Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 16

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  cold forging
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
W artykule przedstawiono i omówiono wybrane wyniki badań teoretycznych, dotyczących procesu kucia odkuwki kuli drążonej na zimno z użyciem rdzenia plastycznego. Przyjęto, że odkuwka jest wykonana ze stali nierdzewnej, natomiast rdzeń plastyczny jako dodatkowe narzędzie jest odkształcane plastycznie i wykonane ze stopu niskotopliwego. Zwrócono uwagę na rolę rdzenia plastycznego w procesie kucia przedmiotowej odkuwki, wpływ rdzenia na wybrane warunki kucia oraz możliwość unikania wyboczenia materiału odkuwki. Ponadto, przybliżono autorską metodę interpretacji wyników obliczeń MES pod kątem przewidywania wystąpienia lub niewystąpienia wspominanego zjawiska wyboczenia.
EN
The paper presents selected results of theoretical research on the forging process a hollow ball using a plastic mandrel (core) under cold forming conditions. It has been assumed the forging is made of stainless steel and the plastic mandrel is made of a low-melting alloy and is an additional tool that is plastically deformed. It has been focused on the role of the plastic mandrel in the forming process of a hollow ball forging, the influence of the mandrel on the selected process conditions and the possibility of preventing the buckling phenomenon of the forging material. Moreover, the author's method of interpreting the results of FEM calculations was presented. By analyzing the numerical results, it is possible to predict the occurrence (or non-occurrence) of the buckling phenomenon in this forging process.
EN
The hydrogen embrittlement of metals is caused by the penetration and accumulation of hydrogen atoms inside the metal. The failure of the product due to hydrogen embrittlement is delayed in time and does not occur immediately after its manufacture, but several hours, days, or even weeks later. Therefore, the chances of detecting hydrogen embrittlement when checking the quality of the finished product are very slim. The use of high-strength bolts in industry is associated with the risk of hydrogen embrittlement. This phenomenon poses a threat to the safe use of devices by limiting or completely losing the functionality of the bolt joint. Even a low influence of moisture can trigger failure mechanisms. The article proposes a method for assessing the risk of hydrogen embrittlement for high-strength bolts in class12.9. For this purpose, bolts made of material grade 32CrB4 were prepared and in a controlled manner the grain flow inconsistency was made, leading in extreme cases to the production of the forging lap. To perform the study, the device proposed by the European Assessment Document (EAD) was adapted to the testing of hydrogen embrittlement of threaded fasteners in concrete. The concrete substrate was replaced with metal spacers that were preloaded with a bolt. The use of the wedge distance under the bolt head led to the generation of two stress states - tensile and compressive, which translated into an increased risk of hydrogen embrittlement. After being tested, the bolts were visually and microscopically inspected to assess potential locations for cracks and hydrogen propagation. As a result of the conducted tests, it was found that the prepared test method allows to assess the resistance or susceptibility of the bolt to threats related to hydrogen embrittlement.
EN
The paper discusses the cold forging process of a hollow ball made of aluminum alloy. The forging is carried out in dies with a closed cavity, and the billet is shaped like a tube. Two forging schemes are considered. The first scheme is the primary way of forming from a tubular billet, in which the wall deforms freely and is subject to buckling. The second scheme involves the use of an additional tool in the form of a deformable insert consisting of two rings to counteract the uncontrolled deformation of the billet wall. Experimental and theoretical analysis was carried out to compare the progression of forging shape, strain, forging force and stress.
EN
The use of cold forging is a widely used solution in many industries. One application is the manufacture of bolts and fasteners. The largest amounts of bolts are used in the automotive and machine industry. Those customers demand high standards of quality and reliability from producers based on ISO 9001 and IATF 16949. Also, the construction, agriculture and furniture industries are raising their expectations for deliveries from year to year. Automotive companies issue their standards specifying specific requirements for products. One of these standards is the aviation standard SAE USCAR 8-4; 2019, which speaks of a compatible arrangement of fibers in the bolt head and in the area of transition into the mandrel. The article presents the cold forging process of flange bolts. Obtaining a compatible, acceptable and incompatible grain flow pattern based of the above mantioned standard was presented. Then the results of FEM simulation were correlated with the performed experiment. The effect of incompatible grain flow system was discussed and presented as the crack initiating factor due to delta ferrite, hydrogen embrittlement, tempering embrittlement. The reliability of the connections was confirmed in the assembly test for yield stress on a schatz machine. The advantages of this method and the difference compared to the tensile test were presented.
EN
In this paper, a typical cold forging process using spring-held die is considered, in which the process parameters such as stiffness of spring, the initial loads and the punch speed are conventionally adjusted by the trial-and-error method for high product quality. The target product has the earing, around which the crack is often observed by the conventional process parameters. To avoid the crack around the earing, the process parameters optimization is performed through numerical simulation using DEFORM3D, in which two objective functions are considered. The risk of crack is numerically evaluated and is minimized, whereas the total forging energy using the load-stroke diagram is also minimized. Therefore, the multi-objective design optimization is performed. The numerical simulation is so intensive that sequential approximate optimization using radial basis function network is adopted to identify the pareto-frontier between the objectives with a small number of simulations. Compared with the product using the conventional process parameters, the optimal process parameters can reduce both the risk of crack and the total forging energy. In addition, the flow lines along the product shape can be obtained by using the optimal process parameters. Based on the numerical result, the experiment using the mechanical press (IST100W, ITO) is carried out. No crack is observed in the experiment, and then the validity of the proposed approach is confirmed.
EN
Design of the manufacturing chain for fasteners made of precipitation-hardened low-carbon high-strength bainitic steels was the objective of the paper. The choice of the material was based on the good performance of these steels in various applications. Compression tests at different temperatures (20-300°C) and different strain rates (0.1-10 s-1) were performed to provide data for identification of the flow stress model for the selected steels. Authors inverse algorithm was applied to determine coefficients in the flow stress model, which was implemented into the FE code Forge. Simulations of the whole manufacturing chain involving hot rolling of rods, controlled cooling, drawing and 4-step cold forging were performed. Physical simulations were performed on the Gleeble 3800 to validate material models, which were used in optimization of manufacturing chains for fasteners. Good predictive capability of the material models was confirmed. Final part of the paper presents an application of numerical modelling for the design of the best manufacturing technology. Since simulation of the one case of manufacturing requires very long computing times, application of classical mathematical optimization was not possible. Therefore, an approach known as variant optimization was applied. In this approach, trial and error method was combined with the knowledge of the expert. The objective was to improve the material flow in the forging and to improve the contact between the head of the fastener and the material being joined. Various variants of the technology were simulated and new technological parameters were proposed, which gave noticeable improvement of the objective function.
PL
W artykule scharakteryzowano proces projektowania technologii kucia elementów złącznych z niskowęglowych stali bainitycznych umacnianych wydzieleniowo. Technologię kucia zaprojektowano na podstawie symulacji numerycznych z wykorzystaniem programu Forge. Do symulacji użyto modelu reologicznego badanych stali opracowanego metodą analizy odwrotnej prób plastometrycznych zrealizowanych za pomocą symulatora Gleeble 3800. Badania plastometryczne przeprowadzono na próbkach cylindrycznych w przedziale temperaturowym 20-300°C i prędkości odkształcenia 0,1-10 s-1. Celem przeprowadzonych badań było przeprowadzenie symulacji fizycznych i numerycznych całego łańcucha produkcyjnego elementów złącznych z uwzględnieniem walcowania i chłodzenia walcówki, przeciągania i kucia na zimno. W końcowej części artykułu scharakteryzowano możliwości modelowania numerycznego w celu opracowania najkorzystniejszej technologii wytwarzania elementów złącznych. W tym przypadku zastosowanie klasycznych algorytmów optymalizacyjnych okazało się niemożliwe. Dlatego zastosowano podejście optymalizacji wariantów technologicznych metodą prób i błędów, połączoną z wiedzą ekspercką. W wyniku zastosowanej metody opracowano najkorzystniejszy wariant kucia zarówno z uwagi na płynięcie plastyczne materiału, jak również optymalny kontakt główki elementu złącznego z łączonym elementem.
7
Content available remote Preventing head cracks on bolts: a numerical approach
EN
Cold forging, one of the oldest methods of production, is a metal forming process that is often preferred in today’s industry. In cold forging process, workpiece is formed by being exposed to press forces between two dies or tools. Moreover, high surface quality can be obtained and precise tolerances can be achieved in cold forging.
PL
W artykule przedstawiono wyniki prac polegających na obserwacji zjawisk zachodzących z dużą prędkością za pomocą szybkiej kamery cyfrowej. Instrumentarium badawcze zastosowano w badaniach procesu kucia wałeczków łożyskowych. Ponadto zaprezentowano wyniki badania procesów wysokoenergetycznych zachodzących w napędach pocisków rakietowych oraz pneumatycznych systemach miotających. Opisano także wykorzystanie szybkich technik wizyjnych do wyznaczania prędkości tłoczyska pneumatycznego siłownika udarowego. Zastosowanie szybkich technik wizyjnych umożliwia jednoczesne badanie wielu parametrów szybkozmiennych procesów, trudnych do diagnozowania innymi metodami. Przykładem wielowymiarowego badania jest rejestracja zjawiska eksplozji zestawu środków pirotechniki widowiskowej. Dzięki metodzie wizyjnej możliwe jest jednoczesne określenie czasu spalania ładunku pirotechnicznego, jak również zasięgu kuli ognia oraz odłamków powstających w wyniku eksplozji. Zastosowanie szybkich kamer cyfrowych pozwala na równoczesne bezstykowe wyznaczenie chwilowej prędkości szybko poruszających się obiektów, oraz obserwację obiektu w czasie przemieszczania. Metody wykorzystujące bramki laserowe lub mechaniczne, w odróżnieniu od metody wizyjnej, umożliwiają jedynie wyznaczenie prędkości w przedziale pomiarowym.
EN
Presented are results of a research based on observation of high-speed phenomena with the help of a rapid shot digital camera. The research instrumentary was applied in examination of the bearing rollers forging process. Moreover, there are presented results of the research of high-energy processes occurring in missiles jet propulsions and in pneumatic hurling systems. Described is also the application of fast visual technologies to determine the speed of a piston rod in a pneumatic percussive actuator. Application of the fast visual technologies enables simultaneous examination of many parameters of fast-changing processes which are hard to diagnose by other methods. An example of such multidimensional examination is recording of an explosion of spectacle pyrotechnic charges. Thanks to the visual method it is possible to simultaneously determine a pyrotechnic charge combustion time as well as the fireball size and the radius of a charge fragments scatter. Application of fast digital cameras allows simultaneous contactless determination of fast moving objects momentary speed and the object observation during the moving time. Methods involving application of laser or mechanical gates - as opposed to the visual method - enable only speed determination in a certain measurement range.
9
Content available remote Machining of near-net shape forged pinions
EN
The paper presents a machining of near-net shape (NNS) pinions with forged chamfer in automotive industry and compares it with an older procedure of turning pinions without forged chamfer as well as production of pinions in a classic mechanical way from steel bars. It contains a description, which focuses on a technological procedure, utilization of different types of tools, and machine tools. The last part of the paper deals with an economic analysis considering sub-assembly of car starter motors production, their treatment and pinion production in a classic mechanical way from steel bars and with NNS process. The calculations are presented for different batch sizes from prototype to mass production.
EN
The main goal of the presented research is to reach the best balance between the cost of forging tools and their performance by applying nanocomposite coatings providing low friction coefficient and optimum surface properties, which will help to achieve important increased in tool durability and high forging precision. The tribological tests with ball on disc (T10) tester and industrial tests of forging tool durability were made for the following PVD coatings: TiN (reference coating), TiAIN, nACVIc, TiCN-NP-MOVIC, TiC, TiCN-CBC and CrN-CBC2. SEM-EDAX microanalyser, TEM, Calotest and Rockwell diamond cone indentation/scratching performed were applied to study of coating nanomicrostructures. The differences in coatings structure leads to the change of the coating tribology behavior. The CrN-CBC2 and nACVIc nanocomposite coatings are characterized by significantly less value of the friction coefficient (0.1-0.2) as compared to other coatings under the same test conditions that results in its better durability. The present research was carried out in the frame of EUROSTARS Project NEGFORT.
PL
Głównym celem przedstawionych badań jest uzyskanie równowagi pomiędzy kosztem wytwarzania narzędzi kuźniczych oraz ich właściwościami użytkowymi, poprzez zastosowanie powłok nanokompozytowych, które pozwolą na uzyskanie niskiego współczynnika tarcia i optymalnych właściwości powierzchni. Pomoże to osiągnąć polepszoną wytrzymałość narzędzi oraz dużą dokładność kucia. Przeprowadzono testy tribologiczne na testerze kulka-dysk (T10) oraz testy przemysłowe wytrzymałości narzędzi kuźniczych z następującymi powłokami PVD: TiN (powłoka referencyjna), TiAIN, nACVIc, TiCN-NP-MOVIC, TiC, TiCN-CBC oraz CrN-CBC2. W celu zbadania nano- i mikrostruktury powłok, przeprowadzono analizy z wykorzystaniem: mikroanalizatora SEM-EDAX, TEM, Calotest oraz badanie twardości metodą Rockwella a także próbę zarysowań. Różnice w strukturze powłok powodują zmiany w ich właściwości tribologicznych. Powłoki nanokompozytowe CrN-CBC2 oraz nACVIc charakteryzują się niższą wartością współczynnika tarcia (0,1÷0,2) w porównaniu do innych powłok badanych w tych samych warunkach, co skutkuje większą wytrzymałością. Niniejsze badania przeprowadzono w ramach projektu NEGFORT.
PL
W artykule analizowano technologiczne warunki precyzyjnego kształtowania wielu wyrobów metalowych metodą dwustronnego wyciskania promieniowego. W badaniach eksperymentalnych stosowano różne narzędzia dzielone. Na specjalnej, 5-cylindrowej prasie hydraulicznej wytwarzano jedno-, dwu- i trójkołnierzowe wyroby, a także wyroby mono- i bimetalowe. Analizowano głównie procesy kształtowania na zimno 3-kołnierzowych wyrobów aluminiowych. Za pomocą metody elementów skończonych przeprowadzono analizę płynięcia metalu w procesach precyzyjnego kształtowania wyrobów dwustronnym wyciskaniem promieniowym, wykorzystując do tego celu program DEFORM 2D v.8.1. Badano warunki technologiczne wpływające na prawidłowe wypełnienie trzech poprzecznych prześwitów narzędziowych. Na podstawie przeprowadzonych badań doświadczalnych stwierdzono, że nowa prasa hydrauliczna wykazuje dużą przydatność technologiczną w procesach wytwarzania wyrobów precyzyjnych.
EN
The analysis of technological conditions for precision metal forming of many products by the two-sided radial extrusion was presented in this paper. Various split tools were used in experimental investigations. On special, 5-cylinder hydraulic press was shaped one-, two- and three-flange products, as well as mono- and bimetal products. The processes of cold forming of 3-flange products from aluminium were analysed mainly. The finite element analysis of the metal flow during the precision forming of products by the two-sided radial extrusion were carried out using the DEFORM 2D software (Version 8.1). Technological conditions affecting the correct filling of three transverse tool clearances were studied. Based on conducted experimental research, it was confirmed that the new hydraulic press showed large technological usefulness in the manufacture processes of precise products.
EN
In recent years, larger, more complex parts have been successfully cold forged due to improvements in forming equipment, die and workpiece materials, die coatings, and process design. Working conditions of forging tools have become severer with the years and it has been required for forging tools used to this end to increase the hardness, wear resistance and heat resistance. The main goal of the research is to make wear analysis of tool in cold forging and define the effect of self-lubricating with solid lubricant nanoparticles, which will help to achieve increased in 3 times tool durability and high forging precision. The present research was carried out in the frame of EUROSTARS Project NEGFORT.
PL
W ostatnich latach dzięki udoskonaleniu narzędzi kuźniczych, materiałów stosowanych na matryce i odkuwki, powłok nakładanych na matryce oraz modelowania procesu zwiększyła się liczba części o złożonych kształtach wytwarzanych metodą kucia na zimno. Jako że wymagania dotyczące warunków pracy narzędzi kuźniczych stają się coraz bardziej rygorystyczne, kładziony jest nacisk na zwiększenie twardości narzędzi, ich odporności na zużycie oraz odporności na wysoka temperaturę. Głównym celem przedstawionych badań jest znalezienie równowagi pomiędzy kosztem narzędzi kuźniczych, a ich właściwościami przez zastosowanie nowych nanokompozytowych powłok samosmarnych. Powłoki te mają zapewnić niski współczynnik tarcia oraz optymalne właściwości warstwy wierzchniej, co pozwoli na osiągnięcie trzykrotnie wyższej wytrzymałości narzędzi i wysoką precyzję odkuwania. Opisane badania przeprowadzono w projekcie NEGFORT, realizowanego w ramach programu EUROSTARS.
13
Content available Kucie wyrobów złożonych o małych wymiarach
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań kształtowania złożonych wyrobów o niewielkich wymiarach na przykładzie opracowanej technologii kucia na zimno odkuwki łącznika. Przedstawiono wpływ rodzaju materiału oraz kształtu materiału wyjściowego na stopień wypełnienia matrycy. Stwierdzono, że w przypadku kształtowanego łącznika materiał mniej plastyczny (stal 16HG) lepiej wypełnia wykrój matrycy niż materiał o większej plastyczności (stopy aluminium PA2, PA4). Podano wyniki pomiarów twardości oraz mikrostruktury. Stwierdzono, że w przypadku stopów aluminium występuje bardziej równomierny rozkład twardości oraz odkształcenia struktury niż w przypadku odkuwek stalowych.
EN
The paper presents the results of investigation of forming small size products with complex shapes. As an example, the developed technology of cold forming of a connector forging has been studied. The influence of the kind of material and the blank shape on the die filling has been shown. It has been found that, in the case if the connector being formed, the less plastic material (16HG steel) fills the die impression better than material of higher plasticity (PA2, PA4 aluminium alloys). Hardness measurement results and microstructure examination results have been stated. It has been found that the distribution of hardness and structure deformation in aluminium alloys is more uniform than that in steel forgings.
14
Content available remote Modeling of forging process of a bolt
EN
In the article there is an analysis of forging process of a bolt with 6-point socket presented. The process was carried out in axi-symmetrical and three-dimensional state of strain. Profiles of temperature, effective strain and intensity of stress in successive stages of forging process have been estimated. It was concluded that obtained shapes of a preform and finished part are consistent with those observed in the industrial practice. The results of the numerical analysis can be useful in estimating mechanical properties in the whole of the bolt.
PL
W artykule przedstawiono analizę numeryczną procesu kucia śruby z gniazdem sześciokątnym. Proces realizowano w osiowosymetrycznym i przestrzennym stanie odkształcenia. Wyznaczono rozkład temperatury, intensywności odkształcenia i naprężeń w kolejnych zabiegach kucia. Stwierdzono, że otrzymane kształty przedkuwki i wyrobu końcowego wyznaczone numerycznie są zgodne z wynikami prób przemysłowych. Wyniki obliczeń numerycznych mogą służyć do oceny rozkładu własności mechanicznych w całej objętości śruby.
PL
W artykule przedstawiono obliczenia numeryczne wielozabiegowego procesu kucia na zimno śruby z łbem sześciokątnym. Uzyskano pełną zgodność kształtu w kolejnych zabiegach kucia. Na podstawie rozkładu podstawowych parametrów procesu, w tym intensywności odkształcenia oraz temperatury, można wnioskować o rozkładzie własności mechanicznych w całej objętości śruby.
EN
The paper presents numerical calculations of a multistage cold forging process of a hexagonal headed bolt. Full consistence of the shape in succesive staged of forging was achieved. On the strength of a distribution of basic parameters of the process, effective strain and temperature amongst, a distribution of mechanical properties in all regions of the bolt can be concluded.
PL
W pracy przedstawiono stanowisko do prowadzenia badań na zimno, zaprojektowane w Katedrze Budowy Maszyn Politechniki Śląskiej. Stanowisko badawcze sklada się z kowarki mechanicznej czterodźwigniowej KD-410, urządzenia podającego, zasilacza hydraulicznego, układu sterowania i aparatury pomiarowo-rejestrującej. Na wymienionym stanowisku przeprowadzono próby kucia prętów z wolframowych spieków ciężkich zawierających wolfram, nikiel, żelazo i kobalt. Podczas prób kucia rejestrowano podstawowe parametry procesu, tj. siłę kucia, prędkość posuwu liniowego urządzenia podającego i prędkość posuwu obrotowego. Przy założonym względnym ubytku przekroju wynoszącym 15%-20%, uzyskano dobrą jakość powierzchni kutego pręta, bez widocznych pęknięć. Powtarzalność osiąganych parametrów kucia pozwala stwierdzić, że zaproponowany proces obróbki plastycznej spieków wolframu nadaje się do przemysłowego zastosowania.
EN
The paper presents the investigation stand for cold forging research, designed in the Department of Machine Technology of the Silesian Technical University. The investigation setup consist of the KD-410 fourlever arms swaging machine, loading device, hydraulic pressure oil supply, control system, and data logging equipment. Tests of thr heavy sinter bars forging, containing tungsten, nickel, iron, and cobalt were carried out on this investigation stand. Main process parameters were registered during the forging tests, i.e., forging force, linear feed rate of the loading device, and the rotational feed rate. Good surface quality of the forged bar was obtained without any visible cracks, at the assumed relative cross section reduction of 15%-20%. The repeatability of the forging parameters obtained, allows to state that the proposed process of plastic working of the tungsten sinters lends itself to deployment in the industry.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.