DK160466B - Fremgangsmaade til fremstilling af en skive med i samme stykke udformede blade samt apparat til brug herfor - Google Patents

Description

DK 160466 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til ved smedepresning at fremstille en skive med i samme stykke udformede blade, ved hvilken fremgangsmåde man presser et smedepresningsemne til en me11emtrinsform for skiven, hvor den midterste del på 5 den ene side af mellemtrins formen presses til nær ved sin endelige form med til dannelse af bladene beregnet yderligere materiale rundt om nævnte midterste del af mellemtrinsformen, og hvor man yderligere presser mellemtrinsformen ved anvendelse af pressekraft hovedsageligt mod det 10 nævnte den midterste del omgivende yderligere materiale under anvendelse af et todelt smedepresningsværktøj med en central inderdel, hvis smedeflade udformes svarende til den endelige udformning af den midterste del af mellemtrinsformen for skiven, og en den centrale inderdel omringende 15 yderdel med en endeligt udformet ringformet smedeflade til indgreb med det nævnte den midterste del omgivende yderligere materiale for at presse dette ind i bladformende hulrum for at danne bladene.

20 En fremgangsmåde til fremstilling af et turbinehjul kendes fra USA-patentskrift nr. 3.791.821, hvilket turbinehjul består af en skive med i samme stykke udformede blade, og USA-patentskriftet nr. 3.750.450 omhandler et udstyr, der omfatter et antal indbyrdes bevægelige formningsorganer.

25

Fra USA-patentskrift nr. 3.122.823 kendes endvidere en totrinsproces til smedepresning af et turbinehjul, hvor der anvendes en indretning til at holde en central formpartdel i anlæg mod et færdigt centralt overfladeparti under pres-30 ning af en ringformet formpartdel ned mod et ydre fladeparti af en skive, der derved smedes til den ønskede form af et turbinehjul.

Ved denne kendte teknik er det vanskeligt at styre smede-35 presningen på en sådan måde, så dels bladene får den til-

DK 160466 B

2 stræbte form og materialekvalitet og dels at forhindre en tilbageflydning af materiale til den færdigt dannede midterdel .

5 Det er opfindelsen formål at anvise en fremgangsmåde til formning af en skive med i samme stykke udformede blade til den endelige facon under undgåelse af de med den kendte teknik forbundne ulemper.

10 Dette formål opnås ved en fremgangsmåde ifølge opfindelsen, hvilken fremgangsmåde er særegen ved, at den i den yderligere presning anvendte pressekraft udøves af yderdelen mod inderdelen ved hjælp af deformerbare midler, der anbringes mellem mod hinanden vendende i indbyrdes af-15 stand udformede flader på yder- og inderdelen, hvilke deformerbare midler udnyttes til at begrænse den mod inderdelen overførte pressekraft.

Opfindelsen angår også et apparat til brug ved udøvelse af 20 den i krav 1 omhandlede fremgangsmåde til ved smedepresning at fremstille en skive med i samme stykke udformede blade i et værktøj, der i værktøjets brugsstilling omfatter en un-derformpart, en overformpart og fælgformparter med bladformende hulrum, hvilken overformpart omfatter en central in-25 derdel og den centrale inderdel omringende yderdel, hvilket apparat er særegent ved, at inderdelen har en opadvendende flade, at yderdelen har en nedadvendende flade, hvilke flader er i indbyrdes afstand, og at der mellem nævnte flader er anbragt deformerbare stænger, som ved deres deformation 30 er indrettet til at kunne begrænse overførslen af en på yderdelen udøvet pressekraft til inderdelen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til det på tegningen viste 35 udførelseseksempel på et smedepresningsværktøj ifølge op-

DK 160466 B

3 findelsen, idet

Fig. 1 viser værktøjet med et emne, der er blevet presset til en mellemtrinsudformning, 5 fig. 2 viser det delvis pressede emne i værktøjet, hvor en del af en overformpart samt en fælgformpart er blevet udskiftet, og 10 fig. 3 viser værktøjet med emnet presset til den endelige udformning som en skive med blade i samme stykke.

I det i fig. 1 viste udstyr omfatter de nederste dele et pressebord 1, hvor der er fastgjort en underformpart 4. I 15 undersiden af underformparten 4 er der udformet en udsparing 6 med tre med ens indbyrdes afstande beliggende noter, hvori er optaget et udkasterstanghoved 8 med tre med indbyrdes vinkelafstande på 120° beliggende arme 9. Udkaster-stanghovedet 8 er fastgjort til den øverste ende af en ud-20 kasterstang 29, som strækker sig gennem pressebordet 1 og kan aktiveres på passende måde, når dette er påkrævet. Underparten 4 har en overside 10, hvis form svarer til den endelige form på en skive. Omkring den formede overside 10 på underformparten 4 strækker der sig en rundtgående plan 25 ringflade 11, som ligger lavere end overfladen 10 og er indrettet til at optage fælgformparter 14A og 14B.

I den plane ringflade 11 er der udformet en ringnot 16, som indeholder en udkasterring 18. Til udkasterringen 18 er der 30 fastgjort tre tappe 20, som strækker sig nedad fra ringen 18 på tre omkring denne ensartet fordelte steder. Tappene 20 strækker sig gennem åbninger 22 i underformparten 4 og ned imod enderne på armene 9 på udkasterstanghovedet 8 -formålet hermed skal forklares nærmere i det følgende.

35

DK 160466B

4

Midt i underformparten 4 er der udformet en konusudsparing, hvori der er anbragt et midterstykke 4A, hvorfra en stangstump 26 strækker sig nedad gennem en åbning midt i underformparten 4 hen imod midten af udkasterstanghovedet 5 8, til et formål, som skal forklares i det følgende. Som det fremgår af fig. 1, fortsætter den formede overside 10 hen over både selve underformparten 4 og dennes midterstykke 4Ά.

10 De øverste dele af det viste udstyr omfatter et pressestempel 2, hvortil der er fastgjort en todelt overformpart 3, bestående af en yderdel 3A og en inderdel 3B. I det viste udførelseseksempel er yderdelen 3A fastboltet til pressestemplet 2, og selv om der ikke er vist fastgørelsesorganer 15 for inderdelen 3B, kan denne være fastboltet til yderdelen 3A eller gennem denne til pressestemplet 2. I det i fig. 1 viste procestrin arbejder yderdelen 3A og inderdelen 3B sammen som en enkelt formpart.

20 Inderdelen 3B i overformparten 3 omfatter en underside 30, hvis form svarer til den endelige udformning af nævnte skive. I den midterste del har inderdelen 3B en udsparing 32 til at forme en akseltap på skiven. Denne akseltaps længde bestemmes af enden på en udkasterstang 34, som strækker sig 25 gennem pressestemplet 2 og kan aktiveres, når dette er påkrævet. Hovedet 36 på udkasterstangen 34 er udformet som en afkortet kegle og passer sammen med en øverst i inderdelen 3B udformet konusflade 38. Det vil kunne indses, at dersom der ønskes en kortere akseltap på skiven, kan der sættes en 30 cylindrisk forlængelse på hovedet 36.

Yderdelen 3A i overformparten 3 omfatter en ringformet underside 40, hvis form svarer til en mellemtrinsudformning af denne del af skiven med en så stor metalmængde, som un-35 der et slutpresningstrin kræves til at fylde de i slutpres-

DK 160466 B

5 ningstri.net anvendte formpartdele, svarende til den ønskede endelige udformning af en fælg og blade på skiven. Den yderste formende kant A på undersiden 40 er dxannet ved et sted, hvor den også findes på den færdige skive, således 5 som det skal forklares i det følgende.

En fælgformpart 14A er anbragt omkring omkredsen af de samvirkende kanter på underformparten 4 og yderdelen 3A i overformparten 3. Som nævnt ovenfor, ligger undersiden af 10 fælgformparten 14A på den på underformparten 4 udformede plane ringflade 11. Fælgformparten 14A er opdelt i et antal sektioner. I den viste fremgangsmåde blev der anvendt to sektioner i form af halvringe 44 og 46.

15 Fælgformparten 14A omfatter en øvre indre cylinderflade 31, som passer sammen med en øvre ydre cylinderflade 33 på den i fig. 1 viste yderdel 3A på overformparten 3, og fælgformparten 14A omfatter endvidere en nedre indre cylinderflade 35, som passer sammen med en nedre ydre cylinderflade 37 på 20 den i fig. 1 viste underformpart 4. I indersiden af fælgformparten 14A er der udformet en rende 39 med henblik på at tilvejebringe en væsentlig del af en ringformet fælg for de blade, der skal formes. Dette kan ses i fig. 2, hvor fælgens mellemtrinsudformning kan sammenlignes med dens en-25 delige udformning. Den øverste kant i renden 39 er beliggende på den indvendige side af fælgformparten 14A på et sted, så den ligger ud for den yderste formende kant A på undersiden 40, når over formparten 3 som vist i fig. 1 har nået sin endelige stilling. Fælgformparten 14A holdes på 30 plads af en vederlagsring 50, hvis indvendige, svagt koniske overflade passer sammen med den ydre omkredsflade på fælgformparten 14A, så at den støtter denne og holder den på plads. Ved hjælp af den svagt koniske overflade fremkommer en skråplansvirkning, hvorved fælgformparten 14A påvir-35 kes indad. Ved hjælp af hvilke som helst dertil egnede or-

DK 160466 B

6 ganer kan vederlagsringen 50 hæves og sænkes efter behov.

Efter at pressestemplet 2 har bevæget overformparten 3 til den i fig. 1 viste stilling, hvori et smedepresningsemne er 5 blevet presset til den viste mellemtrinsudformning 100, løftes vederlagsringen 50 for at fjerne kraften fra fælg-formparten 14A, hvorpå den todelte overformpart 3 fjernes, og yderdelen 3A udskiftes med en anden yderdel 3A'. Fælg-formparten 14A fjernes også ved at fjerne de to halvringe 10 44 og 46. Fælgformparten 14A udskiftes med fælgformparter 14B, der omfatter et antal bladforme 60.

Yderdelen 3A' i overformparten 3 omfatter en ringformet underside 40A, som er udformet svarende til den endelige ud-15 formning af skivens ydre del. Den yderste formende kant A' på undersiden 40A er således beliggende på yderdelen 3A', at den ligger i samme stilling i forhold til inderdelen 3B som kanten A på den i fig. 1 viste underside 40, når yderdelen 3A' er kommet hen til den i fig. 3 viste endelige 20 stilling. På yderdelen 3A' er der oven for kanten A’ udformet en øvre ydre cylinderflade 70 på lignende måde som den øvre ydre cylinderflade 33 på yderdelen 3A og til et formål, der skal forklares nærmere i det følgende.

25 Bladformene 60 er anbragt på ringfladen 11 og danner herved en ring af samme størrelse som den i fig. 1 viste ring 14A bestående af de to halvringe 44 og 46. I hver bladform 60 er der udformet en rende 62, som strækker sig i bladformens fulde tangentiale bredde, og som ligger mellem en øvre og 30 en nedre fælgflade 61, henholdsvis 63 til formning af en fælg på skiven. På de imod hinanden vendende sider er der i bladformene udformet fordybninger, som tilsammen danner formhulrum 64 til formning af blade (jfr. USA-patentskrift nr. 3.122.823, fig. 6 og 7). Dersom bladene skulle udformes 35 med fra roden til spidsen aftagende tykkelse, kunner der

7 DK 160466 B

også anvendes bladforme, hvor hele formhulrummet var udformet i en enkelt formdel. De ved siden af hinanden beliggende øvre og nedre fælgflader 61, henholdsvis 63 på hosliggende bladforme 60 danner tilsammen en øvre, henholdsvis en 5 nedre cylinderflade. De udvendige overflader på bladformene 60 er skråt udformet, så de passer sammen med vederlagsringen 50 på tilsvarende måde som halvringene 44 og 46.

Den øvre cylinderflade på fælgformparterne 14B, som er dan-10 net af de ved siden af hinanden beliggende øvre fælgflader 61, er indrettet til at passe sammen med den øvre ydre cylinderflade 70 på yderdelen 3A', og disse fælgformparters nedre indre cylinderflader, som er dannet af de nedre fælgflader 63, er indrettet til at passe sammen med den nedre 15 ydre cylinderflade 37 på underformparten 4. I den indvendige overflade af fælgformparterne 14B er der udformet en ringformet rende bestående af de i de enkelte bladforme 60 udformede render 62, og denne ringformede rende tilvejebringer en ringformet fælg for de blade, der formes i form-20 hulrummene 64 mellem bladformene 60.

Det vil kunne ses, at den i fig. 1 og 2 viste mellemtrinsudformning 100 omfatter en ringformet fælgdel med en ekstra materialemængde, og når den nederste del af undersiden 40Ά 25 kommer i berøring hermed, er der et mellemrum C mellem oversiden på inderdelen 3B i overformparten 3 og den hermed samvirkende indre underside 52 på yderdelen 3A1. For at holde undersiden 30 på inderdelen 3B i anlæg imod skiven, medens dennes ydre del - fælgen - formes af den nye yderdel 30 3A', kan der mellem yderdelene 3A' og inderdelen 3B anbrin ges deformeringsklodser med en længde svarende til afstanden C. Når pressestemplet 2 bevæges nedad og dermed bevæger yderdelen 3A* til dennes endelige stilling, hvori skivens ydre del og bladene får deres endelige udfomning, som vist 35 i fig. 3, bliver disse klodser deformeret ved udfladning.

DK 160466 B

8

Ved et passende valg af deformeringsklodsernes størrelse, antal, materiale samt deformeringens udstrækning kan den kraft, der overføres fra pressestemplet 2 gennem yderdelen 3A' til inderdelen 3B, reguleres, så at den ønskede andel 5 af den til rådighed værende kraft kan koncentreres på de ydre dele af mellemtrinsudformningen 100. Denne belastning af inderdelen 3B forhindrer desuden materialeflydning i bagudgående retning.

10 Fig. 2 og 3 viser en ændret udførelsesform for den lige omtalte anvendelse af deformeringsklodser. Ved denne udførelsesform anvendes et antal symmetrisk i yderdelen 3A' fordelte cylindriske boringer 56, som forløber opad fra den indre underside 52, idet boringerne 56 har indsnævringer 58 15 øverst, hvor de hver går over i en udvidet boringsdel 66. Dette symmetriske mønster kunne f.eks. være kvadratisk med fire klodser anbragt med indbyrdes vinkelafstande på 90° ved samme radiale afstand fra midten af udkasterstangen 34.

I denne udførelsesform er stive tappe 54, hvis længde er en 20 smule større end mellemrummet C, anbragt med deres nederste ender imod oversiden af inderdelen 3B, medens deres øvre ender strækker sig op i den nederste del af en boring 56. Mellem den øverste ende af hver tap 54 og indsnævringen 58 er der anbragt en deformeringsklods 65. Når nu pressestem-25 plet 2 bevæges nedad, sker der ingen udfladning af deforme-ringsklodserne 65, idet disse ekstruderes gennem indsnævringerne 58 og op i de udvidede boringsdele 66. Også her kan den overførte kraft reguleres på samme måde, som det i den ovenfor nævnte udførelsesform var muligt ved blot at 30 anbringe deformeringsklodserne mellem yderdelen 3A' og inderdelen 3B. Fig. 3 viser, hvorledes de stive tappe 54 har presset dele af deformeringsklodserne 65 gennem indsnævringerne 58.

35 Når pressestemplet 2 bevæges fra den i fig. 2 viste stil-

DK 160466 B

9 ling til den i fig. 3 viste stilling, fordeles kraften på den ovenfor omtalte måde mellem inderdelen 3B og yderdelen 3A' i overformparten 3, og materialet i fælgområdet i mellemtrinsudformningen 100, hvor dette er blevet formet af 5 undersiden 40, presses ud i renden 62 og formhulrummene 64.

Det materiale, som presses ud i hvert af formhulrummene 64, antager en krum form S ved sin forrest i udpresningsretningen beliggende ende på grund af friktionen mellem materialet og formvæggene. Ved en bestemt bladkonstruktion er 10 længden af de enkelte bladformhulrum 64 gjort større end længden af det færdige blads længde, så at bladet kan ma-skinbearbejdes til sin endelige længde, efter at smedepresningsemnet er blevet presset til den i fig. 3 viste facon.

15 Efter at pressestemplet 2 har bevæget overformparten 3 til den i fig. 3 viste stilling, hvor mellemtrinsudformningen 100 er blevet presset til sin endelige udformning 200, bestående af en skive med blade, fjernes overformparten 3 og vederlagsringen 50. Derpå bevæges bladformene 60 udad ved 20 hjælp af dertil indrettede organer for at forhindre, at de låses fast til bladene på grund af forskelle i varmeudvi-delseskoefficienterne for bladenes materiale og formenes materiale. Et specialværktøj til at fjerne bladformene er omtalt i den danske patentansøgning nr. 5129/76 med benæv-25 nelsen "Fremgangsmåde og værktøj til fjernelse af et antal forme for f.eks. turbineskovle".

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til ved smedepresning at fremstille en skive med i samme stykke udformede blade, ved hvilken frem- 5 gangsmåde man presser et smedepresningsemne til en mellemtrinsform for skiven, hvor den midterste del på den ene side af me11emtrinsformen presses til nær ved sin endelige form med til dannelse af bladene beregnet yderligere materiale rundt om nævnte midterste del af mellemtrinsformen, 10 og hvor man yderligere presser mellemtrinsformen ved anvendelse af pressekraft hovedsageligt mod det nævnte den midterste del omgivende yderligere materiale under anvendelse af et todelt smedepresningsværktøj med en central inderdel, hvis smedeflade udformes svarende til den endelige udform-15 ning af den midterste del af mellemtrinsformen for skiven, og en den centrale inderdel omringende yderdel med en endeligt udformet ringformet smedeflade til indgreb med det nævnte den midterste del omgivende yderligere materiale for at presse dette ind i bladformende hulrum for at danne bla-20 dene, kendetegnet ved, at den i den yderligere presning anvendte pressekraft udøves af yderdelen mod in-derdelen ved hjælp af deformerbare midler, der anbringes mellem mod hinanden vendende i indbyrdes afstand udformede flader på yder- og inderdelen, hvilke deformerbare midler 25 udnyttes til at begrænse den mod inderdelen overførte pressekraft .

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at presningen af smedepresningsemnet til mellemtrins- 30 formen for skiven også udføres i et todelt smedepresningsværktøj, som har en central inderdel og en yderdel med en smedeflade til udformning af mellemtrinsformen, med det til dannelse af bladene beregnede yderligere materiale rundt om den nævnte midterste del. 35 DK 160466B 11

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at yderdelen med smedeflade til udformning af mellemtrinsformen med det til dannelse af bladene beregnede yderligere materiale rundt om den nævnte midterste del inden 5 udøvelse af den yderligere presning udskiftes med en yderdel med en smedeflade svarende til den endelige udformning af bladene.

4. Apparat til brug ved udøvelse af den i krav 1 omhandlede 10 fremgangsmåde ved smedepresning at fremstille en skive med i samme stykke udformede blade i et værktøj, der i værktøjets brugsstilling omfatter en underformpart (4), en over-formpart (3) og fælgformparter (14B) med bladformende hulrum, hvilken overformpart (3) omfatter en central inderdel 15 (3B) og en den centrale inderdel (3B) omringende yderdel (3A), kendetegnet ved, at inderdelen (3B) har en opadvendende flade, at yderdelen (3A1) har en nedadven-dende flade (52), hvilke flader er i indbyrdes afstand, og at der mellem nævnte flader er anbragt deformerbare stæn-20 ger, som ved deres deformation er indrettet til at kunne begrænse overførslen af en på yderdelen (3A') udøvet pressekraft til inderdelen (3B).

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at i 25 det mindste én cylindrisk åbning (56) strækker sig opad i yderdelen (3A?) fra den nedadvendende flade (52), at den cylindriske åbning (56) har en indsnævring (58), at en stiv tap (54) hviler mod nævnte opadvendende flade og strækker sig ind i den cylindriske åbning (56) og at en deformerbar 30 pind (65) er anbragt i den cylindriske åbning (56) mellem den stive tap (54) og indsnævringen (58).