Opisano prace badawcze nad nową metodą dzielenia bezodpadowego metalowych prętów okrągłych. Polega ona na wyko-naniu na obwodzie pręta rowka w kształcie litery V, a następnie na wielokrotnym przeginaniu obrotowym oddzielanego odcinka pręta, doprowadzającym do pękania metalu. Do wykonania procesu dzielenia zastosowano specjalne zestawy na-rzędziowe (górny i dolny), w które wyposażono walcarką płask[...]

  W artykule podano wybrane wyniki analiz numerycznych procesu walcowania poprzeczno‐klinowego (WPK) odkuwek drążonych ze stopu aluminium gatunku 2618. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia 3D, przy uwzględnieniu zjawisk cieplnych zachodzących podczas kształtowania. W szczególności przedstawiono zagadnienia stabilności walcowania oraz zmiany grubości ścianki elementu kształtowanego. Przedstawiono także sposób szacowania, czy przy zadanych parametrach walcowania wystąpi niekontrolowany poślizg prowadzący do zgniecenia wyrobu. Uzyskane rezultaty obliczeń wykazały przydatność WPK w kształtowaniu wyrobów osiowo‐symetrycznych ze stopu aluminium 2618. Słowa kluczowe: stop aluminium 2618, walcowanie poprzeczno‐klinowe (WPK), MES, wyroby drążone THERMO-MECHANICAL ANALYSIS OF CROSS-WEDGE ROLLING PROCESS OF HOLLOWED PARTS FROM 2618 ALUMINUM ALLOY This paper presents chosen results of numerical analyses of cross‐wedge rolling process (CWR) of hollowed parts from aluminum alloy 2618 type. Calculations were made by means of the finite element method in the conditions of three dimensional state of strain, considering thermal phenomena present during forming. The stability of rolling and changes of walls thickness of the rolled part are discussed in details. The way of estimating if at given rolling parameters uncontrolled slip leading to product squeezing appears is also presented. The obtained calculations results showed usefulness of CWR in forming of axi‐symmetrical products from aluminum alloy 2618. Key words: 2618 aluminium alloy, cross‐wedge rolling, FEM, hollowed parts Wprowadzenie Elementy drążone znajdują coraz szersze zastosowania w budowie maszyn. Głównym odbiorcą części tego typu jest przemysł motoryzacyjny, w którym zmniejszenie masy konstrukcji może być przełożone bezpośrednio na poprawę dynamiki pojazdów, zmniejszenie zużycia paliwa oraz ogran[...]

  W artykule przedstawiono rozwiązanie umożliwiające kształtowanie metodą WPK odkuwek ze zgrubieniem skrajnym o średnicy większej od średnicy wsadu. Polega ono na wyposaże niu narzędzia w listwę oporową, biegnącą z boku klina równolegle do kierunku walcowania. Materiał znajdujący się między klinem a listwą podlega spęczaniu, w wyniku którego nastę puje wzrost średnicy stopnia kształtowanego. Sprawdzenia poprawności przyjętego rozwiąza nia dokonano numerycznie, symulując kształtowanie na gorąco odkuwki wałka wykonywa nego ze stali C45, stopu aluminium 2618 oraz stopu tytanu Ti6Al4V. This paper presents the solutions allowing for forming by CWR method of parts with extreme boss and of a diameter larger than the billet’s diameter. It is based on equipping tools with a positioning batten at the wedge side parallel to the rolling direction. The material placed between the wedge and the batten undergoes upsetting, in the result of which the formed step diameter increases. The rightness[...]

  W artykule przedstawiono metodę walcowania poprzeczno-klinowego (WPK) półwyrobu typu kula. Wykorzystuje się w niej klinowe szczęki płaskie, które działając na materiał kształtują w jednym przejściu kilka kul. Dla sprawdzenia poprawności przyjętego rozwiązania wykonano obliczenia numeryczne (bazujące na MES), w których wyznaczono rozkłady inten sywności odkształcenia, temperatury oraz składowe sił kształtowania. Opracowany proces walcowania sprawdzono w Górniczej Fabryce Narzędzi w Radzyniu Podlaskim, podczas wytwarzania półwyrobów kul stosowanych na mielniki do młynów kulowych. This paper presents a new way of cross-wedge rolling (CWR)of semi-finished products of ball type. Flat jaws with specially formed wedges, which act on material and form several balls at one stroke, are used in this method. In order to verify the rightness of the assumed solutions numerical calculations were made (basing on FEM), in which distributions of effective strain, metal temperature and forming forces constituents were determined. The worked out process was implemented in Tools Mining Factory in Radzyń Podlaski for manufacturing of semi- fin ished products of ball type, applied for grinding mediums in ball mills. Słowa kluczowe: walcowanie poprzeczno-klinowe, kule, MES, wdrożenie przemysłowe Key words: cross-wedge rolling, balls, FEM, industrial application.Wprowadzenie. Kule stalowe są masowo wyko- rzystywane jako mielniki młynów kulo wych stosowa- nych do rozdrabniania rud metali, węgla, zużytych mas formierskich i innych materiałów ceramicznych. Za kulistym kształtem mielników przemawia najmniejszy stosunek powierzchni do objętości, przekładający się na zmniejszone zużycie ścierne. Spośród wielu metod wytwarzania kul na miel- niki, najszersze zastosowanie mają odle wanie, kucie matrycowe i walcowanie skośne. Szczególne zain- teresowanie budzi ostatnia z wymienionych metod, która odznacza się największą wydajnością i dobrą jakoś[...]

  W artykule opisano przykład zastosowania nowego procesu walcowania śrubowo-klinowego do kształtowania odkuwki korpusu noża ob- rotowego. Omówiono istotę tego procesu oraz narzędzia potrzebne do jego realizacji. Słuszność opracowanej koncepcji walcowania po- twierdzono na podstawie wykonanej symulacji numerycznej. Przedstawiono rozkłady intensywności odkształcenia, temperatury, funkcji zniszczenia w odkuwce korpusu noża obrotowego, jak również przebiegi sił kształtowania i momentu walcowania. The paper describes the application of a new helical-wedge rolling process for forming a rotary cutter body. Both the design of the process and tools for its realization are discussed. The suitability of the developed rolling technique is then verified using a numerical simulation. The distributions of effective strain, temperature and damage function in a rotary cutter body as well as the variations in forming forces and moments are presented. Słowa kluczowe: walcowanie śrubowo-klinowe, noże obrotowe, MES Key words: helical-wedge rolling, rotary cutters, FEM.Wprowadzenie. Jednym z głównych zadań sta- wianych w trakcie modernizacji procesów wytwarzania jest zmniejszenie zużycia materiału. Z tego też powodu ciągle poszukuje się wysokowydajnych procesów wy- twarzania, których realizacja jest możliwa przy mniej- szej ilości materiału wsadowego. Za taką nowoczesną technologię kształtowania uważa się walcowanie po- przeczno-klinowe (WPK), które umożliwia wyko- nywanie części typu stopniowanych osi i wałów oraz przedkuwek osiowosymetrycznych [1]. Z podanych powyżej względów w jednym z krajo- wych zakładów przemysłowych wdrożono proces WPK do wytwarzania korpusów noży obrotowych (rys. 1) [2÷4]. Obecnie elementy te wykonywane są w układzie pojedynczym w ilości około 200 tys. szt./rok. Podczas walcowania korpusu występuje odpad technologiczny (po obu końcach odkuwki) (rys. 2), który związany jest z kinematyką płynięcia materiału prowadzącą do utworzen[...]

  W artykule opisano przykład zastosowania nowego procesu walcowania śrubowo-klinowego do kształtowania odkuwki sworznia kulistego. Omówiono istotę tego procesu oraz narzędzia potrzebne do jego realizacji. Słuszność opracowanej koncepcji walcowania potwierdzono na podstawie wykonanej symulacji numerycznej. Przedstawiono rozkłady intensywności odkształcenia, temperatury, funkcji zniszczenia w odkuwce sworznia kulistego, jak również przebiegi sił kształtowania i momentu walcowania. The paper describes the application of a new helical-wedge rolling process for forming a ball pin. Both the design of the process and tools for its realization are discussed. The suitability of the developed rolling technique is then verified using a numerical simulation. The distributions of effective strain, temperature and damage function in a ball pin as well as the variations in forming forces and torque are presented. Słowa kluczowe: walcowanie śrubowo-klinowe, sworzeń kulisty, MES Key words: helical-wedge rolling, ball pin, FEM.Wprowadzenie. Metody obróbki plastycznej są powszechnie wykorzystywane w wytwarzaniu ele- mentów osiowosymetrycznych stosowanych w górnic- twie, motoryzacji, lotnictwie, przemyśle maszynowym i w szeregu innych gałęziach gospodarki. Istnieje przy tym wiele metod kształtowania plastycznego części tego typu, do których zaliczane są: kucie matrycowe, kucie na kowarkach, kucie na kuźniarkach, wyciskanie, walcowanie kuźnicze i wiele innych [1, 2]. Pomimo tak licznych sposobów wytwarzania elementów osiowosy- metrycznych w dalszym ciągu poszukiwane są nowe metody ich kształtowania, w szczególności takie, któ- rych stosowanie pozwoliłoby na ograniczenie materia- łochłonności i energochłonności wytwarzania. Wydaje się, że taką metodą może stać się walcowanie śrubowo- -klinowe (WŚK). Założenia procesu WŚK zostały opracowane w Politechnice Lubelskiej w ramach prac badawczo- -rozwojowych wykonanych w zakresie uzyskania nowych, użytecznych[...]

Analiza odpowiedzialnych części w maszynach lotniczych wykazała, że znacząca ich część wykonywana jest ze stali. Dlatego też obserwuje się ciągłą tendencję do zmiany tego materiału na stopy metali nieżelaznych. Na elementy odpowiedzialne bardzo dobrym zamiennikiem są stopy tytanu. Zastosowanie tych materiałów pozwala zmniejszyć masę części przy zachowaniu zdolności przenoszenia obciążeń. Do wytwarzania elementów pracujących pod dużym obciążeniem korzystne jest stosowanie metod obróbki plastycznej. Zapewniają one bardzo dobre własności wytrzymałościowe ze względu na ciągłość włókien w objętości wyrobu oraz cechują się mniejszymi stratami materiału i krótszym czasem produkcji od metod obróbki skrawaniem. Typowymi technologiami kształtowania plastycznego odkuwek ze stopów tytanu [...]

  Przedstawiono wybrane wyniki badań teoretyczno-doświadczalnych procesu walcowania poprzeczno-klinowego odkuwki wałka stopnio- wanego w układzie dwóch walców roboczych. Rozważania teoretyczne zostały oparte na modelowaniu numerycznym, przeprowadzonym metodą elementów skończonych. Do obliczeń wykorzystano dostępny na rynku pakiet oprogramowania Simufact Forming. Podczas symu- lacji analizowano kinematykę płynięcia materiału, parametry termiczne procesu, a także możliwość pojawienia się zjawisk zakłócających stabilny przebieg walcowania. Weryfikację doświadczalną przeprowadzono w uniwersalnym agregacie kuźniczym, własnej konstrukcji. W trakcie eksperymentu ukształtowano serię próbną odkuwek, określono geometrię uzyskanych wyrobów, a także wyznaczono parametry siłowe walcowania. Przedstawiono również budowę urządzenia, jego możliwości technologiczne oraz potencjalny obszar zastosowania. Na podstawie uzyskanych wyników potwierdzono poprawność przyjętych założeń konstrukcyjnych uniwersalnej walcarki kuźniczej, a także zweryfikowano modele numeryczne, wykorzystywane w symulacjach MES. The paper presents a selection of the numerical and experimental results of a cross wedge rolling process for producing stepped shafts by two working rolls.The numerical modelling of this process was performed by the finite element method, while the calculations were made using the commercial simulation suite Simufact Forming. The process was investigated with respect to the kinematics of metal flow, thermal variables as well as the occurrence of phenomena disturbing process stability. The numerical results were verified in experiments performed in a universal roll forging machine that was designed and constructed by the authors of this paper. In the experiment, we produced a test run of stepped shafts and examined their geometry, as well as analyzed loads and torque in the rolling process. In addition to this, the paper describes the design of the machine, its technol[...]

  Wprowadzenie. Ze względu na liczne zalety obróbka plastyczna, a w szczególności kucie matrycowe, jest obec􀀐 nie szeroko stosowana w przemyśle [1]. Odkształcenia pla􀀐 styczne konieczne do nadania przedmiotowi odpowiedniej formy można wywoływać na gorąco lub na zimno. Zde􀀐 cydowanie szersze zastosowanie ma obecnie kucie na go􀀐 rąco, a co za tym idzie zagadnienia związane z tą metodą wytwarzania są lepiej zbadane i opisane. Istnieją jednak obszary, w których lepsze efekty uzyskuje się przy użyciu kucia matrycowego na zimno. Jest to proces trudny z uwagi na ograniczenia związane z małą plastycznością oraz du􀀐 żym oporem odkształcenia metali i stopów w temperaturze pokojowej, co w szczególności dotyczy kształtowania od􀀐 kuwek stalowych. Wysoka wartość granicy plastyczności determinuje bardzo duże siły kształtowania i w konsekwen􀀐 cji duże naciski powierzchniowe w wykroju narzędzi. Jest to główna przyczyna małej trwałości matryc kuźniczych stosowanych w procesach kucia na zimno. Chociaż w li􀀐 teraturze specjalistycznej można znaleźć stosunkowo dużo opracowań o mechanizmach zużycia i badaniach trwałości narzędzi do kucia na gorąco, to w odniesieniu do kształto􀀐 wania na zimno odczuwa się niedostatek w tym zakresie. Obserwacje zużycia matryc do kucia na zimno pozwoliły stwierdzić, że większość mechanizmów niszczących jest taka sama jak przy kuciu na gorąco. Można do nich zaliczyć zużycie ścierne, adhezyjne, pękanie zmęczeniowe oraz od􀀐 kształcenia plastyczne. Szczegółowy opis tych mechani􀀐 zmów można zaleźć w opracowaniach [2¸5]. Ze względu na charakter procesu kucia na zimno odrzu􀀐 cono mechanizmy zużycia wynikające z wpływu ciepła. Uprawniają do tego pomiary w warunkach produkcyjnych, które wykazały, że przy kształtowaniu na zimno stalowych korpusów noży obrotowych temperatura matrycy nie prze􀀐 kracza 55°C, a tempe[...]