Optymalizacja procesu tłoczenia elementu owiewki z tytanu grade 2

• Autorzy: Łyźniak J. , Adamus J. , Lacki P. , Motyka M.

Warianty tytułu

EN

Optimization of the stamping process of a deflector element made of titanium grade 2

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tłoczenie blach ze stopów tytanu jest bardziej wymagającym procesem aniżeli tłoczenie blach stalowych. Projektowanie tego typu procesu wymaga uwzględnienia specyficznych właściwości tytanu, zwłaszcza skłonności do dużych odkształceń powrotnych i niekorzystnych właściwości tribologicznych. Istotną rolę odgrywa właściwy dobór parametrów technologicznych. W pracy analizowano element owiewki wykonanej z czystego tytanu technicznego Grade 2. W celu określenia parametrów procesu przeprowadzono obliczenia numeryczne. Analizę numeryczną wykonano przy użyciu programu PAM-STAMP 2G wykorzystującego Metodę Elementów Skończonych (MES). Na podstawie uzyskanych wyników obliczeń numerycznych określono kształt wyjściowy materiału blachy oraz parametry procesu tłoczenia. W artykule podano wyniki badań właściwości mechanicznych i technologicznych tytanu Grade 2, m.in. wykładnik umocnienia, współczynniki anizotropii właściwości plastycznych blachy. W oparciu o wyznaczone eksperymentalnie właściwości materiałowe przeprowadzono symulację numeryczną procesu kształtowania elementu. Na bazie przyjętej geometrii narzędzia do tłoczenia realizowano symulacje numeryczne optymalizując kształt materiału wyjściowego blachy (wykrojki). Dla optymalnego wariantu tłoczenia pokazano rozkład odkształceń plastycznych, wykres odkształceń granicznych oraz wielkość sprężynowania powrotnego po procesie kształtowania. Analizowano również wpływ tarcia na przebieg procesu tłoczenia i ostateczny kształt wytłoczki.

EN

Sheet-titanium forming is a more demanding process than typical sheet-steel forming. Design of such a process requires consideration of the specific titanium properties, especially the tendency to large spring-back and unfavourable tribological properties. A proper selection of the technological parameters is very important. In the paper a deflector element made of Grade 2 commercial pure titanium was analysed. In order to determine the process parameters the numerical calculations were done. The numerical analyses were carried out with the PAM-STAMP 2G System, which uses Finite Element Method (FEM). A blank shape and the process parameters were determined basing on the results of the numerical calculations. In the paper some mechanical and technological properties such as: strain-hardening coefficient, plastic strain ratio of Grade 2 titanium were given. The numerical simulations of the forming process were carried out basing on the experimentally determined material properties. An optimum blank shape was determined on the basis of the adopted geometry of the stamping tools. A plastic strain distribution, forming limit diagram (FLD) and spring-back value were shown for the optimum stamping variant. Moreover, an influence of friction on a stamping course and the final shape of the drawn-part was analysed.

Słowa kluczowe

PL

tłoczenie; blacha tytanowa; symulacja numeryczna; sprężynowanie powrotne

EN

sheet-metal forming; sheet titanium; numerical simulation; springback

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 56, nr 11
• Strony: 588--593
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łyźniak J.

autor

Adamus J.

autor

Lacki P.

autor

Motyka M.

• Politechnika Częstochowska, Częstochowa

Bibliografia

• 1. Adamus J., Lacki P., Łyźniak J., Zawadzki W.: Analysis of spring‐back during forming of the element made of AMS5604 steel. Archives of Metallurgy and Materials 2011, t. 56, nr 2, s. 423-430.
• 2. Adamus J., Lacki P.: Forming of the titanium elements by bending. Computational Materials Science 2011, t. 50, s. 1305-1309.
• 3. Adamus J.: Characteristic of shaping of the titanium sheets by the cold working methods. International Journal of Applied Mechanics and Engineering 2006, t. 11, s. 727-733.
• 4. Adamus J.: Stamping of the titanium sheets. Key Engineering Materials 2009, s. 279-288.
• 5. Adamus J.: Tribologiczne problemy kształtowania blach tytanowych. Tribologia 2008, t. 2, s. 15-24.
• 6. Adamus J.: Tytan i jego stopy jako materiał stosowany na elementy tłoczone. Inżynieria Materiałowa 2009, t. 30, nr 5, s. 310-313.
• 7. Adamus J.: Wybrane problemy kształtowania blach tytanowych. Obróbka Plastyczna Metali 2008, t. 19, nr 4, s. 29-36.
• 8. Chen F. K., Chiu H. K.: Stamping formability of pure titanium sheets. Journal Materials Processing Technology 2005, t. 170, s. 181-186
• 9. Djavanroodi F., Derogar A.: Experimental and numerical evaluation of forming limit diagram for Ti6Al4V titanium and Al6061‐T6 aluminium alloys sheet. Materials and Design 2010, t. 31, s. 4866-4875.
• 10. Fuxing T., Mingzhe L., Zahongyi C., Xiangji L.: Formability analysis of the process of multi‐point forming of titanium alloy retiary sheet. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2009, t. 41, s. 1059-1065.
• 11. Garcia‐Romeu M. L., Ciurana J., Ferrer I.: Springback determination of sheet metals in an air bending process based on an experimental work. Journal of Materials Processing Technology 2007, t. 191, s. 174-177.
• 12. Hussain G., Gao L., Zhang Z. Y.: Formability evaluation of a pure titanium sheet in the cold incremental forming process. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2008, t. 37, s. 920-926.
• 13. Revil‐Baudard B., Massoni E.: Simulation of the anisotropic behavior of titanium alloys. International Journal of Material Forming 2009, t. 1, s. 173-76.
• 14. Tekiner Z.: An experimental study on the examination of springback of sheet metals with several thicknesses and properties in bending dies. Journal of Materials Processing Technology 2004, t. 145, s. 109-11
• 15. Toussaint F., Tabourot L., Ducher F.: Experimental and numerical analysis of the forming process of a CP titanium scoliotic instrumentation. Journal of Materials Processing Technology 2008, t. 197, s. 10-16.
• 16. PAM‐STAMP 2G & PAM‐TUBE 2G; User's Guide 2009, ESI Group.