Analiza numeryczna procesu walcowania poprzecznego gwintu śruby M20x2,5 metodą styczną

• Autorzy: Żołnik P. , Pater Z.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of tangential rolling of an M20x2.5 screw thread

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule podano wybrane wyniki analizy numerycznej procesu walcowania poprzecznego gwintu śruby ze stali gatunku C45. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia (3D) oraz w warunkach osiowo-symetrycznego stanu odkształcenia (2D), przy uwzględnieniu zjawisk cieplnych zachodzących podczas kształtowania. W artykule przedstawiono zmianę kształtu śruby w czasie walcowania, mapy odkształceń, naprężeń i temperatur oraz rozkłady składowych siły walcowania. Uzyskane rezultaty z obliczeń wykazały przydatność wykorzystania MES w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia (model 3D) do analizy złożonego procesu kształtowania plastycznego metodą walcowania gwintu. Modelu 2D nie można wykorzystywać do analizy stanu naprężenia i odkształcenia w procesie walcowania gwintu.

EN

The paper presents selected results of a numerical analysis of the screw thread rolling process performed on a C45 steel workpiece. The calculations have been made with the finite element method in a three-dimensional state of strain (the 3D model) and axially symmetric strain conditions (the 2D model). In either case thermal phenomena occurring during the process have been taken into account. The paper describes screw shape changes which occur in rolling. It also presents strain, stress and temperature fields, as well as the rolling force distribution. The obtained analysis results have proved the suitability of applying the finite element method to the 3D model to analyze the complex process of thread rolling. In contrast, the 2D model cannot be used to analyze the stress and strain state occurring during the thread rolling process.

Słowa kluczowe

PL

walcowanie gwintu; MES (metoda elementów skończonych); stal C45

EN

thread rolling; FEM; C45 steel

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 21, nr 3
• Strony: 155--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Żołnik P.

autor

Pater Z.

Bibliografia

• [1] Domblesky J., Feng F.: A parametric study of process parameters in external thread rolling. Journal of Materials Processing Technology 121 (2002) s. 341–349.
• [2] Domblesky J., Feng F.: Two-Dimensional and Three-Dimensional Finite Element Models of External Thread Rolling. Proc. Inst. Mech. Eng., Part B s. 507–517.
• [3] Domblesky J., Feng F.: Finite element modeling of external thread rolling. Wire Journal International 2001 s. 110-115.
• [4] Dotson J., Henrey Ch., Domblesky J.: Experimental investigation of the external thread rolling. Wire Journal International 2002 s. 64-68.
• [5] Kim W., Kwai K., Koyama H.: Metal flow in wedge indentation of V- and W- shaped tools. Journal of Materials Processing Technology 189 (2007) s. 392-400.
• [6] Kukiełka K., Kukiełka L.: Modeling and numerical analysis of the thread rolling process. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Vol. 6, Issue 1, 2006 s. 745-746.
• [7] Kukiełka K., Kukiełka L.: The numerical analysis of the trapezoidal thread rolling process. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Vol. 7, Issue 1, 2007 s. 4010027-4010028.
• [8] Kukiełka K., Kukiełka L.: The numerical analysis of the External Round Thread Rolling. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA,Vol. 8, Issue 1, 2008, s. 10731-10732.
• [9] Mathurin F., Guillot J., Daidie A.: 3D Finite Element Modelling of an Assembly Process with Thread Forming Screw. Journal of Manufacturing Science and Engineering 2009, Vol. 131.
• [10] Łyczko K.: Technologia narzędzi i wygniatania gwintów wewnętrznych. Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1999.
• [11] Poradnik Inżyniera. Mechanika. Tom III Zagadnienia Technologiczne, WNT.
• [12] Pater Z. Gontarz A. Weroński W.: New method of thread rolling. Journal of Materials Processing Technology 153–154 (2004) s. 722–728.
• [13] Pater Z.: Modelowanie numeryczne procesu walcowania poprzeczno-klinowego wkrętów szynowych. Obróbka Plastyczna Metali t. XX nr 3 (2009) s. 13-24.
• [14] Smirnov V. S. i in: Properecnaja prokatka v masinostroenii. Moskva: Masgiz 1957.
• [15] Yung-Chou K., Hsin-Yu C., Chen-Hua S.: Development of an integrated CAD/CAE/CAM system on taper-tipped thread-rolling die-plates. Journal of Materials Processing Technology 177 (2006) s. 98–103.