Analiza numeryczna procesu walcowania poprzecznego gwintu śruby M20x2,5 metodą styczną

W artykule podano wybrane wyniki analizy numerycznej procesu walcowania poprzecznego gwintu śruby ze stali gatunku C45. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia (3D) oraz w warunkach osiowo-symetrycznego stanu odkształcenia (2D), przy uwzględnieniu zjawisk cieplnych zachodzących podczas kształtowania. W artykule przedstawiono zmianę kształtu śruby w czasie walcowania, mapy odkształceń, naprężeń i temperatur oraz rozkłady składowych siły walcowania. Uzyskane rezultaty z obliczeń wykazały przydatność wykorzystania MES w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia (model 3D) do analizy złożonego procesu kształtowania plastycznego metodą walcowania gwintu. Modelu 2D nie można wykorzystywać do analizy stanu naprężenia i odkształcenia w procesie walcowania gwintu.

The paper presents selected results of a numerical analysis of the screw thread rolling process performed on a C45 steel workpiece. The calculations have been made with the finite element method in a three-dimensional state of strain (the 3D model) and axially symmetric strain conditions (the 2D model). In either case thermal phenomena occurring during the process have been taken into account. The paper describes screw shape changes which occur in rolling. It also presents strain, stress and temperature fields, as well as the rolling force distribution. The obtained analysis results have proved the suitability of applying the finite element method to the 3D model to analyze the complex process of thread rolling. In contrast, the 2D model cannot be used to analyze the stress and strain state occurring during the thread rolling process.