Badania kształtowania wyrobów symetrycznych metodą wyoblania wsparte symulacjami MES

• Autorzy: Gądek Tomasz , Majewski Marcin , Nowacki Łukasz , Drenger Tadeusz

Warianty tytułu

EN

Tests of forming symmetrical products using the spinning method supported by FEM simulations

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Do metod kształtowania obrotowego wyrobów z blach zaliczamy m.in.: wywijanie rolkami krawędzi blachy, cięcie na nożycach krążkowych, żłobienie, zgniatanie obrotowe czy wyoblanie. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej od wielu lat zajmuje się badaniami wyoblania. W ostatnich latach w ramach prac statutowych Instytut zaprojektował i wybudował unikalną, sterowaną numerycznie wyoblarkę MWS-200 do kształtowania wyrobów o skomplikowanym kształcie. Maszyna MWS-200 umożliwia kształtowanie wyrobów o przekroju eliptycznym, kwadratowym, trójkątnym, a także wyrobów osiowosymetrycznych. W artykule zaprezentowano wyniki badań analizy odwrotnej kształtowania wyrobu typu stożek z zastosowaniem technologii wyoblania. Badania laboratoryjne prowadzono na maszynie MWS-200. Do badań numerycznych zastosowano program Simufact Forming. Sposób projektowania procesu technologicznego wytłoczek wyoblanych opracowywany jest na podstawie doświadczenia oraz badań empirycznych, co w przypadku wyrobów o skomplikowanym kształcie sprawia dużo problemów i jest czasochłonne. W artykule zamieszczono wyniki badań wyoblania, w którym kształtowano krążek blachy w jednym oraz trzech ruchach rolki wyoblającej. Przedstawiono wyniki badań obrazujące różnice kształtu wykonanego wyrobu stożkowego pomiędzy badaniami laboratoryjnymi a symulacjami numerycznymi. Przedstawiono proces obliczeniowy, który pozwolił na uzyskanie zbieżności wyników. Zaplanowane badania z zastosowaniem metody analizy odwrotnej mają na celu skrócenie czasu opracowania procesu technologicznego wytłoczek osiowosymetrycznych na podstawie badań numerycznych.

EN

Methods of rotary forming of products from sheets include: burring of a sheet edge with rolls, cutting on rotary cutters, grooving, roll forming and spinning. The Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute has been engaged in studies on spinning for many years. In recent years, as part of its statutory work, the Institute designed and built the unique, numerically controlled MWS-200 spinning machine for forming prod-ucts with complicated shapes. The MWS-200 machine makes it possible to form prod-ucts with elliptical, square and triangular cross-sections but also axially symmetrical products. This article presents the results of research concerning reverse engineering of forming of a cone-type product with the application of spinning technology. Laboratory tests were conducted on the MWS-200 machine. Simufact Forming software was applied for numerical simulations. The method of designing the technological process for spun drawpieces is being developed based on experience and empirical tests, which poses large problems and is time-consuming in the case of products with a complicated shape. This article contains the results of spinning tests in which a sheet disk was formed in one and three movements of the spinning roll. Test results illustrating differences between labor-atory tests and numerical simulations in the shape of the produced conical product are presented. The numerical process that made it possible to obtain convergence of results is presented. Planned studies applying the reverse engineering method are intended to reduce the time of development of the technological process for axially symmetrical drawpieces based on numerical simulations.

Słowa kluczowe

PL

wyoblanie; inżynieria odwrotna; MES; obróbka plastyczna; Simufact Forming; DC04; DIN 1.0338

EN

metal spinning; reverse engineering; FEM; metal forming; Simufact Forming; DC04; DIN 1.0338

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 30, nr 4
• Strony: 273--290
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gądek Tomasz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Majewski Marcin

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Nowacki Łukasz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Drenger Tadeusz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Sebastiani G., A. Brosius, R. Ewers, M. Kleiner, C. Klimmek. 2006. “Numerical investigation on dynamic effects during sheet metal spinning by explicit finite-element-analysis”. Journal of Materials Processing Technology 177: 401–403.
• [2] Awiszus B., S. Härtel. 2011. “Numerical simulation of non-circular spinning: a rotationally non-symmetric spinning process”. Production Engineering 5: 605–612.
• [3] Instrukcja Simufact Forming, Fricton modeling in Simufact Forming.
• [4] Marghmaleki Iman Soleimani , Y. Tadi Beni, Amin Reza Noghrehabadi, Asieh Sadat Kazemi, Mohamadreza Abadyan. 2011. “Finite Element Simulation of Thermomechanical Spinning Process”. Science Direct, Procedia Engineering 10: 3769–3774.
• [5] Kleiner M., R. Gobel, H. Kantz, Ch. Klimmek, W. Homberg. 2002. “Combined Methods for the Prediction of Dynamic Instabilities in Sheet Metal Spinning”. CIRP Annals 51 (1): 209–214.
• [6] Rentsch Benedikt, Niko Manopulo, Pavel Hora. 2015. “Numerical modelling and validation of conventional sheet metal spinning processes in industrial application”. IDDRG 2015 Conference May 31st – June 3rd, 2015, Shanghai, China.
• [7] Hartel Sebastian, Robert Laue Technische. 2016. “An optimization approach in non-circular spinning”. Journal of Materials Processing Technology 229: 417–430.
• [8] Xia Qinxiang, Zhouyi Lai, Juxin Qu, Cheng Xiuquan. 2013. “Influence of processing parameters on forming quality of non-circular spinning”. W Proceedings of the 11th International Conference on Manufacturing Research (ICMR2013), Cranfield University, UK, 19th – 20th September 2013, 275-280.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).