Walcowanie poprzeczno-klinowe odkuwek o kształtach złoźonych

Gontarz, Andrzej; Pater, Zbigniew; Tomczak, Janusz

Walcowanie poprzeczno-klinowe odkuwek o kształtach złoźonych

Type

Book

Subtype

Monograph

Authors/Creators

Gontarz, Andrzej

;

Pater, Zbigniew

;

Tomczak, Janusz

Ministerial publisher

Politechnika Lubelska

ISBN

978-83-62596-33-1

Date

2011

Abstract PL

W książce przedstawiono wyniki prac badawczych dotyczących nowatorskiej metody kształtowania stopni odkuwek wydłużonych o przekrojach poprzecznych różnych od kołowego, bazującej na technologii walcowania poprzeczno-klinowego (WPK). Analiza teoretyczna procesu WPK odkuwek ze stopniami kształtowymi została przeprowadzona w oparciu o metodę elementów skończonych (MES). Wykorzystując komercyjne pakiety oprogramowania MES (MSC.SuperForm 2005 oraz DEFORM-3D) w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia wyznaczono podstawowe parametry siłowe, energetyczne i kinematyczne procesu oraz określono możliwości wytwarzania takich elementów technikami WPK. Weryfikację doświadczalną opracowanych sposobów kształtowania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych Katedry Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej Politechniki Lubelskiej, wykorzystując płasko-klinową walcarkę LUW-2. Po krótkim wprowadzeniu w rozdziale pierwszym omówiono obszary zastosowań wyrobów (wałków) ze stopniami o przekrojach kształtowych oraz przedstawiono sposoby ich wytwarzania w przemyśle. Przybliżono również podstawowe wiadomości z zakresu WPK wyrobów osiowo-symetrycznych oraz dokonano klasyfikacji procesów ze względu na kształt narzędzi, ich napęd i zastosowanie. W rozdziale drugim przedstawiono wyniki badań numerycznych, przeprowadzonych przy wykorzystaniu MES, procesu WPK odkuwek ze stopniami o przekrojach poprzecznych różnych od kołowego, które następnie zweryfikowano w badaniach doświadczalnych. Omówiono także szczegółowo sposób kalibrowania narzędzi płasko-klinowych stosowanych w badaniach. W kolejnym rozdziale opisano procesy WPK wyrobów ze stopniami kształtowymi, w których redukcja przekroju poprzecznego nie ulega zmianie. Porównano wyniki uzyskane w analizie numerycznej oraz podczas badań doświadczalnych. Rozdział czwarty poświęcono procesom WPK odkuwek walcowanych z wsadu kształtowego. Omówiono sposób kalibrowania narzędzi i podano zakresy parametrów geometrycznych, gwarantujących stabilny przebieg procesu walcowania. Przedstawiono również wyniki badań numerycznych i doświadczalnych procesów WPK prowadzonych na wsadach o przekrojach kwadratowych i sześciokątnych. Kształtowanie wałków ze stopniami mimośrodowymi opisano w rozdziale piątym. Omówiono w nim dotychczas stosowane metody wytwarzania wałów mimośrodowych, a następnie przedstawiono koncepcję kształtowania tego typu wyrobów w procesach WPK. Następnie opisano wyniki analizy numerycznej i badań doświadczalnych procesu walcowania poprzeczno-klinowego wałków mimośrodowych. W rozdziale szóstym omówiono procesy wytwarzania wałków z wieńcami zębatymi, a następnie zaproponowano zastosowanie technologii WPK do kształtowania tych elementów. Przedstawiono również wyniki analizy numerycznej, przeprowadzonej w oparciu o MES oraz badań doświadczalnych w zakresie walcowania na gorąco wałków z wieńcami zębatymi o uzębieniach prostych, śrubowych, łukowych i daszkowych wykorzystując płaskie narzędzia klinowe. Rozdział siódmy opisuje procesy WPK uzwojeń ślimaka. Omówiono w nim sposób kalibrowania płaskich narzędzi klinowych oraz podano kształty wsadu gwarantującego uzyskanie prawidłowych wyrobów. Przedstawiono również wyniki analizy numerycznej oraz badań doświadczalnych procesu WPK wałków z uzwojeniami ślimaków. W rozdziale ósmym przedstawiono końcowe wnioski z przeprowadzonych obliczeń numerycznych oraz badań doświadczalnych nowatorskich procesów WPK wyrobów mających stopnie o przekrojach poprzecznych różnych od kołowego. Podano również korzyści płynące ze stosowania opisanych procesów w przemyśle.

Abstract EN

This book presents results of research works concerning a modern forming method of elongated billets steps with cross sections different from circular, which is based on cross-wedge rolling (CWR). Theoretical analysis of CWR process of billets with steps different from circular was made on the basis of finite element method (FEM). Applying commercial software FEM (MSC SuperForm 2005 and DEFORM 3D) in conditions of 3D state of strain, basic force parameters, kinematics and energy parameters of the process were determined and manufacturing possibilities of such elements by means of CWR techniques were given. Experimental verification of worked out forming methods was made in laboratory conditions at the Department of Computer Modelling and Metal Forming at Lublin University of Technology, using a flat wedge rolling mill LUW-2. After a short introduction, in the first chapter are presented areas of application of products (shafts) with steps with sections different from circular and their manufacturing in industry. Basic information within the scope of CWR of axi-symmetrical products are given and processes are classified depending on tools shape, their drive and application. The second chapter deals with results of numerical research conducted with the application of FEM, CWR process of forgings with cross sections different from circular, which were later verified in experiments. Flat –wedge sizing is discussed in details. The third chapter describes CWR processes of products with steps different from circular, in which reduction of cross sections does not change. Results obtained in numerical analysis and during experimental research are compared. The fourth chapter deals with CWR processes of forgings rolled from non-circular billet Tools sizing is discussed and scope of geometrical parameters guaranteeing stability of rolling process is given. Results of numerical research and experimental CWR processes on billets with square and hexagonal sections are also presented in this chapter. Forming of shafts with eccentric steps is described in the fifth chapter. This chapter also deals with used so far methods of manufacturing of eccentric shafts and presents conception of forming of this type of products in CWR processes. Next, numerical analysis and experimental research results of crosswedge rolling process of eccentric shafts are given. The sixth chapter concerns processes of manufacturing of shafts with toothed wheel rims and next CWR technology is proposed for their forging. Results of numerical analysis, conducted basing on FEM, and experimental research within the scope of rolling in hot conditions of shafts with toothed wheel rims with teeth-simple, screwed, curved, herringbone- with application of flat wedge tools are also discussed. The seventh chapter deals with CWR processes of worm winding. The way of sizing of flat wedge tools is analyzed and billet shapes guaranteeing obtaining proper products are provided. Results of numerical analysis and experimental research of CWR process of shafts with worm winding are discussed here as well. The last, eighth chapter, presents final conclusions resulting from conducted numerical calculation and experimental research of modern CWR process of products with steps with cross section different from circular. Advantages of application of the described processes in industry are also given.

Keywords PL

walcowanie poprzeczno-klinowe

WPK (walcowanie poprzeczno-klinowe)

Keywords EN

cross-wedge rolling

CWR (cross-wedge rolling)

Additional information

zawiera interaktywny spis treści
contains interactive contents

Statistics