EP0331539B1 - Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen, insbesondere für Kompressorschaufeln und Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen, insbesondere für Kompressorschaufeln und Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0331539B1
EP0331539B1 EP89400273A EP89400273A EP0331539B1 EP 0331539 B1 EP0331539 B1 EP 0331539B1 EP 89400273 A EP89400273 A EP 89400273A EP 89400273 A EP89400273 A EP 89400273A EP 0331539 B1 EP0331539 B1 EP 0331539B1
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EP
European Patent Office
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container
upsetting
bar
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section
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EP89400273A
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Alain Georges Henri Lorieux
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
SNECMA SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/08—Upsetting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/008—Incremental forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K3/00—Making engine or like machine parts not covered by sub-groups of B21K1/00; Making propellers or the like
    • B21K3/04—Making engine or like machine parts not covered by sub-groups of B21K1/00; Making propellers or the like blades, e.g. for turbines; Upsetting of blade roots

Definitions

  • the present invention relates to a process for manufacturing blanks forged at the foot of a turbomachine compressor blade by upsetting as well as a tool intended for the implementation of said process according to the preamble of claims 1 and 5.
  • Figures 1a, 1b, 1c, 1d of the accompanying drawings illustrate the production of a delivery on a bar B, placed in a container A, during which during four successive operations corresponding respectively to the four figures, a reduction in length l1, l2, l3 and l4 is obtained and the phenomena which have just been reported (buckling then twisting) appear leading to the defects which have been noted (folds and disturbed fiber drawing).
  • a discharge tool wrapping a bar forged blank intended for the implementation of said method is defined by the combination of characteristics of claim 5.
  • the first container has a cruciform section cavity, the cylindrical bar being in contact with the interior surface of the container along four generatrices located at 90 ° from one another and the second container has a square section cavity , with rounded corners, the tops of the protuberances or lobes of the cruciform section of the bar obtained at the end of the first step being in contact respectively with one side of said square.
  • the bar is held in support at least along three generatrices, thus avoiding any deformation by buckling, while the flow of the alloy can only be done in the direction hollow parts of the container, thus making any torsional deformation impossible.
  • the contact maintained between the end generators of the blank and the walls of the container prevents any deformation by buckling or twisting.
  • the method for manufacturing blanks forged by upsetting according to the invention applies in particular to bar products such as a cylindrical bar 1 shown in its initial form in FIGS. 2a and 2b.
  • the bar 1 is placed in a first container 2 secured to a forging press or machine repress of a type known per se which is not shown in more detail in the drawings.
  • a forging press or machine repress of a type known per se which is not shown in more detail in the drawings.
  • one end 1a of the bar 1 is subjected to the pushing action of a punch 3 moved by the pushing and control means of said machine.
  • the portion 1b of the bar 1 subjected to the upsetting thus tends to occupy the available volume of the container 2 limited by the face of the punch 3, which results in a reduction in length of said portion 1b, accompanied by an increase in the corresponding cross section. .
  • the first container 2 used during the first step of the upsetting process comprises a cavity 4 which has in cross section a generally cruciform shape composed of four lobed parts 4a, 4b, 4c, 4d arranged symmetrically in pairs, thus providing four generators 5a, 5b, 5c, 5d located at 90 ° one from the other, which cooperate with four corresponding generatrices of the repressed portion 1b of the bar 1 while maintaining, from a first deformation stage, permanent contact with them during the repression step .
  • Said contact following the generators between container and bar becomes necessary from the moment when during the upsetting operation there are risks of creating irreversible defects by buckling or twisting. Contact can be made from the start of the operation.
  • the intermediate blank 1c obtained at the end of the first step (a) is placed in a second container 6, as shown diagrammatically in FIGS. 4a and 4b, and its end is again subjected to the pushing action of a punch 7.
  • the second container 6 has a cavity 8 which has in cross section a generally square shape, with rounded corners.
  • Intermediate draft 1c has a cruciform section which reproduces the shape of the cavity 4 of the first container 2 and the generators 1d, 1e, 1f and 1g corresponding to the vertices of the lobed parts of this cruciform section of the intermediate blank 1c are placed in contact with lines of corresponding support of the sides of the square of cavity of the second container 6 and in a similar manner to the first step (a), during the second step (b) of delivery, the contact is also maintained permanently, from a first deformation stage, at the level of these four symmetrical generators two by two, between the external surface of the blank 1c and the surface of the cavity 8 of the second container 6.
  • a variable radial clearance from O to O, 5 mm in the present application, can be provided at the start of the second step between the cooperating generators of the bar and of the container.
  • the initial upsetting portion 1b has a final section 1d of forged blank as shown in FIG. 5 in the embodiment which comes from 'be described.
  • This repressed portion of bar 1b may in particular be intended to constitute the base of a turbomachine blade obtained by forging.
  • 7a, 7b, 7c respectively represent, in a schematic section, other usable forms of container cavity 9a, 9b, 9c, respectively associated with a portion of bar to be driven back section 10a, 10b, 10c, 10c, 10d.
  • This bar section at the start is of a shape adapted to the final part to be obtained and, in addition to being cylindrical, can in particular be rectangular or square.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial für den Fuß einer Turbomaschinen-Kompressorschaufel durch Stauchen, wobei wenigstens ein Stangenabschnitt (1b) mit der Ausgangslänge Lo und dem Ausgangsquerschnitt So des Durchmessers Do durch Stauchen in einen Stangenabschnitt (1d) mit der Endlänge L1 und dem Endquerschnitt S1 des Durchmessers D1 dergestalt umgewandelt wird, daß Lo > L1, So < S1, Do > D1, wobei ein technischer Parameter t oder Stauchungsgrad ausgedrückt ist durch t = (Lo - L1) / Do
    Figure imgb0005
    Figure imgb0006
     , wobei die genannte, in ein Haltewerkzeug oder Behälter (2, 6) gesteckte Stange (1) der Staucheinwirkung eines Stempels (3) einer Schmiedepresse ausgesetzt wird, die auf das Ende der Stange ausgeübt wird,
       dadurch gekennzeichnet, daß es aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schritten besteht:
    - (a) einem ersten Stauchschritt, bei dem zumindest ab einem ersten Verformungsstadium eine Berührung zwischen mindestens drei Mantellinien des genannten Stangenabschnitts und der Innenfläche eines ersten Behälters (2) aufrechterhalten wird, der zwischen zwei der genannten Berührungslinien (5a, 5b, 5c, 5d) jeweils eine hohle Ausstülpung (4a, 4b, 4c, 4d) in Längsrichtung aufweist, die im Querschnitt einen keulenförmigen Abschnitt bildet;
    - (b) einem zweiten Stauchschritt, bei dem zumindest ab einem ersten Verformungsstadium eine Berührung zwischen den Spitzen (1d, 1e, 1f, 1g) der länglichen Ausstülpungen, die an dem ersten Rohling (1c) am Ende des ersten Schritts (a) erzielt werden, und der Innenfläche der Höhlung eines zweiten Behälters (6) aufrechterhalten wird, wobei die genannte Innenfläche der Höhlung eine Form der Kontur aufweist, die den genannten ersten Rohling umhüllt, und daß der genannte Stauchungsgrad (t), der in zwei Durchgängen erzielt wird, mindestens gleich 8 ist.
  2. Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen nach Anspruch 1, wobei beim ersten Schritt (a) der erste Behälter (2) im Querschnitt eine allgemein kreuzförmige Innenkontur aufweist und der erste gestauchte Rohling (1b, 1c) während des genannten ersten Schritts (a) an vier Mantellinien (5a, 5b, 5c, 5d) in Längsrichtung gehalten wird, die am Umfang um 90° versetzt voneinander verteilt sind, und am Ende des ersten Schritts (a) vier Ausstülpungen in Längsrichtung aufweist, die im 90°-Winkel zueinander liegen.
  3. Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei beim zweiten Schritt (b) der zweite Behälter (6) im Querschnitt eine allgemein quadratische Innenkontur mit abgerundeten Ecken aufweist.
  4. Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei beim zweiten Schritt (b) der zweite Behälter (8a) im Querschnitt eine kreisförmige Innenkontur aufweist.
  5. Stauchwerkzeug, das einen geschmiedeten Rohling (1b, 1c) aus Stangenmaterial umhüllt, zur Durchführung eines Herstellungsverfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus zwei Behältern (2, 6), die jeweils eine Höhlung (4, 8) aufweisen, in der der genannte Rohling (1b, 1c) angeordnet wird,
       dadurch gekennzeichnet, daß der erste Behälter (2), der für die Durchführung des ersten Schritts (a) des genannten Verfahrens geeignet ist, eine dergestalte Innenflächengeometrie der Höhlung (4) aufweist, daß der Rohling (1b) vor dem Stauchen zumindest ab einem ersten Verformungsstadium mit mindestens drei Mantellinien in Berührung mit den zusammenwirkenden Mantellinien (5a, 5b, 5c, 5d) des Behälters (2) ist und daß zwischen den genannten Mantellinien (5a, 5b, 5c, 5d) hohle Ausstülpungen (4a, 4b, 4c, 4d) in Längsrichtung ausgeführt sind,
       und daß der zweite Behälter (6), der für die Durchführung des zweiten Schritts (b) des genannten Verfahrens geeignet ist, eine dergestalte Innenflächengeometrie der Höhlung (8) aufweist, daß die Querschnittkontur die Innenflächenkontur der Höhlung des ersten Behälters umhüllt und daß die Konturen der Höhlungsinnenflächen des genannten ersten (2) und zweiten Behälters (6) mit mindestens drei Mantellinien Tangenten bilden und in keinem Punkt schneidend verlaufen.
  6. Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Behälter (2) eine Höhlung mit einem kreuzförmigen Querschnitt mit vier im 90°-Winkel zueinander angeordneten Keulen (4a, 4b, 4c, 4d) aufweist.
  7. Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zweite Behälter (6) eine Höhlung (8) mit einem allgemein quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweist, wobei die Länge einer Seite des Quadrats den Abstand zwischen zwei sich diametral gegenüberliegenden Ausstülpungsgipfeln (1d-1f, 1e-1g) des ersten Behälters (2) darstellt.
  8. Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zweite Behälter eine Höhlung (8a) mit einem kreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Umfangslinie den Querschnitt der Höhlung (4) des ersten Behälters (2) umhüllt.
EP89400273A 1988-02-03 1989-02-01 Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen, insbesondere für Kompressorschaufeln und Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens Expired - Lifetime EP0331539B1 (de)

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