Analiza teoretyczna parametrów geometrycznych i prędkościowych w procesie walcowania pierścieni na gorąco

• Autorzy: Surdacki P. , Gontarz A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2017.9.4

Warianty tytułu

EN

Theoretical analysis of geometric and velocity parameters in hot ring rolling process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Efektywną metodą wytwarzania wyrobów pierścieniowych o dużych średnicach w stosunku do wymiarów przekroju poprzecznego jest walcowanie pierścieni na gorąco. Do opracowania procesu oraz zachowania jego stabilnego przebiegu niezbędne jest prawidłowe określenie parametrów geometrycznych walcowanego pierścienia oraz prędkości liniowych i obrotowych walców. Istotnym parametrem procesu jest prędkość przyrostu średnicy wewnętrznej i zewnętrznej walcowanego pierścienia, która determinuje prędkości ruchów walców. W przypadku występowania różnic tych prędkości walcowany wyrób, charakteryzujący się dużą smukłością, ulega zniekształceniu. W artykule przedstawiono wyniki analizy teoretycznej procesu walcowania pierścieni. Opracowano model matematyczny oraz numeryczny MES i poddano je analizie porównawczej. Stwierdzono różnice wymiarów walcowanego pierścienia oraz prędkości jego kształtowania w obu modelach oraz zidentyfikowano przyczyny tych różnic.

EN

An effective method of making ring products with large diameters in relation to the cross – section dimensions is hot ring rolling. In order to develop the process and to maintain its stable flow it is necessary to correct determine the geometric and speed parameters of the rolled object and tools. An essential process parameter is the rate of increase in inner and outer diameter of the rolled ring, which determines speeds of the tool movements. In case of differences in these speeds, the rolling product, characterized by high slenderness, is deformed. The article presents the results of the theoretical analysis of the ring rolling process. A mathematical and numerical model of FEM was developed, which was subjected to comparative analysis. There were differences in the dimensions of the rolled ring and speeds of its shaping in both models and the causes of these differences were identified.

Słowa kluczowe

PL

walcowanie pierścieni; model matematyczny; model MES; parametry procesu

EN

ring rolling; FEM model; mathematical model; process parameters

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 84, nr 9
• Strony: 420--424
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Surdacki P.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej ul. Nadbystrzycka 38 D, 20-618 Lublin

autor

Gontarz A.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej ul. Nadbystrzycka 38 D, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Eruc Erden, Rajiv Shivpuri. 1992. “A summary of ring rolling technology-I. Recent trends in machines, processes and production lines”. International Journal of Machine Tools and Manufacture 32: 379–398.
• [2] Eruc Erden, Rajiv Shivpuri. 1992. “A summary of ring rolling technology-II. Recent trends in machines, processes and production lines”. International Journal of Machine Tools and Manufacture 32: 399–413.
• [3] Forouzan Mohammad Reza, Mahmoud Salimi, Mohamed Gadala. 2003. “Three-dimensional FE analysis of ring rolling by employing thermal spokes method”. International Journal of Mechanical Sciences 45: 1975–1998.
• [4] Guo Lianggang, He Yang. 2011. “Towards a steady forming condition for radial-axial ring rolling”. International Journal of Mechanical Sciences 53: 286–299.
• [5] Hua Lin, Jiadong Deng, Dongsheng Qian, Jian Lan, Hui Long. 2016. “Modeling and application of ring stiffness condition for radial-axial ring rolling”. International Journal of Machine Tools & Manufacture 110: 66–79.
• [6] Hua Lin, Zhao Zhong Zhi. 1997. “The ekstremum parameters in ring rolling”. Journal of Materials Processing Technology 69: 273–276.
• [7] Jenkouk Vahid, Gerhard Hirt, Martin Franzke, T. Zhang. 2012. “Fine element analysis of the ring rolling process with integrated closed-loop control”. CRIP Annals – Manufacturing Technology 64: 267–270.
• [8] Lim Tin., Ian Pillinger, Peter Hartley. 1998. “A finite-element simulation of profile ring rolling using a hybrid mesh model”. Journal of Materials Processing Technology 80-81: 199–205.
• [9] Luo Xiaodong, Lianjie Li, Wenlin Xu, Yongxiang Zhu. 2014. “Effect of driver roll rotational speed on hot ring rolling of AZ31 magnesium alloy”. Journal of Magnesium and Alloys 2: 154–158.
• [10] Quagliato Luca, Guido A. Berti. 2016. “Mathematical definition of the 3D strain field of the ring in the radial-axial ring rolling process”. International Journal of Mechanical Sciences 115−116: 746–759.
• [11] Song J.L., Anthony Dowson, Mike H. Jacobs, Jeffery Brooks, I. Beden. 2002. “Coupled thermos-mechanical finite-element modelling of hot ring rolling process”. Journal of Materials Processing Technology 121: 332–340.
• [12] Yan Feng-Lin, Lin Hua, Yong-Qiao Wu. 2007. “Planning feed speed in cold ring rolling”. International Journal of Machine Tools & Manufacture 47: 1695–1701.
• [13] Zhou Guoxiang, Lin Hua, Dunmiao Quan. 2011. “3D coupled thermos-mechanical FE analysis of roll size effects on the radial-axial ring rolling process”. Computational Materials Science 50: 911–924.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).