Application of the cross-wedge rolling process to the manufacture of preforms for elongated forgings

• Autorzy: Pater Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.17814/mechanik.2023.3.7

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie procesu walcowania poprzeczno-klinowego do wytwarzania przedkuwek na odkuwki wydłużone

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano dwa przykłady zastosowania procesu walcowania poprzeczno-klinowego (WPK) do kształtowania przedkuwek na odkuwki dla górnictwa. Nowością w tych procesach walcowania było zastosowanie listew oporowych, za pomocą których formowano zakończenia stożkowe przedkuwek. Poprawność prezentowanych rozwiązań zweryfikowano w symulacjach numerycznych, które wykonano w programie Forge®. Przedstawiono progresje kształtu przedmiotu obrabianego zarówno podczas walcowania, jak i kucia matrycowego. Zaprezentowano także mapy temperatury, intensywności odkształcenia i funkcji zniszczenia w przedkuwkach walcowanych. Ponadto pokazano, jak podczas walcowania zmieniają się siła rozporowa i moment obrotowy.

EN

The article presents two examples of the use of the cross-wedge rolling process (CWR) to form preforms into forgings for the mining industry. A novelty in the discussed rolling processes was the use of flanges, which were used to form the tapered ends of preforms. The correctness of the solutions was verified by numerical simulations using the Forge® programme. Workpiece shape progressions are presented for both rolling and drop forging. Fields of temperature, effective strain and damage function in rolled preforms are also presented. Furthermore, it is shown how radial force and torque change during rolling.

Słowa kluczowe

PL

walcowanie poprzeczno-klinowe; WPK; przedkuwka; MES

EN

cross-wedge rolling; CWR; preform; FEM

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 96, nr 3
• Strony: 6--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Pater Zbigniew

• Wydział Mechaniczny Politechniki Lubelskiej, Lublin, Polska

• https://orcid.org/0000-0001-5504-157X

Bibliografia

• [1] Wasiunyk P. „Kucie matrycowe”. Warszawa: Wyd. Naukowo-Techniczne (1987).
• [2] Pater Z. ”Cross-Wedge Rolling”. W: red. Button S.T. „Comprehensive Materials Processing”. T. 3 Elsevier Ltd. (2014): 211-279.
• [3] Pater Z. „Walcowanie poprzeczno-klinowe”. Lublin: Wyd. Politechniki Lubelskiej (2009).
• [4] Pater Z. „Study of Cross Wedge Rolling Process of BA3002-type Railway Axle”. Adv. Sci. Technol. Res. J. 16, 2 (2022): 225-231, https://doi.org/10.12913/22998624/147310.
• [5] Kache H., Stonis M., Behrens B.A. ”Development of a warm cross wedge rolling process using FEA and downsized experimental trials”. Prod. Eng. Res. Devel. 6 (2012): 339-348, https://doi.org/10.1007/s11740-012-0379-5.
• [6] Meyer M., Stonis M., Behrens B.A. ”Cross wedge rolling and bi-directional forging of preforms for crankshafts”. Prod. Eng. Res. Devel. 9 (2015): 61-71, https://doi.org/10.1007/s11740-014-0581-8.
• [7] Behrens B.A., Stonis M., Rasche N. ”Influence of the forming angle in cross wedge rolling on the multi-directional forging of crankshafts”. Int. J. Mater. Form. 11 (2018): 31-41, https://doi.org/10.1007/s12289-016-1326-3.
• [8] Pater Z., Tomczak J., Bulzak T. ”FEM simulation of the cross-wedge rolling process for a stepped shaft”. Strength of Materials. 49, 4 (2017): 521-527, https://doi.org/10.1007/s11223-017-9895-z.
• [9] Pater Z., Tomczak J., Bulzak T. ”An innovative method for forming balls by cross rolling”. Materials. 11 (2018): e1793, 1-14, https://doi.org/10.3390/ma11101793.
• [10] Kruse J., Jagodzinski A., Langer J., Stonis M., Behrens B.A. ”Investigation of the joining zone displacement of cross-wedge rolled serially arranged hybrid parts”. Int. J. Mater. Form. 13 (2020): 577-589, https://doi.org/10.1007/s12289-019-01494-3.
• [11] Bulzak T. ”Ductile Fracture Prediction in Cross-Wedge Rolling of Rail Axles”. Materials. 14, 21 (2021): e6638, https://doi.org/10.3390/ma14216638.
• [12] Pater Z., Tomczak J., Bulzak T., Walczuk-Gągała P. ”Novel damage calibration test based on cross-wedge rolling”. Journal of Materials Research and Technology. 13 (2021): 2016-2025, https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.06.022.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).