W pracy przedstawiono metodę walcowania uzębień stożkowych za pomocą trzech rolek kształtowych i popychacza wprowadza- jącego wsad do przestrzeni roboczej pomiędzy narzędziami. Obliczenia numeryczne procesu walcowania przeprowadzono metodą elementów skończonych (MES) z wykorzystaniem komercyjnego pakietu oprogramowania DEFORM 3D v.10.0. Skorzystano z opcji pełnej analizy termomechanicznej w przestrzennym stanie odkształcenia. Zakres wykonanych obliczeń numerycznych obejmował analizę kształtu uzyskiwanego wyrobu, ze szczególnym uwzględnieniem zarysu uzębienia stożkowego oraz badania rozkładów na- prężeń, odkształceń i temperatur w wyrobie kształtowanym. This paper presents the rolling method of conical teeth by means of three forming rolls and a pusher implementing the billet into the workspace between tools. Numerical calculations of the rolling process were conducted by means of finite element method (FEM) with the application of the commercial software DEFORM3D v.10.0. The option of complete th[...]

  W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu kucia odkuwki tłoka motocyklowego silnika spalinowego ze stopu aluminium w gatunku 2618A. Proces zamodelowano w dwóch wykrojach matrycujących zamkniętych na prasie hydraulicznej. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono opierając się na metodzie elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania DEFORM‐3D w wersji 10.0. Symulacje prowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia, w trakcie których wyznaczono geometrię przedkuwki i odkuwki tłoka. Określono również rozkłady odkształceń oraz przebiegi sił kształtowania. Omówiono również sposoby wytwarzania tłoków stosowanych w silnikach spalinowych oraz wpływ zastosowanej metody kształtowania na ich wytrzymałość. Opisane rezultaty badań numerycznych potwierdzają możliwość wytwarzania odkuwek tłoków stosowanych w silnikach spalinowych metodami obróbki plastycznej. Słowa kluczowe: tłok silnika spalinowego, kucie matrycowe, stopy aluminium NUMERICAL ANALYSIS OF METAL FORMING PROCESS OF A COMBUSTION ENGINE PISTON FROM ALUMINUM ALLOY 2618 A This paper presents the results of numerical analysis of forging process of a part of a motorcycle combustion engine piston from aluminum alloy 2618A.This process was modeled in two close die impressions on a hydraulic press. The numerical analysis of the process was made basing on finite element method (FEM), using the commercial software DEFORM‐3D in version 10.0. Simulations were made in conditions of three dimensional state of strain. During simulations the preform geometry and geometry of the piston forging were determined. Strains distributions and forming forces course were also Dr inż. Janusz Tomczak, mgr inż. Damian Maciejczak — Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, Lublin. Rudy Metale R56 2011 nr 10 UKD 539.214:539.388.25:669.715: :621.432:621.73.043:621.73.047:519[...]

  W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu kucia stożkowego koła zębatego z uwzględnieniem pełnej analizy obciążenia mechanicznego i termicznego uzębionej wkładki matrycowej. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono za pomocą metody elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania DEFORM-3D w wersji 10.0. Omówiono szczegółowo modele geometryczne zastosowane w obliczeniach MES. Symulacje, w trakcie których wyznaczono rozkłady naprężeń i temperatur w przekroju narzędzia, przeprowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia. Omówiono wpływ poszczególnych parametrów procesu na trwałość narzędzi. Opisane rezultaty badań numerycznych procesu kucia stożkowego koła zębatego z uwzględnieniem analizy stanu obciążenia narzędzi potwierdzają zasadność podjęcia tematu, mającego na celu podniesienie trwałości matryc. This paper presents the results of numerical analysis of forging process of conical toothed wheels with consideration of complete analysis of mechanical and thermal loading of a toothed die insert. The numerical analysis of the process was made on the basis of finite element method (FEM), using the commercial software DEFORM-3D in 10.0 version. Geometrical models applied in FEM calculations were discussed in details. Simulations, during which stresses and temperatures distributions in tool impression were determined, were made in conditions of three dimensional state of strain. The influence of particular parameters of the process on tools durability was discussed. Presented results of numerical research of forging process of conical toothed wheel with consideration of the analysis of tools loading confirm the rightness of the research works which aim at increasing of dies durability. Słowa kluczowe: koła zębate, MES, uzębiona wkładka narzędziowa Key words: wheels toothed, FEM, toothed die insert 2011 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 921 czyni ten proces mało opłacalnym. W związku z tym [...]

  W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu obciskania obrotowego odkuwki wielostopniowego wałka drążonego ze stopu tytanu w gatunku Ti6Al4V. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono w oparciu o metodę elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania Simufact Forming w wersji 10.0. Symulacje prowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia z uwzględnieniem pełnej analizy termicznej, w trakcie których wyznaczono progresję kształtu odkuwki. Określono również rozkłady odkształceń, naprężeń, temperatur oraz przebiegi momentów walcowania. Omówiono sposoby wytwarzania elementów drążonych ze stopów metali lekkich wykorzystywanych w lotnictwie oraz wpływ zastosowanej technologii kształtowania na ich wytrzymałość. Obecnie w większości elementy drążone ze stopów metali lekkich wytwarza się w procesach obróbki ubytkowej, co wiąże się z dużymi stratami energii i materiałów oraz pogorszeniem ich własności. Jednym ze sposobów na podniesienie własności wytrzymałościowych oraz obniżenie zużycia materiałów jest odpowiednie ukształtowanie struktury wewnętrznej, które można uzyskać w wyniku plastycznego ukształtowania półfabrykatu. Opisane rezultaty badań numerycznych potwierdzają możliwość wytwarzania odkuwek wielostopniowych wałków drążonych ze wsadu w postaci odcinków rury metodami obróbki plastycznej. Słowa kluczowe: obciskanie obrotowe, drążone wałki wielostopniowe, stopy tytanu TERMOMECHANICAL ANALYSIS OF ROTARY COMPRESSION PROCESS OF A MULTI-STEPPED HOLLOWED SHAFT FROM TITANIUM ALLOY Ti6Al4V This paper presents the results of numerical analysis of rotary compression process of a multi‐stepped hollowed shaft forging from titanium alloy Ti6Al4V type. The numerical analysis of the process was conducted basing on finite element method (FEM), using the commercial software Simufact Forming 10.0 version. Simulations were made in 3D state of strain, with consideration of complete thermal analysis. Du[...]

  W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych procesu walcowania kul o średnicy ∅40 mm narzędziami w kształcie dwóch dysków, na powierzchni których wykonane są spiralne wykroje. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono na podstawie metody ele- mentów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania Simufact Forming w wersji 10.0. Symulacje prowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia z uwzględnieniem pełnej analizy termicznej, w efekcie czego wyznaczono progresję kształ- tu wyrobów. Określono również rozkłady odkształceń, naprężeń, temperatur oraz przebiegi parametrów siłowych procesu. Otrzymane rezul- taty badań numerycznych potwierdziły możliwość wytwarzania półfabrykatów kul metodami walcowania w wykrojach spiralnych. This paper presents the results of numerical simulation of the rolling process of balls with diameter ∅40 mm by means of tools in the form of two disks, which have spiral impressions at the surface. Numerical analysis of the process was made basing on finite element method (FEM), using commercial software Simufact Forming in 10.0 version. Simulations were conducted in the conditions of three dimensional state of strain, considering whole thermal analysis. In the result, the products progression of shape was determined. Distributions of strain, stresses, temperatures and courses of the process force parameters were also determined. The obtained results of numerical research works confirmed the possibility of balls semi-finished products manufacturing by means of rolling methods in spiral impressions. Słowa kluczowe: walcowanie kul, MES, wykrój spiralny Key words: balls rolling, FEM, spiral impression.Wprowadzenie. Obszar zastosowania kul w prze- myśle (młyny kulowe oraz łożyska toczne) sprawia, że zapotrzebowanie na tego typu elementy jest bardzo duże. W związku z tym poszukuje się nowych metod wytwarzania półfabrykatów kul, które pozwolą na kształtowanie wyrobów o wysoki[...]

  W artykule opisano wyniki prac badawczych związanych z przeróbką główek złomowych szyn kolejowych na pręty o przekroju okrągłym w procesach kuźniczego walcowania wzdłużnego. Ukształtowane półfabrykaty będą wykorzystywane jako wsad w procesach walcowania poprzecznego i skośnego kul stosowanych w młynach kulowych. Analizę numeryczną przeprowadzono metodą elementów skończonych (MES) w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia, wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania Deform 3D. W obliczeniach analizowano kształt odwalcowanych półfabrykatów, wyznaczono rozkłady temperatur oraz określono parametry siłowe procesu. Potwierdzo- no możliwość wykorzystania technik walcowniczych do częściowego przerobu zużytych szyn kolejowych. Wyniki symulacji numerycznych zweryfikowano w warunkach przemysłowych. This paper presents the results of research works concerning processing of scrapped rails heads into bars with circular sections in the elongating rolling processes. The formed semi-finished products will be used as billet in the cross-wedge rolling and skew rolling processes of balls applied in ball mills. Numerical analysis were made with the application of finite element method (FEM) in the conditions of three- -dimensional state of strain, using the commercial software DEFORM 3D. The shape of rolled semi-finished products was analyzed in calculations, temperatures distributions and the process force parameters were determined. The possibility of using rolling techniques for the processing of worn out rails was also confirmed. The results of numerical simulations were verified in industrial conditions. Słowa kluczowe: walcowanie kuźnicze wzdłużne, szyna kolejowa, MES, próby przemysłowe Key words: Elongating rolling process, rail, FEM, industrial tests.Wstęp. Duża konkurencja, jaką obserwuje się w światowym przemyśle wymusza poszukiwanie me- tod wytwarzania, które umożliwią zmniejszenie kosz- tów produkcji, a tym samym pozwolą obniżyć cenę gotowy[...]

  W artykule przedstawiono wyniki badań teoretyczno-doświadczalnych kształtowania kul o wymiarach S∅ 33 mm w walcarce skośnej. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono w oparciu o metodę elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet opro- gramowania Simufact Forming GP w wersji 10.0. Symulacje przeprowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia, w trakcie których wyznaczono rozkłady intensywności odkształcenia, temperatur oraz parametry siłowe procesu. Wyniki analizy numerycznej zweryfi- kowano doświadczalnie w warunkachlaboratoryjnych. Podczas eksperymentu analizowano wpływ poszczególnych parametrów walcowania na jakość uzyskanych wyrobów, określono również parametry siłowe procesu, a także monitorowano zjawiska zakłócające stabilny przebieg kształtowania. W rezultacie prowadzonych badań potwierdzono możliwość kształtowania kul w wykrojach śrubowych, które mogą być sto- sowane jako mielniki w młynach kulowych. This paper presents the results of theoretical and experimental research on forming of balls with dimensions S∅ 33 mm in skew rolling mill. Numerical analysis of the process was conducted basing on finite element method (FEM), using commercial software Simufact Forming GP in 10.0 version. Simulations were made in the three-dimensional state of strain, during these numerical analysis distributions of strain intensity, temperatures and the process force parameters were determined. The results of numerical analysis were verified experimentally in laboratory conditions. During the experiment, the influence of particular rolling parameters on the quality of the obtained products was analyzed, the process force parameters were determined and phenomena disturbing the forming process stability were observed. In the result of the conducted research works the possibility of balls forming in screw impression was confirmed, these balls can be applied as grinders in ball mills. Słowa kluczowe: walcowanie śrubowe[...]

  W pracy przedstawiono wyniki analizy porównawczej wpływu geometrii stożka roboczego na stan obciążenia matryc do wyciskania wierteł krętych. Badania przeprowadzono dla czterech wartości kąta stożka roboczego, wykorzystując w tym celu metodę elementów skończonych. Symulacje pozwalające wyznaczyć stan naprężeń w matrycy przeprowadzono dwuetapowo. W pierwszym etapie obliczeń określono obcią- żenie narzędzi wynikające z realizacji procesu wyciskania. W drugim etapie przeprowadzono analizę wytrzymałościową matryc, przyjmując jako jeden z warunków brzegowych, obciążenia uzyskane w pierwszym etapie obliczeń. W rezultacie dla różnych wariantów obciążenia wyznaczono rozkłady intensywności naprężenia, naprężeń promieniowych, obwodowych oraz średnich. Ponadto, określono wielkość od- kształceń sprężystych, determinujących dokładność wyciskanego wyrobu. Przeprowadzone analizy numeryczne pozwoliły określić najko- rzystniejszą wartość kąta stożka roboczego matryc do wyciskania wierteł krętych. The paper presents the results of a study undertaken to investigate the effect of die geometry on die load in the extrusion process for producing twist drills. The investigation was performed for four values of the die angle by the finite element method. In order to determine die stresses, the numerical modelling was run in two stages. First, we measured tool load in the extrusion process. The tool load results were set to be one of the boundary conditions in the second stage of the numerical modeling which involved investigating strength of the dies. As a result, we determined the distribution patterns of the effective stress as well as radial, circumferential and mean stresses. In addition, the tests determined the elastic strains which affect product accuracy. The numerical results enabled determination of the optimum die angle for extruding twist drills. Słowa kluczowe: narzędzia, wiertło kręte, wyciskanie, stan naprężenia Key words: tools, twist drill, extrusio[...]

  W opracowaniu przedstawiono propozycję wykorzystania procesu przepychania obrotowego do kształtowania wyrobów z uzębieniem śrubowym wykonywanych ze stopu tytanu gatunku Ti6Al4V. W obliczeniach numerycznych procesu zastosowano oprogramowanie Deform3Dv10. Zaprojektowane narzędzia rolkowe z wieńcami zębatymi zestawiono w sposób pozwalający na ukształtowania wałka zębatego z uzębieniem śrubowym. Wyznaczono rozkłady naprężeń, odkształceń oraz przebieg sił kształtujących. Określenie możliwości kształtowania tego typu wyrobów potencjalnie poszerza zakres aplikacyjny technologii przepychania obrotowego. Wyznaczenie prognozowanych błędów kształtu pozwala na dobór naddatków materiałowych niezbędnych do prawidłowej realizacji procesu w warunkach doświadczalnych. This paper presents the application of rolling extrusion process for forming of products of helical outline, made from titanium alloy of Ti6A14V type. In numerical calculations of the process, software Deform3D v10 was considered. For the designed rolls tools simulations were conducted of rolling extrusion of hollowed part of worm type. Distributions of stresses, strains, and forming forces course were determined. Determining the foreseen shape faults allows for assuming material allowance in the planned experimental research works of this process. Słowa kluczowe: przepychanie obrotowe, MES Key words: rolling-extrusion, FEM.Przepychanie obrotowe. Jedną z metod kształtowania plastycznego jest technologia przepy- tałtowania przepychania obrotowego. Opiera się ona na połączeniu zalet walcowania poprzeczno-klinowego realizowanego za pomocą 3 narzędzi roboczych - rolek z przepychaniem materiału w przestrzeni roboczej pomiędzy tymi rolkami. Dodatkowe możliwości daje popychacz, który wprowadza wsad do przestrzeni roboczej oraz ewentualny zderzak tylny mający możliwość poruszania się wzdłuż osi, co umożliwia dodatkową zmianę położenia wsadu względem obracających się narzędzi. Długość wyrobu uzy[...]

  Stale z grupy AHSS z uwagi na ich zastosowanie na profile używane w strefach bezpieczeństwa pojazdów, wymagają prowadzenia badań z wykorzystaniem dużych prędkości odkształcania symulujących warunki podczas kolizji. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań analizy numerycznej rozciągania udarowego próbek z austenitycznej stali wysokomanganowej X55MnAl25-5 z zastosowaniem metody elementów skończonych. Obliczenia przeprowadzono wykorzystując pakiet oprogramowania Simufact Forming. Oprogramowanie umożliwia analizę procesu odkształcenia w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia. Na potrzeby analizy numerycznej zbudowano szereg modeli geometrycznych procesu, w zależności od prędkości rozciągania, przy czym w niniejszej publikacji przedstawiono wyniki analizy dla prędkości 7,5 m/s. W efekcie prowadzonych symulacji określono rozkłady intensywności odkształcenia, naprężeń zredukowanych, temperatury, oraz kryterium zniszczenia w kolejnych fazach procesu. Steel from AHSS group, from the point of view of their future application for profiles used in safety zones of vehicles, it is necessary to conduct research with the use of different deformation speeds which simulate conditions during collision. The article presents chosen tests results of numeric analysis of impact stress of samples from high-manganese austenitic steel X55MnAl25-5 with application of finite-element method (FEM). Calculations were conducted with the use of software suit Simufact Forming. This software makes it possible to analyse in conditions of spatial deformation with the possibility to conduct a full thermal analysis of the process. For the purpose of numeric analysis a series of geometric models of the process was prepared, depending on the tension speed, but this publication presents the results of the analysis for the speed of 7.5m/s. As a result of performed simulations the deformation intensity distribution was determined, as well as other parameters such as reduced[...]