Analysis of spring-back during forming of the element made of AMS 5604 steel

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

Warianty tytułu

PL

Analiza sprężynowania powrotnego podczas kształtowania elementu ze stali AMS 5604

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Spring-back poses a serious problem during the design of the sheet-metal forming processes due to difficulties in obtaining the correct shape and dimensional accuracy of the stamped elements. Forming with blank preheating is one of the methods of prevention against spring-back effect. However, this solution involves cost increase resulting from the additional operation of material heating and necessity of material protection against oxidation. In the paper forming of an element made of AMS 5604 steel, which is a part of aircraft engine deflector, has been analysed. The work aimed at determination of the spring-back effect arising during two-time forming on deviation of the basic size of the drawn-part from nominal one. Basing on the numerical analyses an optimum yield point for the deformed material, which assures maximum deviation from the basic size lower than 0.1 mm, has been also determined. Change in the yield point value was obtained thanks to heating up of the blank material before forming.

PL

Zagadnienie sprężynowania powrotnego stanowi istotny problemem przy projektowaniu procesów kształtowania blach na zimno ze względu na trudności z otrzymaniem odpowiedniej dokładności kształtowo-wymiarowej elementów. Jednym ze sposobów eliminacji sprężynowania powrotnego jest kształtowanie z wstępnym podgrzewaniem materiału wyjściowego. Takie rozwiązanie wiąże się jednak z dodatkowymi kosztami wynikającymi z operacji nagrzewania materiału i konieczności jego zabezpieczania przed utlenianiem. W artykule analizowano kształtowanie elementu ze stali AMS 5604, stanowiącego fragment owiewki silnika lotniczego. Celem pracy było określenie wpływu skutków sprężynowania powrotnego powstającego podczas "dwukrotnego" tłoczenia na odchylenie wymiarów wytłoczki od wartości nominalnych Na podstawie analiz numerycznych określono również optymalną granicę plastyczności materiału zapewniającą otrzymanie maksymalnego odchylenia od wymiaru nominalnego mniejszego niż 0,1 mm. Zmianę wartości granicy plastyczności uzyskano poprzez podgrzanie blachy przed tłoczeniem do odpowiedniej temperatury.

Słowa kluczowe

EN

springback; sheet-metal forming; numerical simulation; AMS 5604 steel

PL

sprężynowanie; formowanie blachy; symulacja numeryczna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, iss. 2
• Strony: 422--430
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Adamus J.

autor

Lacki P.

autor

Łyźniak J.

autor

Zawadzki M.

• Instytute of Metal Forming, Quality Engineering and Bioengineering, Częstochowa University of Technology, 42-200 Częstochowa, 21 Armii Krajowej Av., Poland

Bibliografia

• [1] M. Gierzyńska-Dolna, J. Adamus, Lubricants for sheet-metal forming processes, in Polish, Przegląd Mechaniczny 17-18, 27-34 (1995).
• [2] J. Adamus, Tribological problems with shaping of the titanium sheets, in Polish, Tribologia 2, 15-24 (2008).
• [3] K. Mori, K. Akita, Y. Abe, Springback behaviour in bending of ultra-high-strength steel sheets using CNC servo press. International Journal of Machine Tools & Manufacture 47, 321-325 (2007).
• [4] N. Narasimhan, M. Lovell, Predicting springback in sheet metal forming: an explicit to implicit sequential solution procedure. Finite Elements in Analysis and Design 33, 29-42 (1999).
• [5] S. K. Panthi, N. Ramakrishnan, Meraj Ahmed, Shambhavi S. Singh, M.D. Goel, Finite Element Analysis of sheet metal bending process to predict the springback. Materials and Design 31, 657-662 (2010).
• [6] Y. Song, D. Yao, S. Wu, P. Weng, Spring-back simulation of sheet metal forming for the HT-7U vacuum vessel. Fusion Engineering and Design 69, 361-365 (2003).
• [7] Guoqiang Fan, L. Gao, G. Hussain, Zhaoli Wu, Electric hot incremental forming: A novel technique. International Journal of Machine Tools & Manufacture 48, 1688-1692 (2008).
• [8] S. Toros, F. Ozturk, I. Kacar, Review of warm forming of aluminum-magnesium alloys. Journal of Materials Processing Technology 207, 1-12 (2008).
• [9] J. Yanagimoto, R. Izumi, Continuous electric resistance heating - Hot forming system for high-alloy metals with poor workability. Journal of Materials Processing Technology 209, 3060-3068 (2009).
• [10] R. Hambli, A. Potiron, F. Guerin, B. Dumon, Numerical pressure prediction algorithm of superplastic forming processes using 2D and 3D models. Journal of Materials Processing Technology 112, 83-90 (2001).
• [11] V. S. Senthil Kumar, D. Viswanathan, S. Natarajan, Theoretical prediction and FEM analysis of superplastic forming of AA7475 aluminum alloy in a hemispherical die. Journal of Materials Processing Technology 173, 247-251 (2006).
• [12] C. N. Okoye, J. H. Jiang, Z. D. Hu, Application of electromagnetic-assisted stamping (EMAS) technique in incremental sheet metal forming. International Journal of Machine Tools & Manufacture 46, 1248-1252 (2006).
• [13] Z. Tong, Z. Li, B. Cheng, R. Zhang, Precision control of explosive forming for metallic decorating sphere. Journal of Materials Processing Technology 203, 449-453 (2008).
• [14] J. Z. Zhou, J.C. Yang, Y.K. Zhang, M. Zhou, A study on super-speed forming of metal sheet by laser shock waves. Journal of Materials Processing Technology 129, 241-244 (2002).
• [15] P. Groche, C. Metz, Hydroforming of unwelded metal sheets using active-elastic tools. Journal of Materials Processing Technology 168, 195-201 (2005).
• [16] P. Groche, C. Metz, Investigation of active-elastic blank holder systems for high-pressure forming of metal sheets, International Journal of Machine Tools & Manufacture 46, 1271-1275 (2006).
• [17] K. Siegert, M. Ha Èussermann, B. Lo Èsch, R. Rieger, Recent developments in hydroforming technology. Journal of Materials Processing Technology 98, 251-258 (2000).
• [18] S. H. Zhang, Z.R. Wang, Y. Xua, Z.T. Wang, L.X. Zhoua, Recent developments in sheet hydroforming technology. Journal of Materials Processing Technology 151, 237-241 (2004).
• [19] Z. J. Wang, J.G. Liu, X.Y. Wang, Z.Y. Hu, B. Guo, Viscous pressure forming (VPF): state-of-the-art and future trends. Journal of Materials Processing Technology 151, 80-87 (2004).
• [20] PAM-STAMP 2G & PAM-TUBE 2G; User's Guide 2009. ESI Group.