Wpływ temperatury wsadu na stan obciążenia termicznego i mechanicznego narzędzi podczas kucia stożkowego koła zębatego

• Autorzy: Tomczak J. , Pater Z. , Bartnicki J.

Warianty tytułu

EN

Billet temperature influence on thermal and mechanical load of tools during conical forging of toothed wheel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu kucia stożkowego koła zębatego w aspekcie prognozowania obciążeń mechanicznych i termicznych uzębionego wykroju matrycującego w zależności od temperatury początkowej przedkuwki. Symulacje numeryczne przeprowadzono metodą elementów skończonych (MES) w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia z uwzględnieniem zjawisk termicznych, wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania DEFORM-3D w wersji 10.0. W trakcie obliczeń analizowano rozkłady naprężeń zredukowanych i temperatury w obszarze uzębionego wykroju narzędzia. Omówiono wpływ poszczególnych parametrów procesu na trwałość narzędzi. Wyznaczono również parametry siłowe procesu w zależności temperatury początkowej półfabrykatu. W rezultacie wykorzystując techniki numeryczne określono obszary wykroju matrycującego narzędzi, które narażone są na przedwczesne zużywanie się związane z dużymi obciążeniami mechanicznymi i termicznymi.

EN

This paper presents the results of numerical analysis of conical forging of toothed wheel within the scope of prediction mechanical and thermal load of a toothed die impression, depending on the preform initial temperature. Numerical simulations were conducted by means of finite element method (FEM) in conditions of three dimensional state of strain with taking into account thermal phenomena, applying commercial software DEFORM-3D in 10.0 version. During calculations, effective stresses distributions and temperature distributions in the area of the toothed tool impression were analyzed. Influence of particular process parameters on tools durability was discussed. The process force parameters were determined, depending on the semi-finished product initial temperature. In the result, using numerical techniques, tools die impression areas, which were prone to quick wear out connected with large mechanical and thermal load, were determined.

Słowa kluczowe

PL

kucie uzębień; obciążenie termiczne; MES (metoda elementów skończonych); trwałość narzędzi

EN

teeth forging; thermal load; FEM; tools wear

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 80, nr 1
• Strony: 112--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Tomczak J.

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

autor

Pater Z.

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

autor

Bartnicki J.

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

Bibliografia

• 1. Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Niechajowicz A., Zwierzchowski M.: Opis zjawisk zużycia matryc do kucia na gorąco tarczy do skrzyni biegów. Hutnik. Wiadomości Hutnicze t. 56, 2011, nr 8, s. 607÷611
• 2. Kocańda A.: Określenie trwałości narzędzia w obróbce plastycznej metali. Rozdział w monografii pt. Informatyka w technologii metali, red. Piela A., Grosman F., Kusiak J., Pietrzyk M.: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003, s. 213÷256
• 3. Hawryluk M., Marciniak M.: Zmęczenie cieplne stali WCLV stosowanej na matryce w procesie kucia koła czołowego. Hutnik. Wiadomości Hutnicze t. 79, 2012, nr 8, s. 587÷591
• 4. Gierzyńska M.: Tarcie, zużycie i smarowanie w obróbce plastycznej metali. Wydawnictwo Naukowo – Techniczne, Warszawa 1987.
• 5 Kukuryk B., Lacki P.: Analiza naprężeń i odkształceń w procesie kucia narzędziami kształtowymi. Obróbka Plastyczna Metali t. 11, 2000, nr 3, s. 37÷44
• 6. Sołkowski T.: Teoretyczne metody wyznaczania kształtu narzędzi do obróbki plastycznej metali. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 1990
• 7. Weroński A., Hejwowski T.: Problematyka trwałości elementów pracujących przy podwyższonych temperaturach. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 1993
• 8. Turno A., Romanowski M., Olszewski M.: Obróbka plastyczna kół zębatych. Wydawnictwo Naukowo – Techniczne, Warszawa 1973
• 9. Sińczak J.: Kucie dokładne. Wydawnictwo Akademii Górniczo – Hutniczej, Kraków 2007
• 10. Tomczak J., Łukasik K.: Numeryczna analiza obciążenia wykroju narzędzia podczas kucia stożkowych kół zębatych. Hutnik, Wiadomości Hutnicze 2011, nr 11, s. 920÷925
• 11. Tomczak J.: Theoretical and experimental analysis of forming process of conical toothed wheels on a crank forging press. Steel Research International, Special edition: Metal Forming 2012, 2012, pp. 151÷154
• 12. Tomczak J, Pater Z.: Analiza numeryczna procesu kucia stożkowego koła zębatego na prasie korbowej. Mechanik 2011, nr 2, s. 92÷98