abbr. SJ GMU
ISSN 2657-5841 (printed)
ISSN 2657-6988 (online)
DOI: 10.26408
Numeryczna analiza procesu nagniatającego przepychania ślizgowego
The Numerical Analysis of the Ballizing Process
https://orcid.org/0000-0003-1001-9859Abstract:
Burnishing is finishing treatment, which uses local plastic deformation. Burnishing consists of hard and smooth operation of the tool (ball) in the surface. Ballizing process (BP) consists of pushing the tool through the opening, wherein the ball is greater in size than the opening of the value of the reduction ratio. The impact of the tool on the workpiece is usually modelled using solutions for the bodies of elastic-plastic and rigid-plastic. Modelling of the burnishing method of the NPS is to determine the impact of a rigid tool with a specific curvature of the deformed object. On the surface the balls contact with the inner surface of the non-alloy steel C45 tube was determined state of strain using commercial program FORGE® based on the finite element method.
Streszczenie:
Nagniatanie jest obróbką wykończeniową opartą na miejscowym odkształceniu plastycznym przedmiotu obrabianego, zachodzącym w warstwie wierzchniej, poprzez stykowe oddziaływanie twardego i gładkiego elementu nagniatającego (np. kulki) na powierzchnię obrabianą. Nagniatające przepychanie ślizgowe (NPS) polega na przepychaniu elementu nagniatającego, który ma większy wymiar niż otwór o wartość tzw. wcisku nagniatania, czyli różnicy wymiaru mierzonego w trzech płaszczyznach, przed obróbką i po nagniataniu. Do nagniatającego przepychania ślizgowego otworów w produkcji seryjnej i masowej stosuje się: kulki nagniatające, przepychacze trzpieniowe oraz wieloelementowe przeciągacze ślizgowe. W wyniku nagniatania w warstwie wierzchniej występują odkształcenia sprężyste i odkształcenia plastyczne. Oddziaływanie narzędzia nagniatającego na przedmiot obrabiany najczęściej jest modelowane z zastosowaniem rozwiązań dla ciał sprężystoplastycznych oraz sztywnoplastycznych. W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu nagniatania metodą NPS. Określono sposób oddziaływania sztywnego narzędzia o określonej krzywiźnie elementu nagniatającego na odkształcany przedmiot. Na styku elementu nagniatającego z wewnętrzną powierzchnią tulei ze stali niestopowej C45 określono stan odkształceń, wykorzystując program komercyjny FORGE®, oparty na metodzie elementów skończonych.
Słowa kluczowe:
obróbka nagniataniem
nagniatające przepychanie ślizgowe (NPS)
Issue:
Pages:
63
75
Download full text in pdf:
This article is an open access article distributed under a Creative Commoms Attribution (CCBY 4.0) licence
References:
Dyja, H., Mróz, S., Rydz, D., 2003, Technologia i modelowanie procesów walcowania wyrobów bimetalowych, Monografie, Politechnika Częstochowska, Częstochowa.
Dyl, T., 2009, Wpływ odkształcenia względnego na wskaźnik zmniejszenia chropowatości i stopień umocnienia warstwy powierzchniowej po obróbce nagniataniem, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 60, s. 100–104.
Dyl, T., 2010, The Simulation Spreading Process of Steel Tubes Hollow, Solid State Phenomena, vol. 165, s. 13–18.
Dyl, T., 2010, Wpływ nagniatania na umocnienie elementów części maszyn okrętowych, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 64, s. 36–42.
Dyl, T., 2011, Nagniatanie powierzchni płaskich elementów części maszyn okrętowych, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 71, s. 38–48.
Dyl, T., 2012, Effect of Relative Strain Ratio on the Reduce Roughness Surface Layer Tube Holes After Burnishing Process, Journal of KONES Powertrain and Transport, vol. 19, no. 2, s. 137–143.
Dyl, T., 2013, Ballizing Process Impact on the Geometric Structure of the Steel Tubes, Solid State Phenomena, vol. 199, s. 384–389.
Dyl, T., 2014, Numeryczna i eksperymentalna analiza procesu nagniatania z wykorzystaniem teorii sprężystości i plastyczności, Prace Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia.
El-Abden, S.Z., Abdel-Rahman, M., Mohamed, F.A., 2002, Finishing of Non-ferrous Internal Surfaces Using Ballizing Technique, Journal of Materials Processing Technology, vol. 124, s. 144–152.
Fattouh, M., 1989, Some Investigation on the Ballizing Process, Wear, vol. 134, s. 209–219. FORGE®2011, Reference Guide Release, Transvalor S.A., Parc de Haute Technologie Sophia – Antipolis.
Korzyński, M., 2007, Nagniatanie ślizgowe, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
Kukiełka, L., 1994, Teoretyczne i doświadczalne podstawy powierzchniowego nagniatania tocznego z elektrokontaktowym nagrzewaniem, Wydawnictwo Uczelniane Wyższej Szkoły Inżynierskiej w Koszalinie, Koszalin.
Lipski, J., Zaleski, K., 2004, Modelling of Residual Stresses Distribution in Workpiece Past Ballizing Process, Eksploatacja i Niezawodność, nr 4, s. 18–21.
Melechow, R., Tubielewicz, K, Błaszczyk, W., 2004, Tytan i jego stopy, gatunki, właściwości, zastosowanie, technologia obróbki, degradacja, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
Mróz, S., 2008, Proces walcowania prętów z wzdłużnym rozdzielaniem pasma, Monografie, Politechnika Częstochowska, Częstochowa.
Niezgodziński, M.E., Niezgodziński, T., 1996, Wzory wykresy i tablice wytrzymałościowe, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
Przybylski, W., 1987, Technologia obróbki nagniataniem, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
Przybylski, W., 2005, Współczesne problemy w technologii obróbki przez nagniatanie, Wydział Mechaniczny Politechniki Gdańskiej, Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Gdańsk.
Rydz, D., 2009, Analiza procesu walcowania blach bimetalowych z zastosowaniem rozwiązań dla ciał lepkosprężystych, Monografie, Politechnika Częstochowska, Częstochowa.
Skalmierski, B., 1998, Mechanika, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Tubielewicz, K., 1996, Technologia i oprzyrządowanie w obróbce powierzchniowej, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
Tubielewicz, K., 2000, Technologia nagniatania żeliwnych części maszynowych, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
Vorontsov, A.L., 2007, The Stress-Strain State of Hollow Cylindrical Workpieces when Burnishing Holes, Russian Engineering Research, vol. 2, s. 108–114.
Wang, K.H., Blunt, L.A., Stout, K.J., 1998, The 3-D Characterization of the Surface Topography of the Ballizing Process, Int. J. Mach. Tools Manufact., vol. 38, no. 5–6, s. 437–444.
Zaleski, K., Lipski, J., 2011, Modelling on the Ballizing Process of Holes in Workpieces Made of C45 Steel, w: Świć, A., Lipski, J. (red.), Management and Control of Manufacturing Processes, Lublin, s. 114–124.