Analiza wpływu drgań stempli na proces złożonego mikrowyciskania

• Autorzy: Presz W. , Cacko R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/148.2018.3.1

Warianty tytułu

EN

Influence of punches vibration on complex micro-extrusion process analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Historia prób stosowania drgań w celu wspomagania procesów plastycznego kształtowania ma blisko 60 lat. Mimo podkreślanych, głównie pozytywnych, efektów trudno dopatrzyć się spektakularnych zastosowań przemysłowych. Zdaniem autorów, było to w przeważającej części spowodowane trudnościami kinematyczno- energetycznymi związanymi z koniecznością przemieszczania i wprawiania w drgania najczęściej dużych mas. Zastosowanie drgań narzędzi w procesach mikroobróbki plastycznej pozwala wyeliminować wymienione ograniczenia. W pracy zastosowano osiowe, sinusoidalne drgania stempla i przeciwstempla w procesie złożonego mikrowyciskania wypraski aluminiowej. Zaobserwowano, w zależności od fazy procesu i jego konfiguracji, 50–70% spadek siły obciążającej stempel. Zamodelowano MES proces mikrokształtowania oraz proces przygotowania wstępniaka mikrowykrawaniem bez udziału drgań. Okazało się, że obserwowany spadek siły rozpatrywanych procesów wspomaganych drganiami nie może wynikać jedynie z ograniczenia wpływu tarcia, lecz prawdopodobnie jest także skutkiem spadku oporu plastycznego ze względu na wzrost temperatury kształtowanego materiału. Sprawdzenie słuszności tej tezy pozostawiono do dalszych badań. Symulacje prowadzono z wykorzystaniem pakietu MSC MarcMentat.

EN

The history of laboratory try of vibration assisted metal forming processes is about 60 years long. Even though generally reported mainly positive effects of vibration on process course there is still lack of spectacular industrial applications. Authors suggest that it is mainly caused by kinematic and energetic difficulties appearing during vibration of big masses. Limiting of application of vibrations to microforming processes can eliminate problems mentioned above. Longitudinal sinusoidal vibrations of punch and counter-punch are applied to complex micro-extrusion process of aluminum cup. Reduction of process force of 50-70% was observed depend of tools configuration. FEM simulations of micro- blanking and micro-extrusion processes were performed by commercial MSC Marc 2010 v 1.0. Comparison of experimental results and FEM simulations shows that reduction of process force by vibration might not base on decreasing of friction only. There must be an additional phenomena responsible for force reduction. The temperature rice is probably the reason. The prove of this thesis remains for the future work based on thermo-mechanical FEM analysis.

Słowa kluczowe

PL

mikrowyciskanie; MES; drgania; stempel

EN

microforming; FEM; vibrations; punch

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 3
• Strony: 26--31
• Opis fizyczny: Bibliogr 18 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Presz W.

• Wydział Inżynierii Produkcji Politechniki Warszawskiej, ul. Narbutta 85, 02-524 Warszawa

autor

Cacko R.

• Wydział Inżynierii Produkcji Politechniki Warszawskiej, ul. Narbutta 85, 02-524 Warszawa

Bibliografia

• [1] Garskii F.K ., V.I. Efromov. 1953. "Effect of Ultrasound on the Decomposition of Solid Solutions". Izv. Akad. Nauk Beloroussk SSR, 3
• [2] Blaha F., B. Langenecker.1955. "Dehnung von Zink-Einkristallen unter Ultraschalleinwirkung“. Naturwissenschaften 42 (20):556.
• [3] Presz W., M. Kaczorowski. 2006. »The TEM study of structure of 1H18N9T stainless steel buildups". AMME: J. of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering (17): 393-396.
• [4] Presz W., M. Kaczorowski. 2007." Strengthening Mechanisms of 1H18N9T Austenitic Steel Buildups Created With Cold Forming Processes". Advanced Materials Research (23): 165-168.
• [5] Presz W. 2008. “Contact Phenomena in Micro-Blanking". The 11th ESAFORM conference on material forming. Lyon, France, April: 23-25.
• [6] Presz W. 2008. “Vibration assisted micro-blanking", 9th Cairo University International Conference on Mechanical Design and Production (MDP-9), Jan 8-10, Cairo, Egypt.
• [7] Herbertz J. 1977. “The Influence of Mechanical Vibrations on Plastic Deformation of Metals". Proceedings of Ultrasonic International, Jyne 28-30 Briton: 323-328.
• [8] Godfrey D. 1967. “Vibration Reduces Metal to Metal Cotact and Causes an Apparent Reduction in Friction". ASLE Transactions 10: 183-192.
• [9] Siegert K., J. Ulmer. 2001. “Influencing the Friction in Metal Forming Process by Superimposing Ultrasonic Waves". Annals of the CIRP (50) 1.
• [10] Dawson G.R., C.E. Winsper, D.H. Snasome. 1970. “Application of high and low frequency oscillations to the plastic deformation of metals - part 1". Metal forming (234) Aug.
• [11] Hayasi M., M. Jin, H. Noguchi, M. Murakawa. 2002. "Study on Drawing Using Bisected Dies Vibrated Ultrasonically and Transversally". Adv. Technol of Plasticity (1), Proc. of the 7th ICTP, Oct. 28-31: 373-376.
• [12] Siegert K., A. Mock. 1966. “Wire drawing with ultrasonically oscillating dies". Jour. of Mat. Proc. Technol. 60: 657-660.
• [13] Dawson G.R., C.E. Winsper, D.H. “Snasome Application of high and low frequency oscilations to the plastic deformation of metals - part 2". Metal forming (254) Sep.
• [14] Presz W. 2007. “Flexible Manufacturing System For Vibration Assisted Microforming". The 10th ESAFORM, American Institute of Physics Conf. Proc. (907).
• [15] Presz W., B.G. Ravn, J. Sha, B. Andersen, T. Wanheim. 2005. "Zastosowanie siłowników piezoelektrycznych w procesie prasowania wspomaganym drganiami narzędzi". Konferencja KomPlasTech: 155-162.
• [16] Presz W., B. Andersen, T. Wanheim. 2006. "Piezoelectric driven Micro -press for microforming ". AMME20 06, Jour. of Achievements in Mater. and Manufacturing Engineering 18: 411-414.
• [17] Presz W., R. Cacko. 2017. "Ultrasonic assisted microforming". Metal: 521-526. ISBN 978-80-87294-79-6.
• [18] Cacko R. 2008. "Review of different material separation criteria in numerical modeling of the self-piercing riveting process - SPR". Archives of Civil and Mechanical Engineering 8: 21-30. ISSN 1644-9665.