Wpływ drgań stempli na proces złożonego mikro-wyciskania - analiza wstępna

• Autorzy: Presz W. , Cacko R.

Warianty tytułu

EN

Influence of punches vibration on complex micro-extrusion process - innitial approach

• Konferencja: Fizyczne i Matematyczne Modelowanie Procesów Obróbki Plastycznej. FiMM 2011/sympozjum (19-21.05.2011; Jabłonna, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Historia prób stosowania drgań w celu wspomagania procesów plastycznego kształtowania jest blisko 60 letnia. Mimo podkreślanych głównie pozytywnych efektów trudno dopatrzeć się spektakularnych zastosowań przemysłowych. Zdaniem autorów było to w przeważającej części spowodowane trudnościami kinematyczno energetycznymi związanymi z koniecznością przemieszczania i wprawiania w drgania najczęściej dużych mas. Zastosowanie drgań narzędzi w procesach mikro-obróbki plastycznej pozwala wyeliminować wymienione ograniczenia. W pracy zastosowano osiowe, sinusoidalne drgania stempla i przeciw-stempla w procesie złożonego mikro-wyciskania wypraski aluminiowej. Zaobserwowano, w zależności od fazy procesu i jego konfiguracji, 50-70% spadek siły obciążającej stempel. Zamodelowano MES proces mikro-kształtowania oraz proces przygotowania wstępniaka mikro-wykrawaniem bez udziału drgań. Okazało się, że obserwowany spadek siły rozpatrywanych procesów wspomaganych drganiami nie może wynikać jedynie z ograniczenia wpływu tarcia lecz prawdopodobnie jest także skutkiem spadku oporu plastycznego ze względu na wzrost temperatury kształtowanego materiału. Sprawdzenie słuszności tej tezy pozostawiono do dalszych badań. Symulacje prowadzono pakietem MSC Marc 2010 v1.0.

EN

The history of laboratory try of vibration assisted metal forming processes is about 60 years long. Even though generally reported mainly positive effects of vibration on process course there is still lack of spectacular industrial applications. Authors suggest that it is mainly caused by kinematic and energetic difficulties appearing during vibration of big masses. Limiting of application of vibrations to microforming processes can eliminate problems mentioned above. Longitudinal sinusoidal vibrations of punch and counter-punch are applied to complex micro-extrusion process of aluminium cup. Reduction of process force of 50-70% was observed depend of tools configuration. FEM simulations of micro-blanking and micro-extrusion processes were performed by commercial MSC Marc 2010 v 1.0. Comparison of experimental results and FEM simulations shows that reduction of process force by vibration might not base on decreasing of friction only. There must by an additional phenomena responsible for force reduction. The temperature rice is probably the reason. The prove of this thesis remains for the future work based on thermo-mechanical FEM analysis.

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 238
• Strony: 107--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Presz W.

autor

Cacko R.

• Politechnika Warszawska, Instytut Technik Wytwarzania

Bibliografia

• [1] Garskii, F K and Efromov, V I.: Effect of Ultrasound on the Decomposition of Solid Solutions. Izv. Akad. Nauk Beloroussk SSR, No 3 (1953).
• [2] Blaha F., Langenecker B.: Dehnung von Zink- Einkristallen unter Ultraschalleinwirkung, Naturwissenschaflen, 42, 556 (1955).
• [3] W. Presz, M. Kaczorowski: The TEM study of structure of 1H18N9T stainless steel buildups, AMME 2006, J. of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 17, 2006, pp. 393-396.
• [4] W. Presz, M. Kaczorowski: Strengthening Mechanisms of 1FI18N9T Austenitic Steel Buildups Created With Cold Forming Processes, Advanced Materials Research Vol. 23 (2007) pp. 165-168
• [5] Presz W.: Contact Phenomena in Micro-Blanking, The 11th ESAFORM conference on material forming. Lyon, France, 23-25 April 2008
• [6] W. Presz: Vibration assisted micro-blanking, 9th Cairo University International Conference on Mechanical Design and Production (MDP-9), Jan 8-10, 2008, Cairo, Egypt.
• [7] Herbertz J.: The Influence of Mechanical Vibrations on Plastic Deformation of Metals, Proceedings of Ultrasonic International 1977, Jyne 28/30 Briton, p. 323-328
• [8] Godfrey D., Vibration Reduces Metal to Metal Cotact and Causes an Apparent Reduction in Friction, ASLE Transactions, Vol. 10, 183-192(1967)
• [9] Siegert K, Ulmer J.: Influencing the Friction in Metal Forming Process by Superimposing Ultrasonic Waves, Annals of the CIRP Vol. 50/1/2001
• [10] Dawson G.R., Winsper C.E., Snasome D.H., Application of high and low frequency oscilations to the plastic deformation of metals -part 1, Metal forming (234) Aug. 1970
• [11] Hayasi M. Jin M. Noguchi H. Murakawa M.: Study on Drawing Using Bisected Dies Vibrated Ultrasonically and Transversally, Adv. Technol of Plasticity (2002), Vol.l, Proc. of the 7th ICTP, Oct. 28-31, 2002, p.373-376
• [12] Siegert K. Mock A.: Wire drawing with ultrasonically oscillating dies, Jour, of Mat. Proc. Technol. 60 (1996) 657-660
• [13] Dawson G.R., Winsper C.E., Snasome D.H., Application of high and low frequency oscilations to the plastic deformation of metals - part 2, Metal forming (254) sep. 1970
• [14] W. Presz: Flexible Manufacturing System For Vibration Assisted Microforming, The 10th ESAFORM, American Institute of Physics Conf.Proc. Vol.907(2007).
• [15] Presz W, Ravn B.G., Sha J., Andersen B., Wanheim T.: Zastosowanie siłowników piezoelektrycznych w procesie prasowania wspomaganym drganiami narzędzi, Konferencja KomPlasTech 2005, 155-162
• [16] Presz W., Andersen B., Wanheim T., “Piezoelectric driven Micro-press for microforming“, AMME2006, Jour, of Achievements in Mater, and Manufacturing Engineering 18, 2006, pp. 411-414.