Wytwarzanie wierteł krętych w procesie wyciskania

• Autorzy: Bulzak T. , Tomczak J. , Pater Z.

Warianty tytułu

EN

Extrusion of twist drills

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań nad nowym procesem wyciskania wierteł krętych w matrycach dzielonych. Głównym celem tych badań było określenie parametrów, które wpływają w istotny sposób na przebieg procesu. Parametry technologiczne wyznaczono, wykorzystując modelowanie komputerowe. Symulacje numeryczne oparte na metodzie elementów skończonych zrealizowano w oprogramowaniu DEFORM – 2D/3D Ver 11.0. Na podstawie otrzymanych wyników określono wpływ temperatury materiału, warunków tarcia, prędkości wyciskania oraz geometrii matrycy na przebieg oraz dokładność procesu wyciskania wierteł krętych. Wyznaczono parametry optymalne odnośnie warunków tarcia, temperatury oraz prędkości wyciskania. Ustalono, że największy wpływ na dokładność geometryczną wyciskanych wierteł ma kształt matryc oraz warunki tarcia. Wykorzystując sztuczne sieci neuronowe oraz wyniki symulacji numerycznych, określono model matematyczny opisujący zależność kąta pochylenia rowków wiórowych od parametrów geometrycznych matrycy. Walidację wyników teoretycznych przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych. Badania przeprowadzono na prasie hydraulicznej PYE-160 oraz na specjalnie skonstruowanym przyrządzie do wyciskania w matrycach łupkowych. Do realizacji prac doświadczalnych wykorzystano dwa zestawy narzędziowe. W trakcie prowadzonych badań wyciskano wiertła ze stali narzędziowej do pracy na zimno w gatunku 100Cr6. Wyniki badań doświadczalnych potwierdziły przydatność opracowanego modelu matematycznego w projektowaniu narzędzi do wyciskania wierteł krętych.

EN

This paper presents the results of research on a new process of extrusion of twist drills in split dies. The main purpose of the experiments was to determine the parameters that have a significant impact on the course of the investigated process. Technological parameters were determined using computer modeling. Numerical simulations based on the Finite Element Method were performed using DEFORM – 2D/3D software V11.0. The results were used to determine the influence of material temperature, friction conditions, extrusion rate and die geometry on the course and accuracy of extrusion of twist drills. Optimum friction conditions, temperature and extrusion rate were determined. It was found that the geometric accuracy of extruded drills depended on die shape and friction conditions. Artificial neural networks and the results of numerical simulations were used to define a mathematical model describing the dependence of drill helix angle on the geometric parameters of the die. Theoretical results were verified experimentally under laboratory conditions. The tests were carried out on a PYE-160 hydraulic press and on a specially constructed device for extrusion in two-segment dies. Two sets of tools were used in the experiments. During the tests, drills were extruded form 100Cr6 cold-work tool steel. Experimental results confirmed that the mathematical model developed could be successfully used in the design of tools for extruding twist drills.

Słowa kluczowe

PL

wyciskanie współbieżne; wiertło kręte; MES; metoda elementów skończonych

EN

forward extrusion; twist drill; FEM; finite element method

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 28, nr 3
• Strony: 199--212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Bulzak T.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

autor

Tomczak J.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

autor

Pater Z.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Frost W. 1866. „Improved tool for cutting twist – drills”. US Patent, No. 56033.
• [2] Williams H.A. 1880. „Device for manufacturing twist drills”. US Patent, No. 234362.
• [3] Gieshoidt J. 1902. „Manufacture of spiral shaped or helically twisted bodies”. US Patent, No. 714890.
• [4] Borowski J., G. Płaczek, H. Jurczak, D. Leśniak, W. Libura, J. Zasadziński, A. Rękas. 2016. „Analiza właściwości mechanicznych i dokładność wymiarów cienkościennych kształtowników zamkniętych wyciskanych ze stopu AW6082”. Obróbka Plastyczna Metali 27 (1): 7–20.
• [5] Chruściński M., S. Szkudelski, B. Pachutko, S. Ziółkiewicz 2016. „Badania spajania materiałów w układzie miedź – aluminium przy wykorzystaniu metody wyciskania bocznego wspomaganego tarciem”. Obróbka Plastyczna Metali 27 (2): 153–164.
• [6] Gotze F. 1959. „Improvements in the production by extrusion twist drills, reamers and the like”. GB Patent, No. 821684.
• [7] Bulzak T. 2015. „Sposób wyciskania wierteł krętych w matrycy dwuczęściowej”. Polski Patent, Nr 219193.
• [8] Bulzak T. 2015. „Matryca dwuczęściowa do wyciskania wyrobów z rowkami śrubowymi”. Polski Patent, Nr 218814.
• [9] Atroshenko A.P., V.N. Vostrov, D.I. Chalev, A.V. Porkhun. 1985. „Optimizatsiya tekhnologicheskogo protsessa goryachego vydavlivaniya sverl bolshogo diametra”. Kuznecno - Stampovocnoe Proizvodstwo 1: 17–18.
• [10] Shenzhang H. 2006. „Hammer bit cold extrusion process and dies design”. Hardware Science And Technology 5: 32–34.
• [11] Bulzak T, J. Tomczak, Z. Pater. 2016. „Wpływ parametrów matrycy na geometrię wyciskanych wierteł krętych”. Hutnik Wiadomości Hutnicze 83 (9): 390–392.
• [12] Bulzak T., Z. Pater, J. Tomczak. 2016. „Numerical modeling of skew rolling process of twist drills”. Advances in Science and Technology Research Journal 10 (32):124–131.