] A. Azushima, K. Uda, A. Yanagida, J. Mater. Process. Tech. 212, 1014-1021 (2012).
• [15] L. Figueiredo, A. Ramalho., M. C. Oliveira, L. F. Menezes, Wear 271, 1651-1657 (2011).
• [16] H. Kim, T. Altan, Q.Y an, J. Mater. Process. Tech. 209, 4122-4133 (2009).
• [17] N. Bay, D. D. Olsson, J. L. Andreasen, Tribol. Int. 41, 844-853 (2008).
• [18] X. Roizard, J. M. Pothier, J. Y. Hihn, G. Monteil, J. Mater. Process. Tech. 209, 1220-1230 (2009).
• [19] Y. M. Shashidhara, S. R. Jayaram, Tribol. Int. 43, 1073-1081 (2010).
• [20] M. Lovell, C. F. Higgs, P. Deshmukh, A. Mobley, J. Mater. Process. Tech. 177, 87–90 (2006).
• [21] Z. G. Wang, J. Mater. Process. Tech. 151, 223–227 (2004).
• [22] B. Podgornik, S. Jacobson, S. Hogmark, Surf. Coat. Tech. 165, 168-175 (2003).
• [23] M. Takeuch, F. Ikesue, N. Kashimura, Proceedings of the Sixth ICTP, 383–390 (1999).
• [24] M. Tisza, Jr M. Tisza, Proceedings of the Seventh ICTP, 751–756 (2002).
• [25] P. R. Miller, H. Patel, Lubric. Eng. 53, 31–33 (1997).
• [26] K. P. Rao, C. L. Xie, Tribol. Int. 39, 663–668 (2006).
• [27] A. C. Carcel, D. Palomares, E. Rodilla, M. A.Pérez Puig, Mater. Design 26, 587–593 (2005).
• [28] K. Rao, J. Wei, Wear 249, 86–93 (2001).
• [29] J. Adamus, K. Dyja, Rudy i Metale Nieżelazne 59/4, 191-196 (2014) (in Polish).
• [30] H. Liang, S. Jahanmir, J. Tribol. 117, 65–73 (1995).
• [31] J. Adamus, K. Dyja, Tribologia 255/3, 19-29 (2014) (in Polish).
• [32] R. Shivpuri, W. Zhang, Mater. Design 30, 2043-2055 (2009).

Uwagi

EN

Financial support of Structural Funds in the Operational Programme - Innovative Economy (IE OP) financed from the European Regional Development Fund - Project “Modern material technologies in aerospace industry”, Nr POIG.01.01.02-00-015/08-00 is gratefully acknowledged