Walcowanie poprzeczno-klinowe odkuwek o kształtach złoźonych

Abstract

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.