Publication details
Abstracts and keywords
W pracy przedstawiono stan zagadnienia dotyczący metod cięcia metalowych prętów okrągłych, z uwzględnieniem podziału na metody odpadowe i metody bezodpadowe. Z uwagi na szerokie stosowanie tego typu półfabrykatów oraz potencjalne możliwości lepszego wykorzystania materiału zaproponowano nową metodę dzielenia bezodpadowego metalowych prętów okrągłych, w oparciu o technologię walcowania poprzeczno - klinowego (WPK). Następnie na podstawie dokonanej analizy sformułowano cel i tezę pracy, oraz podano zakres prac badawczych przewidzianych do realizacji. Pierwszą część pracy badawczej poświęcono analizie procesu walcowania poprzeczno - klinowego na zimno rowka w kształcie litery V na obwodzie próbki walcowej. W obliczeniach wykorzystano metodę elementów skończonych (MES), zaś weryfikację doświadczalną przeprowadzono w walcarce laboratoryjnej LUW-2. W czasie walcowania dokonywano rejestracji podstawowych parametrów siłowych i kinematycznych. Na podstawie badań dokonano analizy: stanu naprężenia i odkształcenia w próbkach, zagadnienia wzrostu średnicy pręta podczas walcowania, sił kształtowania oraz czynników zakłócających przebieg walcowania V-rowka na obwodzie pręta. W celu wytypowania optymalnej geometrii karbu ( do stosowania w dalszych pracach badawczych) przeprowadzono próby łamania prętów (z V-rowkiem i bez niego) w specjalnie zaprojektowanym przyrządzie. Druga część wykonanych prac badawczych dotyczyła bezpośrednio procesu dzielenia bezodpadowego. Analizę teoretyczną procesu dzielenia wykonano bazując na metodzie elementów skończonych. W obliczeniach wykorzystano podstawowe modele pękania metali (kruchego i plastycznego). Podczas obliczeń zmieniano: kąt kształtujący a, kąt gięcia 0, gniot bezwzględny 1::,.r oraz długość oddzielanego odcinka pręta/. Uzyskane wyniki pozwoliły na dokładne przeanalizowanie procesu dzielenia w zakresie: stanu odkształcenia, parametrów siłowych, stanu naprężenia oraz rodzaju pękania dzielonego materiału. Badania doświadczalne całego procesu dzielenia prowadzono także w walcarce laboratoryjnej LUW-2 wyposażonej w specjalnie zaprojektowane i wykonane zestawy narzędziowe. W trakcie badań dokonywano pomiarów parametrów siłowo - kinematycznych procesu dzielenia. Próbki oddzielane od pręta badaną metodą miały odpowiedni poziom jakości, porównywalny z obecnie stosowanymi metodami cięcia. Wyniki uzyskane w badaniach potwierdziły postawioną tezę pracy i wykazały, że istnieje możliwość skutecznego dzielenia prętów w badanym procesie.
In this work, the problem of cutting methods of round metal bars, considering the division into methods: with waste and without it, is presented. Due to a wide application of this type of preforms and potential possibilities of better application of the materiał, a new method of splitting without waste of round metal bars was proposed, basing on the crosswedge rolling technology (CWR). N ext, on the basis of the analysis, the aim and thesis of the work were determined and the scope of research works for realization was given. The first part of the work was devoted to the analysis of the cross-wedge rolling process of a V -shape groove on the rolled workpiece circumference. The finite element method (FEM) was used in calculations, and the experimental verification was made in the laboratory rolling mill LUW-2. On the basis of calculations the analysis was made of: state of strain and stresses in workpieces, problem of the increase of bar diameter during rolling, forming forces and factors disturbing the rolling process of V-groove in the bar circumference. In order to determine the optimal geometry of the notch (for the application in further research works), the tests of bars breaking (with V-groove and without it) were made in a specially designed tools. The second part of the research works dealt directly with the process of splitting without waste. The theoretical analysis of the splitting process was made basing on the finite element method. Basic models of metal cracking (brittle cracking and ductile cracking) were used in calculations. During calculations the following data were changed: forming angle a, bending angle 0, reduction ratio 11r and length of the split part of the bar l. The obtained results allowed for a precise analysis of the splitting process within the scope of: state of strain, force parameters, state of stress and kind of cracking in the split materiał. Experimental research of the whole splitting process were also done in the laboratory rolling mill LUW-2, equipped with specially designed and made tools sets. During the research, the forcekinematics parameters of the splitting process were measured. Workpieces split from the barby means of the analyzed method had appropriate quality level, compared with the cutting methods used at present. The results obtained in research confirmed the work thesis and showed that there is a possibility of effective bars splitting in the analyzed process.
