Kształtowanie odkuwki drążonego wałka uzębionego w procesie obciskania obrotowego

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

Warianty tytułu

EN

Producing toothed hollow shafts by the rotary compression process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu obciskania obrotowego drążonej odkuwki wałka stopniowanego z wieńcem zębatym ze stopu tytanu Ti6Al4V. Omówiono korzyści wynikające ze stosowania elementów drążonych w budowie maszyn oraz scharakteryzowano najczęściej stosowane metody ich wytwarzania. Następnie zaproponowano zastosowanie obciskania obrotowego do kształtowania odkuwek wałków drążonych. W celu potwierdzenia możliwości kształtowania tego typu wyrobów, zamodelowano proces obciskania obrotowego drążonej odkuwki wałka, wykorzystując w tym celu techniki numeryczne. Symulacje kształtowania półfabrykatu przeprowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia metodą elementów skończonych (MES), wykorzystując pakiet oprogramowania DEFORM-3D. W trakcie obliczeń analizowano geometrię obciskanych odkuwek oraz określono kinematykę płynięcia metalu. Wyznaczono również rozkłady intensywności odkształceń, naprężeń, temperatur, kryterium zniszczenia oraz parametrów siłowych procesu. Opisane rezultaty badań numerycznych potwierdziły możliwość wytwarzania odkuwek wałków drążonych z wieńcami uzębionymi z wsadów w kształcie rur metodami obciskania obrotowego.

EN

The paper presents the results of a numerical analysis for producing a toothed hollow shaft made of titanium alloy Ti6Al4V by rotary compression. First, benefits of using hollow parts in machine building are discussed and the most popular production methods of such parts are described. It is then proposed that rotary compression be employed to produce hollow shafts. The rotary compression process for producing a hollow shaft was modelled numerically. The numerical simulations were performed in a three-dimensional state of strain by the finite element method (FEM) using the DEFORM-3D software. In the calculations, the geometry of rotary compressed shafts was investigated and the kinematics of metal flow was determined. Also, the distributions of strains, stresses, temperatures, fracture criterion and forces were determined. The numerical results obtained confirmed the possibility of producing hollow shafts with teeth from tubes by rotary compression methods.

Słowa kluczowe

PL

uzębione wałki drążone; obciskanie obrotowe; MES (metoda elementów skończonych); stopy tytanu

EN

toothed hollow shaft; rotary compression; FEM; titanium alloys

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 59, nr 2
• Strony: 76--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Tomczak J.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, Lublin

autor

Pater Z.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, Lublin

autor

Bulzak T.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, Lublin

Bibliografia

• 1. Neugebauer R., Kolbe M., Glass R.: New warm forming processes to produce hollow shafts. Journal of Materials Processing Technology 2001, t. 119, s. 277-282.
• 2. Bartnicki J., Pater Z.: Walcowanie poprzeczno-klinowe wyrobów drążonych. Lublin: Wydaw. Politechniki Lubelskiej, Lublin 2005.
• 3. Yao J., Makoto M.: An experimental study in paraxial spinning of one tube end. Journal of Materials Processing Technology, 2002, t. 128, s. 324-329.
• 4. Pater Z., Tomczak J.: Method for plastic forming of toothed shafts. Patent Europejski nr EP2422898, 2013.
• 5. Pater Z., Tomczak J.: Rotary Compression of Hollow Parts by Cross Rolling. Patent Europejski nr EP2422896, 2013.
• 6. Tofil A.: Research of new splitting process of pipe billets from 2618A aluminium alloy basing on cross-wedge rolling. Archives of Metallurgy and Materials 2013, t. 58, nr 3, s. 725-729.
• 7. Samołyk G.: Investigation of the cold orbital forging process of an AlMgSi alloy bevel gear. Journal of Materials Processing Technology 2013, nr 213, s. 1692-1702.
• 8. DEFORM material library, DEFORM 2D/3D v.10.2, Scientific Forming Technologies Corporation, 2011.