Analiza teoretyczna procesu kształtowania uzębionego wału drążonego metodą wyciskania z ruchomą tuleją

• Autorzy: Gontarz A. , Winiarski A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2015.2.2

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of a forming process for producing a toothed hollow shaft by extrusion with a moving sleeve

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu kształtowania koła zębatego, będącego na końcu wału drążonego, w procesie wyciskania z zastosowaniem ruchomej tulei. Tuleja przeciwdziała zjawisku wyboczenia półfabrykatu, dzięki czemu możliwe jest kształtowanie wieńca zębatego o szerokości kilkakrotnie większej od grubości ścianki półfabrykatu. Tuleja ruchoma porusza się przeciwbieżnie do ruchu stempla, a jej prędkość jest ściśle uzależniona od prędkości stempla, wymiarów półfabrykatu i kształtowanego uzębienia. W obliczeniach przyjęto jako materiał półfabrykatu odcinek rury ze stali gatunku 42CrMo4, z którego uzyskano monolityczny wał z kołem zębatym o module równym 1 i liczbie zębów równej 29. Analizie poddano kinematykę płynięcia materiału, rozkład odkształceń oraz parametry siłowe procesu. Wyniki przeprowadzonej analizy potwierdziły słuszność zaproponowanej metody.

EN

The paper presents the numerical results of a process for producing a hollow shaft with a gear on its end by extrusion with a moving sleeve. Since the application of the moving sleeve prevents workpiece buckling, the width of the gear being formed can be several times higher than that of the workpiece wall. The sleeve moves backward to the punch and its velocity strictly depends on velocity of the punch as well as the dimensions of the workpiece and the gear being formed. The workpiece used in the analysis was a 42CrMo4 steel tube. As a result, we produced a monolithic shaft with a gear of module 1 that had 29 teeth. The numerical analysis involved investigating the kinematics of metal flow and the distributions of strains and loads. The numerical results confirm that the proposed metal forming technique is a viable process for producing toothed hollow shafts.

Słowa kluczowe

PL

koło zębate; MES; wyciskanie

EN

gear; FEM; extrusion

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 82, nr 2
• Strony: 153--157
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Gontarz A.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Winiarski A.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

Bibliografia

• 1. Ochęduszko K.: Koła zębate. Tom 2. Wykonanie i montaż. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2009
• 2. Jong-Ho Songa, Yong-Taek Imb: The applicability of process design system for forward extrusion of spur gears. Journal of Materials Processing Technology, vol. 184, 2007, pp. 411÷419
• 3. Jongung Choia, Hae-Young Chob, Chang-Yong Jo: Forging of spur gears with internal serrations and design of the dies. Journal of Materials Processing Technology, vol. 104, 2000, pp. 1÷7
• 4. Jongung Choia, Hae-Yong Chob, Chang-Yong Jo: An upper-bound analysis for the forging of spur gears. Journal of Materials Processing Technology, vol. 104, 2000, pp. 67÷73
• 5. Samołyk G.: Investigation of the cold orbital forging process of an AlMgSi alloy bevel gear. Journal of Materials Processing Technology, vol. 213, 2013, pp. 1692÷1702
• 6. Tomczak J., Pater Z.: Analiza numeryczna procesu kucia stożkowego koła zębatego na prasie korbowej. Mechanik, 2011, nr 2, s. 92÷98
• 7. Juan Liu, Zhenshan CuiHot: Forging process design and parameters determination of magnesium alloy AZ31B spur bevel gear. Journal of Materials Processing Technology, vol. 209, 2009, pp. 5871÷5880.
• 8. Winiarski G., Gontarz A.: Sposób wyciskania zewnętrznego kołnierza. Polskie zgłoszenie patentowe nr P.404613, 2013