Studium procesu przepychania obrotowego = The Study of Rolling-Extrusion Process

Abstract

Jedną z nowych technologii kształtowania stopniowanych wyrobów pełnych i drążonych, obok walcowania poprzeczno-klinowego, jest 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 pracy badaniach numerycznych określono wpływ kształtu narzędzi oraz podstawowych parametrów kinematycznych procesu na jego przebieg. W obliczeniach stosowano komercyjny pakiet oprogramowania MSC.SuperForm 2005 oraz Deform – 3D 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. Wyniki badań numerycznych stały się podstawą do opracowania założeń agregatu do przepychania obrotowego. Na podstawie obliczeń numerycznych przebiegu procesu przepychania obrotowego oraz analiz wytrzymałościowych z zakresu sztywności konstrukcji zaprojektowano i wykonano prototypowe agregaty do przepychania obrotowego PO-1 oraz PO-2. Maszyny te umożliwiły przeprowadzenie badań doświadczalnych o charakterze weryfikacyjnym w stosunku do wcześniejszego etapu symulacji numerycznych kształtowania wyrobów pełnych i drążonych. Uwzględnienie płynących z tych badań wniosków pozwoliło na zaprojektowanie procesów technologicznych przepychania obrotowego. Pomyślne rezultaty prób doświadczalnych pozwoliły sprawdzić w praktyce wnioski płynące z badań opisanych we wcześniejszych rozdziałach pracy. Innym efektem prowadzonych analiz było ustalenie dalszego kierunku rozwoju technologii przepychania obrotowego, do czego konieczna będzie dalsza modernizacja agregatu.