Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 25

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  cross wedge rolling
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
Cross wedge rolling (CWR) is one of the most effective plastic deformation methods utilized for the production of shaft parts or non-shaft preforms with refined grains and improved mechanical properties. The main goal of this work was to study the influence of CWR process parameters on the microstructure evolution and mechanical properties of a TC6 alloy and determine the suitable process parameters for a TC6 alloy blade preform fabricated with CWR. The results showed that the volume fraction of the equiaxed α phase (fα_e) decreased from ~ 0.38 to ~ 0.04 by increasing the initial deformation temperature, and the elongation (El) also decreased from ~ 19.6 to ~ 11.8% because dislocation slip first started in the equiaxed grains and then dispersed into the adjacent grains. Thus, additional equiaxed grains contributed to an increased plasticity. Moreover, with an increasing area reduction, the value of fα_e increased from ~ 0.14 to ~ 0.31, and the grain refinement and microstructure uniformity also increased. In addition, the El was significantly reduced by over 50%, but the ultimate tensile strength (UTS) and yield strength (YS) increased under WC (water cooling) conditions due to the precipitation of the acicular secondary α phase and pinning effect of the small equiaxed α phase. Based on the determined suitable parameters, the TC6 alloy blade preform was successfully manufactured by CWR, the microstructure was evenly distributed, and the UTS, YS and El were 1120.1 MPa, 1020.9 MPa and 15.2%, respectively, which meet the current technical requirements.
EN
The article presents an innovative method of manufacturing hollow rail axles using three combined wedge rolls. The proposed solution was evaluated using numerical simulation. Two cases of forming, differing in the wall thickness of the billet, were analysed. The geometry of the formed axles, distributions of the effective strain, temperature and damage function were presented. Moreover, the changes to the forces and torques acting on each roll were presented.
EN
The precise forming of inner hole has been a major technical difficulty in the cross wedge rolling (CWR) of hollow shaft. This paper proposes a new process to form hollow shafts with variable inner diameters by using the CWR with mandrel control. The forming characteristics and dimension precision of this process are analyzed by combining finite element modelling (FEM) and forming trials. The hole step of hollow shaft with variable inner diameter is formed in a spiral pattern. The helixes result in many micro-steps in hole step when forming the right-angle inner step. The metal flow lines demonstrated that mandrel step hindered the axial metal flow of inner hole and the metals were accumulated in hole step. The rolling load increases in the process of forming hole step. The mandrel is subjected to axial load when hole contacts the mandrel step. The roundness can be improved by reducing the mandrel diameter in knifing position. The axial accuracy of inner diameter can be classed as three parts: hole expansion, stable rolling, hole shrinkage. The compensated mandrel was designed to improve axial precision of inner diameter. The results showed that the inner hole dimension can be effectively controlled.
4
Content available remote New forming possibilities in cross wedge rolling processes
EN
The paper describes limitations in the process of cross wedge rolling (CWR). The problem of necking (rupture) of a shaft step is discussed in detail. In addition, the paper also overviews the state of the art of modelling the cross wedge rolling process by the finite element method-based software, Deform-3D. Next, the paper presents methods for increasing effectiveness in two types of CWR: cross wedge rolling where axial flow of metal is blocked and cross wedge rolling with upsetting. The proposed rolling methods are then verified numerically by Deform-3D. Finally, the presented solutions are verified in experimental tests of a rolling process for producing a lever (with blocked axial flow of metal) and for an upset rolling process for producing a driving shaft.
5
Content available remote Konstrukcja i możliwości technologiczne uniwersalnej walcarki kuźniczej
PL
Przedstawiono wybrane wyniki prac badawczych związanych z opracowaniem i weryfikacją konstrukcji wielozadaniowej walcarki kuźniczej, przeznaczonej do realizacji takich procesów, jak: walcowanie kuźnicze wzdłużne, walcowanie poprzeczno-klinowe oraz dzielenie bezodpadowe prętów. W trakcie prac konstrukcyjnych wykorzystano nowoczesne narzędzia numeryczne CAD/CAE, ułatwiające projektowanie i analizę konstrukcji. Zaprojektowana walcarka charakteryzuje się dużą uniwersalnością – z uwagi na możliwość realizacji 2 odmiennych kinematycznie procesów walcowania kuźniczego (wzdłużnego i poprzecznego) oraz dzielenia bezodpadowego półfabrykatów. Jej możliwości technologiczne są znacznie większe w porównaniu z maszynami stosowanymi obecnie w przemyśle. Weryfikację przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych przeprowadzono podczas prób uruchomieniowych. Uzyskane wyniki w pełni potwierdziły przydatność wielozadaniowej walcarki kuźniczej do kształtowania odkuwek i przedkuwek oraz dzielenia prętów.
EN
The paper presents selected results of the research related to the development and verification of a multi-purpose construction of forging mill suitable for the following processes: longitudinal roll forging, cross-wedge rolling, and steel bar cropping. Modern CAD/CAE numerical tools have been used to facilitate the design and analysis of the construction. The designed forging mill is characterized by high versatility due to the possibility of two different kinematic processes of roll forging (longitudinal and transverse) as well as semi-products waste-free cropping. Its technological capabilities are considerably higher as compared to the machines currently used in industry. Verification of adopted construction solutions was made during the commissioning tests. The achieved results have fully confirmed the usefulness of multi-task forging mill for rolling forgings and preforms as well as cropping process.
EN
The paper reports the results of theoretical and experimental tests of a forming process for producing ball studs which are widely used in the automotive industry. It is proposed that semi-finished ball studs are produced by cross wedge rolling in a double configuration. The theoretical analysis was performed by numerical techniques based on the finite element method. Numerical computations were made using the simulation software DEFORM v 11.0. During the simulations, the accuracy of the adopted tool design was verified, and optimal parameters of the process along with the effect of selected parameters of the process and the quality of produced parts were determined. The proposed rolling process was verified under laboratory conditions using a flat-wedge forging machine available at the Lublin University of Technology. The experimental findings show a high agreement with the numerical results, in terms of both quality and quantity. The results confirm that ball studs can be produced by the proposed cross wedge rolling technique.
PL
W artykule przedstawiono przykład walcowania długiego wału głównego, wykorzystywanego w samochodach półciężarowych, metodą walcowania poprzeczno-klinowego. Omówiono zasadę tego procesu kształtowania, podkreślając zalety tej metody wytwarzania. Przedstawiono wyniki analizy numerycznej, progresję kształtu wyrobu w trakcie walcowania, mapy intensywności odkształcenia i temperatury oraz rozkłady sił i momentów walcowania, które potwierdziły przydatność proponowanej technologii do wytwarzania wałków długich.
EN
The paper discusses a technique of cross wedge rolling and its application to the production of long main shafts that are used in light trucks. First, the design of this forming technique is described. Then the paper stresses the main advantages of this process production. Finally, the reported numerical results workpiece shape change during rolling, maps of effective strains and temperatures as well as loads and torques confirm that the discussed technique is suitable for producing long shafts.
PL
W artykule przedstawiono analizę wpływu temperatury nagrzewania materiału wsadowego na otrzymywaną odkuwkę w procesie walcowania poprzeczno-klinowego. Efektem prac badawczych była analiza kształtu, dokładności wymiarowej, wad wewnętrznych odkuwek oraz rozkładów sił walcowania. Na podstawie uzyskanych wyników eksperymentalnych określono temperaturę nagrzewania wsadu umożliwiającą uzyskanie dobrych własności plastycznych materiału do walcowania poprzeczno-klinowego sworzni kulistych.
EN
The paper investigates the effect of billet temperature on a cross wedge rolling process for producing a ball stud. As a result, it is possible to examine parameters such as the shape, dimensional accuracy and internal defects of the produced part, as well as the variations in the rolling forces. The experimental results serve as a basis for determining the billet temperature which ensures high plastic properties of material used for producing ball studs by cross wedge rolling.
PL
W artykule zaprezentowano wybrane wyniki prac nad technologią walcowania poprzeczno-klinowego (WPK), które realizowane były w Politechnice Lubelskiej. Przedstawiono możliwości oraz przykłady praktycznego zastosowania technologii WPK, a także perspektywę dalszego jej rozwoju.
EN
The paper presents a selection of the results of investigation of the cross wedge rolling (CWR) technique conducted at the Lublin University of Technology. The CWR technique is described and examples of its application fields are presented. Prospective developments of the CWR technique are presented, too.
PL
W artykule opisano budowę i możliwości technologiczne walcarki poprzeczno-klinowej, którą zaprojektowano i zbudowano w Politechnice Lubelskiej. Przedstawiona walcarka może być wykorzystywana do walcowania wyrobów osiowosymetrycznych ze stopów metali lekkich oraz stali. Opisano przeprowadzoną analizę wytrzymałościową MES walcarki dla różnych wariantów obciążenia, która poprzedzała prace związane z wykonaniem maszyny. Zaprezentowano również wyniki pierwszych prób walcowania na przykładzie wałków stopniowanych wykonanych ze stopu aluminium.
EN
This article describes the construction and technological possibilities of the cross wedge rolling mill, which was designed and built in Lublin University of Technology. The rolling mill can be used for producing axisymmetric forging made of lightalloy and steel. Described FEM strength analysis carried out for the different variants of the mill load that preceded the work related to the performance of the machine. Also presented results of the first rolling tests for example, stepped shafts made of aluminum alloy.
PL
W artykule przedstawiono nowa koncepcję walcowania poprzeczno-klinowego. Głównym celem badań było potwierdzenie słuszność nowej koncepcji zaprojektowanych narzędzi, które umożliwiają uzyskanie dużych wartości redukcji przekroju poprzecznego na stosunkowo krótkiej drodze kształtowania bez wystąpienia niebezpieczeństwa przewężenia lub zerwania odkuwki. W celu zweryfikowania nowej koncepcji walcowania wykonano modelowanie numeryczne oparte na metodzie elementów skończonych. Badania przeprowadzono wykorzystując do tego oprogramowanie Simufact.Forming v.11, a symulacje numeryczne przeprowadzone zostały na przykładzie walcowania przedkuwki d􀄨wigni ze stopu aluminium 2017A. Na podstawie zrealizowanych prac potwierdzono słuszność przyjętych założeń, wyznaczono progresję kształtu odkuwki, mapy intensywności odkształcenia, kryterium zniszczenia i temperatury oraz parametry siłowe walcowania.
EN
The paper describes a new cross-wedge rolling technique. The primary aim of the investigation was to verify the design of tools which enable substantial cross-sectional reductions over a relatively short forming path without workpiece necking or rupture. The proposed cross-wedge rolling technique was analyzed numerically by the finite element method. The numerical modelling of a lever made of 2017A aluminium alloy was performed using the Simufact.Forming v.11 software. The numerical results confirmed that the assumptions of the proposed cross wedge rolling technique are correct. Variations in the workpiece shape as well as distributions of the effective strain, damage criterion, temperature, load and torque were determined.
PL
Przedstawiono wybrane wyniki badań teoretyczno-doświadczalnych procesu walcowania poprzeczno-klinowego odkuwki wałka stopniowanego w układzie dwóch walców roboczych. Rozważania teoretyczne zostały oparte na modelowaniu numerycznym, przeprowadzonym metodą elementów skończonych. Do obliczeń wykorzystano dostępny na rynku pakiet oprogramowania Simufact Forming. Podczas symulacji analizowano kinematykę płynięcia materiału, parametry termiczne procesu, a także możliwość pojawienia się zjawisk zakłócających stabilny przebieg walcowania. Weryfikację doświadczalną przeprowadzono w uniwersalnym agregacie kuźniczym, własnej konstrukcji. W trakcie eksperymentu ukształtowano serię próbną odkuwek, określono geometrię uzyskanych wyrobów, a także wyznaczono parametry siłowe walcowania. Przedstawiono również budowę urządzenia, jego możliwości technologiczne oraz potencjalny obszar zastosowania. Na podstawie uzyskanych wyników potwierdzono poprawność przyjętych założeń konstrukcyjnych uniwersalnej walcarki kuźniczej, a także zweryfikowano modele numeryczne, wykorzystywane w symulacjach MES.
EN
The paper presents a selection of the numerical and experimental results of a cross wedge rolling process for producing stepped shafts by two working rolls.The numerical modelling of this process was performed by the finite element method, while the calculations were made using the commercial simulation suite Simufact Forming. The process was investigated with respect to the kinematics of metal flow, thermal variables as well as the occurrence of phenomena disturbing process stability. The numerical results were verified in experiments performed in a universal roll forging machine that was designed and constructed by the authors of this paper. In the experiment, we produced a test run of stepped shafts and examined their geometry, as well as analyzed loads and torque in the rolling process. In addition to this, the paper describes the design of the machine, its technological capabilities and potential applications. The experimental results have confirmed thatthe design of the universal roll forging machine and the FEM numerical models are correct.
PL
W opracowaniu przedstawiono innowacyjną metodę walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek kul z główek złomowanych szyn kolejowych. Scharakteryzowano również inne metody wytwarzania kul na mielniki do młynów kulowych, a następnie przybliżono zalety nowej technologii. Koncepcja WPK kul zaproponowaną metodą została wstępnie zweryfikowana metodą elementów skończonych. W trakcie obliczeń wyznaczono geometrię walcowanych wyrobów w kolejnych etapach procesu, określono kinematykę płynięcia materiału. Analizie poddano również rozkłady sił kształtowania oraz parametry termiczne występujące w trakcie walcowania. Opierając się na uzyskanych wynikach potwierdzono możliwość walcowania kul bezpośrednio z główek odciętych od złomowanych szyn kolejowych. Przedstawiony proces walcowania jest znacznie efektywniejszy w stosunku innych, dotychczas stosowanych metod wytwarzania kul.
EN
This study presents an innovative cross wedge rolling (CWR) method for producing balls from heads of scrap railway rails. First, an overview of current methods for producing balls used as grinding media in grinding mills is given. Then, the new method and its advantages are described. The proposed CWR-based technique for producing balls is modelled numerically by the finite element method. The modelling involves determination of the workpiece geometry in successive stages of the process and the kinematics of metal flow. Variations in the forming forces and thermal parameters during the rolling process are examined, too. The numerical results confirm that the proposed method can be used to produce balls from heads cut from scrap railway rails. The proposed rolling process is more effective than other widely used processes for producing balls.
EN
The paper presents a selection of numerical and theoretical results of the cross wedge rolling process for producing stepped shafts made of aluminum alloy 6061. The numerical modeling was performed using the FEM-based Simufact Forming simulation software. In the simulations, we examined the kinematics of metal flow and determined the distribution patterns of effective strains, temperatures, axial stresses and the Cockroft-Latham damage criterion. Variations in the rolling forces were determined, too. The numerical results were verified experimentally using a universal rolling mill designed and constructed by the present authors. This machine can be used to perform such processes as cross wedge rolling, longitudinal rolling and round bar cropping. During the experiments, we examined process stability and finished product geometry and recorded the torques. The experimental results confirm that axisymmetric aluminum alloy shafts can be produced by cross wedge rolling with two rolls. Last but not least, the experiments served to evaluate the technological potential of the rolling mill used.
PL
W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań teoretyczno – doświadczalnych procesu walcowania poprzeczno – klinowego odkuwki wałka stopniowanego ze stopu aluminium w gatunku 6061. Analizę teoretyczną przeprowadzono w programie Simufact Forming, bazującym na metodzie elementów skończonych. W trakcie symulacji analizowano kinematykę płynięcia materiału, wyznaczono rozkłady intensywności odkształcenia, temperatury, naprężeń w kierunku osiowym oraz kryterium zniszczenia wg Cockrofta Lathama. Ponadto określono parametry siłowe podczas walcowania. Weryfikacji doświadczalnej wyników modelowania numerycznego procesu walcowania dokonano w uniwersalnej walcarce kuźniczej, która stanowi własna konstrukcję. Zastosowana walcarka umożliwia realizacje takich procesów jak: walcowanie poprzeczno-klinowe, walcowanie kuźnicze wzdłużne oraz dzielenie bezodpadowe. Podczas eksperymentu analizowano stabilność procesu, geometrie ukształtowanych odkuwek oraz rejestrowano wartość momentów obrotowych. Uzyskane wyniki prowadzonych badań potwierdziły możliwość kształtowania osiowosymetrycznych odkuwek ze stopów aluminium metodą WPK dwoma walcami. W trakcie eksperymentu określono również możliwości technologiczne walcarki.
15
Content available Innovative Metal Forming Technologies
EN
In this paper the new metal forming technologies developed at Lublin University of Technology are presented. The team of Metal Forming and Numerical Modeling Department focus on finding new solutions for different parts manufacturing. Among them, the researchers were interested in rotational forming processes for full and hollow parts: cross wedge rolling, helical wedge rolling, rotary compression and rolling extrusion. Short descriptions of the chosen processes and realized research of them are shown.
16
Content available Cross wedge rolling with upsetting
EN
The paper describes cross wedge rolling with upsetting, a process in which axially symmetric parts with steps whose diameters are larger than billet diameters can be formed. Taking advantage of numerical modeling, the effect of such basic geometric parameters of the rolling process as the spreading angle, forming angle, reduction ratio, and rolling length on upsetting (defined by the diameter increase ratio) was determined. The paper also presents the results of experimental tests performed to roll a stepped shaft whose one step had a diameter half as large as that of the billet.
PL
W artykule scharakteryzowano proces walcowania poprzeczno-klinowego ze spęczaniem. w którym możliwe jest kształtowanie wyrobów osiowo-symetrycznych ze stopniami o średnicy większej od średnicy wsadu. Stosując modelowanie numeryczne określono wpływ podstawowych parametrów walcowania (kąta rozwarcia klina, kąta kształtującego, stopnia gniotu i długości walcowania) na efekt spęczania (charakteryzowany przez współczynnik wzrostu średnicy). Przedstawiono także wyniki prób doświadczalnych walcowania wałka stopniowanego, którego jeden ze stopni miał średnicę o 50% większą od średnicy zastosowanego materiału wsadowego.
EN
The article presents the results of numerical analysis of splitting without waste on the basis of cross wedge rolling in double rolling mechanism. The analysed process concerns rolling the charge of V-shaped groove, and rotary bending causing the split of the material. In the calculations a method of finite elements (FEM) was used. The obtained results allowed detailed analysis of the splitting process in terms of the level of deformation, strains, material breaking, flow kinematics and strength parameters.
18
PL
Przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu kształtowania plastycznego odkuwki wielostopniowego wałka napędowego ze stopu tytanu Ti6Al4V, który jest wytwarzany ze stali w procesach skrawania. Symulacje numeryczne wykonano dla trzech technik plastycznego kształtowania: kucia matrycowego na młocie, walcowania poprzecznoklinowego oraz obciskania obrotowego. Obliczenia przeprowadzono w oparciu o metodę elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjne pakiety oprogramowania DEFORM – 3D oraz Simufact forming. Omówiono modele geometryczne zastosowane w obliczeniach. Symulacje przeprowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia, w trakcie którego wyznaczano rozkłady intensywności odkształcenia oraz temperatur, a przede wszystkim określono możliwości wytwarzania odkuwek wałka napędowego w procesach obróbki plastycznej. Opisane rezultaty badań numerycznych potwierdzają zasadność podjęcia prac badawczych, mających na celu przemysłowe wdrożenie procesów plastycznego kształtowania elementów stosowanych w przemyśle lotniczym.
EN
Presented are the results of numerical analysis to a Ti6AI4V titanium alloy multistepped drive shaft forging prepared for further machining operations. Numerical simulations were carried out for three process methods, viz: hammer drop forging, cross wedge rolling and crimping. For the calculations the finite element method was applied with use of the commercial software pack DEFORM - 3D and Simufact forming.
PL
W opracowaniu przedstawiono rezultaty analiz numerycznych odnoszących się do procesów walcowania poprzeczno - klinowego (WPK) wałków ze stopniami: mimośrodowym, uzębionym i w kształcie ślimaka. Symulacje wykonano metodą elementów skończonych w programie DEFORM-3D. Podano obliczone progresje kształtu wałków.
EN
Results of numerical analysis of cross - wedge rolling (CWR) processes of three shafts are presented in this paper. First one of them has an eccentric step, second one has a step with toothed wheel rim (with skew teeth) and the third one has a step with worm winding (in the shape of trapezoidal screw). Simulations were made in software DEFORM-3D. Calculated shape progressions of shaft are shown.
20
Content available remote Analysis of cross rolling process of toothed titanium shafts
EN
This paper presents the results of thermo-mechanical analysis of two stepped shafts. One of them has a step with toothed wheel rim (with skew teeth) and the second one has a step with worm winding (in the shape of trapezoidal screw). The shape of tools for toothing forming is similar to the shape used in a well-known Roto-Flo method (the basic differences include: rolling of whole shaft in hot rolling conditions, lack of mounts for stabilization of workpiece placement during rolling). Calculations were made in software DEFORM-3D, assuming that the shafts are rolled from titanium alloy Ti6Al4V. In the results of calculations, it was stated with high probability that the application of cross-wedge rolling allows for forming of stepped shafts with toothed steps in one working cycle. Moreover, temperature, strain and damage criterion distributions in the rolled product were analyzed and information concerning forces necessary for the rolling process realization was obtained.
PL
W artykule przedstawiono wyniki analizy termomechanicznej dwóch wałków stopniowanych. Jeden z nich ma stopień z wieńcem zębatym (o zębach skośnych), zaś drugi uzwojenia ślimaka (w kształcie śruby trapezowej). Kształt narzędzi stosowanych do walcowania uzębień jest zbliżony do wykorzystywanego w znanej metodzie Roto-Flo (podstawowe różnice to walcowanie na gorąco całego wałka oraz nie stosowanie kłów do stabilizacji położenia odkuwki w trakcie kształtowania). Obliczenia wykonano w programie DEFORM-3D, zakładając ze wałki walcowane są ze stopu tytanu Ti6Al4V. W efekcie wykonanych obliczeń, z dużym prawdopodobienstwem, stwierdzono, że stosując metodę walcowania poprzeczno-klinowego można kształtować w jednym przejściu wałki stopniowane ze stopniami uzębionymi. Ponadto, prześledzono rozkłady temperatury, odkształcenia i kryterium zniszczenia w wyrobie odwalcowanym oraz uzyskano informacje na temat sił niezbędnych do realizacji procesu walcowania.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.