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.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
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.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Rolling-extrusion process is potentially one of the new manufacturing technologies of stepped, hollowed parts. In this process mateIial 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 profiledrolls. Numerical research of this process in a few tools variants with the use of hollowed 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 coutse of the rollingextrusion process. On the basis of calculations it was stated that the proces s stability depends on different shapes of profiled rolls and its rbtary velocities corrclated with pusher displacement. One of the phenomenon which disturbed the proper course of the hollowed parts manufacturing proces s was excessive ovalization of cross-sections of the formed workpiece. This disturbance was e1iminated by the application ol' correctly combined tools velocities and reduction ratios. In this work the authors focused on determining the practical range of tools geometrical and kinematical parameters guaranteeing the proper course of the rolling-extrusion proces s of hollowed parts.
PL
W pracy przedstawiono koncepcję kształtowania stopniowych wyrobów pełnych i drążonych, za pomocą przepychania obrotowego. 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 pracy 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 ustalenia prędkości liniowej popychacza.
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.
W artykule przedstawiono analizę procesu przepychania obrotowego wałka drążonego wykonywanego ze stopu aluminium 6061. Analizy numeryczne tego przypadku kształtowania wykonano za pomocą oprogramowania Deform3D z pełnym uwzględnieniem zjawisk cieplnych zachodzących w trakcie procesu. Uzyskane wyniki obliczeń w postaci rozkładów naprężeń, odkształceń oraz wartości sił w kolejnych stadiach kształtowania pozwoliły na wytypowanie zestawu narzędziowego (trzy rolki robocze oraz trzpień kalibrujący), który zastosowano w próbach doświadczalnych. W badaniach tych wykorzystano agregat do przepychania obrotowego PO-1, wyposażony w układ pomiarowy umożliwiający rejestrację sił kształtowania. Otrzymane rezultaty potwierdziły możliwość stosowania tej technologii kształtowania wyrobów drążonych ze stopów aluminium.
EN
This paper presents the analysis of rolling extrusion process of a hollowed shaft made from aluminum 6061. Numerical analyses of this forming case were conducted by means of software Deform 3D with consideration of all thermal phenomena present during the process. The obtained results, in the form of distributions of stresses, strains and force values at particular stages of forming, allowed for determining tools set (three working rolls and sizing mandrel), which was worked out and destined for experimental tests. In experimental research, an aggregate for rolling extrusion process PO-1 was used, equipped in measuring unit allowing for registering of forming forces. The obtained results confirmed the possibility of application of this forming technology of hollowed products from aluminum alloys.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.