Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

New Methodology for Predicting the Cracking Phenomenon in the Radial Extrusion Process of Hollow Parts with a Flange

Winiarski Grzegorz, Samołyk Grzegorz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 3

64--72

EN

The selected issue of flange cracking in the radial extrusion process of hollow parts has been discussed in this paper. The researches were carried out based on numerical calculations in the Deform 3D software and experimental tests, which were carried out using pipe billets made of aluminum alloy EN AW 6063. A new methodology has been developed that allows to determine the place and approximate moment of material cohesion loss. This is determined from the results of the FEM calculation only, and does not require calibration tests. The method is based on a detailed analysis of the state of stress, state of strain in the forging, and is focused on identifying zones with an uneven distribution of the mentioned parameters. Determination of characteristic zones with a zero increase in the strain effective value makes it possible to determine, with a high approximation, the maximum (due to the phenomenon of cracking) diameter of the flange. The results of numerical calculations showed a high agreement with the results of experimental tests, in which the maximum diameter of the flange was determined.

2

A new process for the forming of a triangular flange in hollow shafts from Ti6Al4V alloy

Winiarski G., Gontarz A., Pater Z.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 4

911--916

EN

This paper presents an innovative process of metal forming of a hollow shaft with a flange of triangular rosette shape. The analyzed part is used in helicopters as drive transmission shaft. This product has to be a monolith; hence, it is inadmissible to connect the flange with a tube. Due to the lack of alternative methods of this part manufacturing, shafts are made by means of machining from full bar, which generates material loss exceeding 90%. The proposed method of the flange metal forming considerably lowers material and labor consumption and guarantees better resistance properties in comparison with shafts made by means of machining. The presented way is based on billet's end expanding freely protruding from a split die. Numerical analysis of the forming process of a shaft from titanium alloy Ti6Al4V was conducted in software DEFORM-3D. On the basis of the analysis results tools were designed for the process experimental verification. Stand tests were made on a three-slide forging press. The results of theoretical and experimental research are convergent and confirm the rightness of the proposed method.

3

Rozkłady sił w procesie przepychania obrotowego wyrobów ze stopu magnezu MA2

Bartnicki J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 1

13-15

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad procesem przepychania obrotowego stopniowanego wałka drążonego wykonanego ze stopu magnezu MA2. Obliczenia numeryczne wykonano za pomocą oprogramowania DEFORM 3D bazującego na metodzie elementów skończonych. Uzyskane wyniki zweryfikowano w badaniach doświadczalnych zrealizowanych z wykorzystaniem agregatu do przepychania obrotowego PO-1. W tym celu zestawiono przebiegi sił uzyskanych na drodze numerycznej i w próbach doświadczalnych. Otrzymane wyniki doświadczalne potwierdziły możliwość wykorzystania metody przepychania obrotowego do kształtowania na gorąco stopniowanych wyrobów ze stopu magnezu MA2. Wyniki badań zostaną wykorzystane do modyfikacji przestrzeni roboczej agregatu do przepychania obrotowego, co pozwoli poszerzyć potencjalne obszary zastosowań tej technologii.

EN

This paper presents the results of research works on the rolling extrusion process of stepped shaft made from magnesium alloy MA2. Numerical calculations were made by means of the software DEFORM 3D, basing on finite element method FEM. Results of numerical calculations were verified in experimental research, realized with the application of aggregate for rolling extrusion process PO-1. Courses of axial and forming forces obtained in numerical calculations and in experiments were compared. The results confirmed the possibility of rolling extrusion application for forming of stepped products from magnesium alloy MA2. The research results will be used for working out modification of aggregate workspace for rolling extrusion in order to widen the scope of this technology application.

4

Analiza sił w procesach przepychania obrotowego

Bartnicki J., Samołyk G.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 2

96-98

PL

W opracowaniu przedstawiono technologię przepychania obrotowego osiowosymetrycznych wyrobów stopniowanych typu osie i wały. Scharakteryzowano podstawowe zależności występujące w procesie kształtowania wyrobów pełnych i drążonych w aspekcie stabilności procesu. W analizie teoretycznej wykonano obliczenia wartości siły wciskającej wsad do przestrzeni roboczej pomiędzy rolkami narzędziowymi w zależności od stosowanych parametrów kinematycznych oraz uzyskiwanej redukcji przekroju poprzecznego wyrobu. Dla wybranych przypadków przeprowadzono badania doświadczalne, których wyniki potwierdziły trafność przyjętych założeń teoretycznych.

EN

This paper presents the technology of rolling-extrusion of axi-symmetrical parts of stepped axes and shafts type. Basic dependencies present during forming process of full and hollowed products in the aspect of process stability were characterized. In theoretical analysis, calculations of value of force squeezing billet into workspace between tool rolls were made depending on the applied kinematics parameters and obtained reduction of product cross-section. Experimental research were done for chosen cases. Their results confirmed the rightness of theoretical assumptions.

5

Ograniczenia prędkości kształtowania wyrobów w procesie przepychania obrotowego

Bartnicki J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2009

|

z. 77 [269]

5-10

PL

W pracy przedstawiono nową technologię przepychania obrotowego wyrobów pełnych i drążonych typu stopniowane osie i wały. Podano podstawowe parametry technologiczne i kinematyczne procesu gwarantujące stabilny jego przebieg. W analizie wyników badań skupiono się na podaniu granicznych wartości posuwu na obrót p, która to wielkość wiąże liniowe przemieszczenie popychacza z prędkością obrotową rolek kształtujących wprowadzany do przestrzeni pomiędzy nimi wsad. Na podstawie uzyskanych wyników podano dalsze perspektywy badawcze zmierzające do podniesienia wydajności tego procesu, zwłaszcza w odniesieniu do wyrobów drążonych przy zachowaniu wąskich tolerancji wymiarowych.

EN

This paper discusses the issue of manufacturing of hollowed products of axisymmetrical stepped shafts and axes types. Basing on the results of research done for cross rolling technologies of hollowed products, a new technology of rolling extrusion has been worked out. This solution connects in itself advantages of cross-wedge rolling by means of three work tools with additional possibilities provided by the pusher placing the billet in workspace. In that way the length of the obtained in this method product is limited by the pusher stroke and by the rigidity of the rotating billet, which may undergo bucking.

6

Badanie zjawiska wyboczenia ścianki w procesie wywijania kołnierzy w wyrobach drążonych

Gontarz A., Weroński W. S., Okoń Ł.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 11

778-782

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań procesu wywijania kołnierzy przy zastosowaniu trójsuwakowej prasy kuźniczej. Jednym z ograniczeń takiej metody jest wyboczenie ścianki kształtowanego wsadu drążonego. W opracowaniu przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu parametrów procesu na to ograniczenie. Jako zmienne parametry procesu przyjęto promień zaokrąglenia stempla kształtującego, czynnik tarcia oraz grubość ścianki wsadu drążonego. Analizę wykonano w oparciu o symulacje numeryczne metodą elementów skończonych dla przypadku kształtowania stopu aluminium 2618 na gorąco. Stwierdzono, że w zależności od wartości badanych parametrów można uzyskać wyroby: 1 - prawidłowe, 2 - z lekkim wyboczeniem, umożliwiającym wykonanie prawidłowej części w kolejnych operacjach kształtowania, 3 - wadliwe z dużym wyboczeniem lub z zakuciem. Na podstawie uzyskanych wyników określono wartości parametrów, przy których proces przebiega bez wystąpienia zjawiska wyboczenia ścianki kształtowanego elementu.

EN

Hollowed parts are more widely applied in aviation and automotive industry. An example of this type of products are hollowed shafts with external flanges. In case of a large difference between flange external diameter and shaft diameter, forming of these elements is complicated. The application of machining is time and material consuming process. It is possible to improve effectiveness of hollowed shafts with flanges manufacturing by application of metal forming methods. Considering the mentioned above issues, it was necessary to do research on flanging with the application of three-slide forging press. One of the limits of such a method is buckling of the formed hollowed billet wall. This paper presents results of research on buckling dependencies from process parameters. For the case of forming of aluminum alloy 2618, an analysis was made basing on numerical simulations by means of finite element method. Calculations were made assuming 3D state of strain. As changeable process parameters, the following were considered: forming punch rounding radius, friction factor and hollowed billet wall thickness. It was stated that depending on these parameters values, products can be obtained: 1 - proper, 2 - with small buckling, 3 - faulty products with large buckling or overlapping. On the basis of the obtained results, values of analyzed parameters for which process runs without buckling of the formed element were determined.

7

Analiza zakresu zastosowań przepychania obrotowego

Bartnicki J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 11

802-805

PL

W artykule przedstawiono technologię przepychania obrotowego jako metodę wytwarzania części typu stopniowane osie i wały w wersjach pełnych i drążonych. Wyniki przeprowadzonych badań teoretycznych pozwoliły na opracowanie założeń oraz wykonanie prototypowego agregatu PO-1 przeznaczonego do praktycznej realizacji prób doświadczalnych przepychania obrotowego. Wyniki tych badań pozwoliły na weryfikację przyjętych założeń i wyników obliczeń numerycznych MES oraz umożliwiły praktyczne ustalenie ograniczeń stabilności i wydajności tego procesu. Uzyskane wyniki wskazują dalsze kierunki badawcze zmierzające do rozwoju technologii przepychania obrotowego.

EN

This paper deals with rolling-extrusion process as a method of manufacturing of stepped axes and shafts products in full and hollowed versions. The results of theoretical research allowed for working out assumptions and making a prototype machine PO-1 destined for practical realization of rolling-extrusion experimental tests. These research results allowed for verification of the assumptions and results of numerical calculations FEM and allowed for determining limitations of process stability and efficiency. The obtained results point at further research directions aiming at the development of rolling--extrusion technology.

8

Proces przepychania obrotowego wałka stopniowanego ze stopu Ti6Al4V

Bartnicki J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 8

557-559

PL

Proces przepychania obrotowego jest jedną z najnowszych propozycji kształtowania plastycznego osiowosymetrycznych, stopniowanych wyrobów pełnych i drążonych typu osie i wały. W opracowaniu przedstawiono wyniki analiz teoretycznych zastosowania tego rozwiązania do kształtowania stopniowanego wałka ze stopu Ti6Al4V. W obliczeniach numerycznych MES, realizowanych za pomocą oprogramowania Deform3D, przeanalizowano przypadek przepychania obrotowego z wsadu pełnego i drążonego przy zmianie prędkości kształtowania opisanej jako posuw na obrót p. Wartości tego parametru dobierano bazując na wynikach wcześniejszych prób laboratoryjnych, realizowanych w agregacie do przepychania obrotowego PO-1, dla wsadów stalowych. Na podstawie wyników symulacji numerycznych określono kształt narzędzi roboczych (rolek) oraz wartości posuwów, które zapewniają uzyskanie wyrobu o założonym kształcie, z uwzględnieniem naddatków technologicznych na dalszą obróbkę mechaniczną.

EN

Rolling-extrusion process is one of the newest propositions of metal forming of axi-symmetrical, stepped hollowed and full products of axes and shafts type. This paper presents results of theoretical analyses of application of this solution for forming of a stepped shaft from Ti6Al4V alloy. In numerical calculations FEM, realized by means of the software Deform3D, a case of rolling extrusion from full and hollowed billet was analyzed, at change of forming velocity described as feed rate on rotation p. Values of this parameter were chosen basing on the results of former laboratory tests, realized in rolling extrusion machine PO-1 for steel billets. The shape of working tools (rolls) and feed rate values, which guarantee obtaining the product of the assumed shape, with consideration of technological allowance for the further machining, were determined on the basis of numerical simulations results.

9

Analiza teoretyczna procesu przepychania obrotowego wyrobów pełnych i drążonych

Bartnicki J., Pater Z., Gontarz A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2007

|

R. 52, nr 11

846-850

PL

Jedną z nowych technologii kształtowania stopniowanych wyrobów pełnych i drążonych, obok walcowania poprzeczno- -klinowego, może stać się przepychanie obrotowe. W procesie tym materiał jest kształtowany za pośrednictwem trzech obracających się narzędzi rolkowych. Wsad wprowadzany jest do przestrzeni roboczej pomiędzy rolkami za pomocą popychacza wykonującego równocześnie ruch postępowy i obrotowy. W przedstawionych w artykule badaniach numerycznych określono wpływ kształtu narzędzi oraz podstawowych parametrów kinematycznych procesu na jego przebieg. W obliczeniach stosowano komercyjny pakiet oprogramowania MSC.SuperForm 2005 oparty na metodzie elementów skończonych. Na podstawie przeprowadzonych badań numerycznych stwierdzono, że stabilność procesu przepychania obrotowego jest uzależniona od doboru właściwego kształtu i prędkości obrotowej rolek profilowych oraz ustawienia prędkości liniowej popychacza wprowadzającego materiał do przestrzeni roboczej pomiędzy rolkami. Jednym ze zjawisk ograniczających właściwy przebieg procesu okazało się intensywne spęczanie wsadu przed wejściem do przestrzeni roboczej. Występowanie tego zaburzenia udało się zredukować poprzez zastosowanie narzędzi o zmodyfikowanym kształcie.

EN

One of the new manufacturing technologies of stepped, hollowed parts, apart from cross-wedge rolling, can be a rolling-extrusion forming process. In this process material is formed by means of three rotational tools. The charge is provided by means of a pusher pushing the billet in a working space between the profiled rolls. Numerical research of this process in a few tools variants with the use of hollowed and full billets were made in order to determine the influence of tool shape geometry in this new forming method. In numerical simulations the MSC.SuperForm2005 software was used. This software based on the finite element method and it allowed for analyzing of the influence of different geometrical and technological parameters on the course of the rolling-extrusion process. On the basis of calculations it was stated that the process stability depends on different shapes of profiled rolls and its rotary velocities correlated with pusher displacement. One of the phenomenon which disturbed the proper course of the process was material upsetting before the rolls. This disturbance was eliminated by the application of rolls with modified shape. In this work the author focused on determining the practical range of tools geometrical parameters guaranteeing the proper course of the rolling-extrusion process.

10

Wedge-rolls rolling of hollowed parts

Pater Z., Bartnicki J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 18, nr 1-2

407--410

EN

Purpose: Presentation of the possibilities of application of a new manufacturing method, called wedge Rolls rolling (WRR) in forming of axi-symmetrical hollowed parts. Design/methodology/approach: The research work was done in a specially designed laboratory rolling mill LUW-2. During the research, hollowed parts from steel were rolled in hot forming conditions. Basic kinematical and force parameters of the process were noticed during rolling. Findings: On the basis of the conducted research it was stated that the WRR method could be used for forming of hollowed parts with the precision compared with the precision obtained in the typical cross wedge rolling processes (CWR). At the same time, it was proved that this method could be used for rolling from billets with the wall thinner than the wall given in the CWR. Research limitations/implications: The research were limited to the wedges with spreading angles within range of β = (5° ÷ 9°), with the constant values of forming angle α = 30° and relative reduction ratio δ = 1.45. In the future, it is planned to analyse the influence of changes of angle α and relative reduction ratio δ on the WRR process. Practical implications: The conducted research can be used for designing of a new industrial method of metal forming of hollowed parts. Originality/value: The innovation of this solution is based on the application of only one wedge for forming. Because of that, the WRR method is cheaper for implementation than used so far CWR processes. This method can be applied mainly in automotive and aviation industries.