NO151314B - Senkesett for fremstilling av en skivekonstruksjon med utadragende deler - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et senkesett for fremstilling av en midtre skivekonstruksjon som er utformet i ett med et antall utadragende deler, omfattende en stasjonær, stort sett sylinderformet senke med en ytterflate, en første bevegelig, stort sett sylinderformet senke med en ytterflate,

en andre bevegelig, stort sett sylinderformet senke som er innpasset inne i den første bevegelige senke, idet både den første og den andre bevegelige senke er anordnet i aksialflukt med den stasjonære senke og i avstand fra denne, samt en sylindrisk gruppering av perifert tilgrensende senkesegmenter som hvert omfatter et par sidevegger som ligger an mot sideveggene av tilgrensende segmenter og som har slik kontur, at de sammen med disse avgrenser et antall perifært, innbyrdes atskilte hulrom av omvendt utforming i forhold til de utadragende deler som skal fremstilles, og en bueformet innerflate i berøring med ytter-flåtene på den stasjonære senke og den første bevegelige senke.

Fra US-patentskrift 3.519.503 er det kjent en smiprosess som er internasjonalt kjent som "Gatorizing"-prosessen. Ved hjelp av denne prosess kan de tungsmidde legeringer som anvendes i gassturbinmotorindustrien, bearbeides fra et materialemne til en nesten ferdig og relativt komplisert form. Selv om det fra begynnelsen bare ble smidd skiveformete komponenter, er den etter-følgende utvikling blitt påskyndet som følge av det ønskelige i å kunne fremstille rotorskiver med integrerte skovler.

Et senkesett og en fremgangsmåte til fremstilling av slike rotorer med integrerte skovler er opprinnelig kjent fra US-patent-skrifter 4.051.708 og 4.074.559. I overensstemmelse med disse grunntanker smies integrerte, utadragende deler mellom et antall tilgrensende senker som er plassert langs omkretsen av de skiveformete senker. Det er imidlertid nødvendig å anvende to senkesett og skifte det første ut etter at emnet er bibrakt mellom formen. Ytterligere fremskritt innbefatter metoder for fjerning av senkene, som danner de utadragende deler, fra det ferdig-bearbeidete smistykke,. To slike metoder er kjent fra US-patent-

i

skrifter 4.040.161 og 4.150.557.

På tross av de ^ovennevnte fremskritt innenfor smiprosess-området søker vitenskapsmenn og ingeniører fortsatt etter nye idéer og teknikker som vil øke mulighetene for fremstilling av smidde komponenter og bedre kvaliteten av slike komponenter.

Senkesettetifølge den foreliggende oppfinnelse er kjenne-tegnet ved at den andre bevegelige senke er glidbar i forhold til den første bevegelige senke uavhengig av denne.

Ifølge oppfinnelsen kan således det ferdige produkt fremstilles ved hjelp av lett senkesett.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til ,de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk riss av en smianordning hvori oppfinnelsens prinsipper kan komme til anvendelse. Fig. 2 viser et delsnitt av anordningen ifølge fig. 1, hvor et senkesett, inneholdende et emne, er innført i pressen forut for utsmiingssekvensen. Fig. 3 viser et! delsnitt i likhet med fig. 2, hvor emnet er utsmidd til en første utforming ved at sentrumskiven er innpresset i emnet. Fig. 4 viser et delsnitt i likhet med fig. 2, hvor emnet er utsmidd til en andre og endelig utforming ved at ytterringen er innpresset i emnet.

Senkesettet ifølge foreliggende oppfinnelse har vist seg

å være meget anvendelig innenfor smiteknikkområdet, og særlig ved utsmiing av komponenter av komplisert form ved hjelp av de fra US-patentskrift 3.519.503 kjente fremgangsmåter som er egnet' for automatisk fremstiilling slik som vist i det skjematiske riss

i

i fig. 1 av en automatisert smianordning. Materiale av høy fasthet og lav smibarhet jblir i anordningen bearbeidet til en over- 1 gangsform av lav fasthet og høy smibarhet, for at emnematerialet

i

under utsmiingsprosessen skal kunne flyte inn i senkehulrom med komplisert form. Detjferdigsmidde arbeidsstykke blir deretter varmebehandlet for at materialets opprinnelige tilstand av høy fasthet og lav smibarhet skal gjenopprettes.

Utsmiingsprosessen gjennomføres i et ytterkar 10 under

en hydraulisk presse;12. Pressen omfatter et fundament 14 og

et hode 16 som er anordnet med mellomliggende avstand ved hjelp av et antall strekkstenger 18. Ytterkaret understøttes av en konstruksjon 20 som rager oppad fra pressefundamentet. Ytter-karets øvre ende er forbundet med pressehodet ved hjelp av en belg 22.

En stempelplate 24 inne i pressefundamentet 14 understøtter en nedre senkesøyle 26 i ytterkaret 10. Stempelplaten er bevegelig i forhold til ytterkaret og forbundet med dette ved hjelp av en belg 28. Ved hjelp av et antall smistempler innstilles platen og flyttes oppad med stor kraft under utsmiingsprosessen. Smistemplene beveges av et hydraulisk styreorgan (ikke vist).

Et antall stempelstoppere 32 som rager oppad fra stempelplaten, tjener for begrensning av platens oppadgående bevegelse under utsmiingsprosessen. En øvre senkesøyle 34 rager nedad fra pressehodet 16 og inn i ytterkaret 10.

Både den øvre senkesøyle 34 og den nedre senkesøyle 26

er sammensatt av et antall plane plater 36. Den øverste plate 38 i den nedre senkesøyle og den nederste plate 40 i den øvre senkesøyle er fremstilt av et materiale med lav varmeledningsevne, f.eks. molybden. En bullring 42, likeledes av et materiale med lav varmeledningsevne, såsom molybden, hviler på platen 38

i den nedre senke. Et senkesett kan plasseres i bullringen. Den nederste plate i den øvre senkesøyle hviler på senkesettet, med en senkemotvendt flate rettet mot de bevegelige elementer i senkesettet. Et utbrytingsstempel 46 rager oppad gjennom den nedre senkesøyle og bullringen fra et manøvreringsorgan 48.

Ytterkaret 10 er delt i tre isolerbare kamre, nemlig et forvarmingskammer 50, et utsmiingskammer 52 og et nedkjølings-kammer 54. En inntaksluke 56 skiller utsmiingskammeret fra forvarmingskammeret, og en uttaksluke 58 skiller utsmiingskammeret fra nedkjølingskammeret.

Forvarmingskammeret 50 er utstyrt med en ventil 60 for regulering av trykket og atmosfæren i forvarmingskammeret. En ladeluke 62 gir adgang til forvarmingskammeret, for plassering av senkesettet 44 i ytterkaret. Et forvarmerbord 64 i enden av en forvarmerarm 66 understøtter hvert senkesett i forvarmingskammeret. Et varmeelement 68 er anordnet ved en forvarmingssta-sjon 70 i kammeret. Forvarmingsbordet og -armen er innrettet for vertikal bevegelse gjennom forvarmingskammeret, for å heve hvert senkesett til og gjennom varmeelementet. Forvarmerarmen rager oppad fra et ikke vist, hydraulisk manøvreringsorgan. Et ladebrett 72 i enden' av en ladearm 74 ovenfor varmeelementet er innrettet for horisontal bevegelse tvers over forvarmingskammeret. Med forvarmerbordet i hevet stilling er ladebrettet klart til å motta senkesettet fra forvarmerbordet. Med forvarmerbordet i tilbaketrukjket stilling er ladebrettet og ladearmen klar til å føre senkesettet inn i utsmiingskammeret. I en typisk utførelsesform beveges ladebrettet og ladearmen i horisontal retning ved hjelp avl et ikke vist, hydraulisk manøvreringsorgan.

Det er anordnet en ventil 76 for regulering av trykket

og atmosfæren i utsmiingskammeret. Et varmeelement 78 er montert ved en utsmiingsstasjon 80 i kammeret. Varmeelementet er delt i et øvre varmeelemen<i>t 82 og et nedre varmeelement 84. De to

i

varmeelementer kan atskilles vertikalt, for å gi adgang til bullringen 42 på den nedre senkesøyle 26. Når varmeelementene er atskilt og den nedrej senkesøyle tilbaketrukket med stempelplaten 24, er utbrytingsstemplet klart til å løfte senkesettet 44 fra det utstrakte ladebrett 72 og senke settet i bullringen for smiing. Etter avsluttet smiprosess kan stempelplaten på liknende måte tilbakeføres og' utbrytingsstemplet utstrekkes for å løfte senkesettet ut av bullringen.

Det er anordnet en ventil 86 for regulering av trykket

og atmosfæren i nedkjølingskammeret. Et uthenterbrett 88 i enden av en uthenterarm 90Jer innrettet for horisontal bevegelse tvers over nedkjølingskammeret. Uthenterbrettet og -armen kan utstrekkes og innføres i utsmiingskammeret 52, for å motta et senkesett fra utbrytingsstemplet 46. Nedkjølingskammeret innbefatter en senkeekspansjonsstasjon 92 og en nedkjølingsstasjon 94. Senke-ekspansjonsstasjonen|er utstyrt med en øvre ekspansjonsring 96

og en nedre ekspansjbnsring 98. Ved hjelp av en ekspanderarm

i

100 som rager oppad fra et hydraulisk manøvreringsorgan 102, heves den nedre ekspansjonsring for avløfting av et senkesett fra uthenterbrettet.i Manøvreringsorganet tvinger dessuten ringene sammen, for at elementene i senkesettet skal kunne løsbrytes fra det smidde arbeidsstykke. Gjennom en uttaksluke 104 kan senke-settene fjernes fra niedkjølin<g>skammeret.

Et senkesett 44 ifølge den foreliggende oppfinnelse er

vist i fig. 2. Senkesettet omfatter en stasjonær, stort sett sylinderformet senkejmed en ytterflate 108, og minst to bevegelige senker, en første bevegelig senke 112 og en andre bevege-

lig senke 110. Den første og den andre bevegelige senke er montert på samme aksel som den stasjonære senke 106. Den første bevegelige senke 112 er stort sett sylinderformet med en ytterflate 114. Den andre bevegelige senke er anordnet inne i den første bevegelige senke. De bevegelige senker har endeflater 116 som i forening er omvendt utformet i forhold til den ene side av den komponent som skal fremstilles. Den stasjonære senkes endeflate 118 er omvendt utformet i forhold til den annen side av komponenten som skal fremstilles.

En perifær krage 120 rager utad fra den stasjonære senkes sylindriske ytterflate. Et materialemne 122, hvorav skivekonstruk-sjonen skal utsmies, er innført mellom den stasjonære og de bevegelige senker. Et antall bueformete senkesegmenter 124 som er plassert side om side i en sylinderformet gruppering rundt den stasjonære og de bevegelige senker, avgrenser sammen med disse et hulrom som er omvendt utformet i forhold til den ønskete komponent, med innbefatning av utadragende deler dersom dette er hensiktsmessig.

Hvert av senkesegmentene 124 omfatter et par sidevegger

126 av slik form, at de sammen med sideveggene av tilgrensende segmenter avgrenser et antall perifert, innbyrdes atskilte hulrom av omvendt utforming i forhold til de utadragende deler som skal fremstilles. Hvert segment omfatter en bueformet innerflate 128 med en kanal 130, som rager i tversgående retning og som ved å bringes i låsende inngrep med kragen 120 på den stasjonære senke hindrer hvert segment i å skråstilles i forhold til den stasjonære senke. Kragen er utstyrt med minst én avsmalnende sideflate 132 som gjør det mulig å fjerne senkesegmentene fra kragen langs en ønsket trekklinje (L) fra de utadragende deler.

I et mer detaljert senkesett som også er vist i fig. 2,

er det i hvert segments 124 bueformete innerflate 128 anordnet en andre kanal 134 i sonen ved den bevegelige senke 110. Hver (kanal 134 kan med minimal klaring bringes i låsende inngrep med en ring 136, for ytterligere motvirkning av segmentskråstilling. I likhet med kragen er ringen utstyrt med en avsmalnende sideflate 138 som gjør det mulig å fjerne segmentene fra ringen langs den ønskete trekklinje (L). Kragen og ringen kan komme til anvendelse uavhengig av hverandre eller i kombinasjon.

Hvert senkesegment 124 omfatter videre en bueformet ytterflate 140 med et tversgående spor 142 som i forening med sporene i tilgrensende segmenter danner en ytre kanal som strekker seg helt rundt den sylindriske gruppering. Den ytre kanal opptar en wire 144 som omslutter senkesegmentene, slik at elementene i senkesettet er sammenført til et enhetlig aggregat.

Fig. 2 viser yidere en anordning som er innmontert i den øvre senkesøyle 34, :for å hindre forskyvning av den første bevegelige senke inn i arbeidsstykket, når den andre bevegelige senke presses mot arbeidsstykket. Anordningen omfatter et antall trykkputer 146 som fra en trykkplate 148 rager nedad til den første bevegelige senke. Trykkplaten plasseres i stilling ved hjelp av et felles trykkstempel 150. Trykkstemplét beveges ved hjelp av et ikke vist, hyd<i>raulisk manøvreringsorgan ved pressens øvre del. j

Utsmiingen er vist i fig. 2-4. Ifølge fig. 2 blir gruppe-ringen av senkesegmenter 124 innledningsvis anordnet rundt den stasjonære senke 106;. Wiren 144 anbringes i sporet 142 og stram-

i

mes, for å holde segmentene 124 i stilling. Emnet 122 av materiale hvorav arbeidsstykket skal utformes, anbringes på den stasjonære senke innenfor den sylindriske gruppering, og de bevegelige senker 110 og 112, plasseres på emnet innenfor den sylindriske gruppering, for å komplettere senkesettet.

Senkesettet anbringes i et smikammer som vist i fig. 1,

og temperaturen økesjfor å bringe emnematerialet i en overgangs-tilstand av lav fastnet og høy smibarhet. Trykkputer 146 er plassert mot den første [bevegelige senke eller ringen 112.

Som det fremgår av fig. 3, innpresses den andre bevegelige senke eller sentrumskiven 110 i emnet 122, for tilvirkning av et arbeidsstykke av en mellomform. Trykkputene hindrer for-

i

skyvning av ringen 112 inn i det flytende emnemateriale. I mellom-formen er emnematerialet i arbeidsstykket fordelt i en fore-trukket sone, for etterfølgende utsmiing. Det kan eksempelvis

i

oppsamles materiale i sonen R, for etterfølgende innpressing i aerofoilhulrommene<j>mellom tilgrensende senkesegmenter.

Ifølge fig. 4 blir trykket mot putene 146 lettet eller opphevet av kraften fIra den oppadgående stempelplate 24. Den første bevegelige senke eller ringen 112 og den andre bevegelige senke 110 innpresses samtidig i emnet. Materiallommen i sonen R tvinges fullstendig til endene av hulrommene mellom tilgrensende segmenter, |hvorved arbeidsstykket bibringes sin andre

i

eller endelige form.

i

Claims (2)

1. Senkesett (44) for fremstilling av en midtre skivekonstruksjon som er utformet i ett med et antall utadragende deler, omfattende en stasjonær, stort sett sylinderformet senke (106) med en ytterflate (108), en første bevegelig, stort sett sylinderformet senke (112) med en ytterflate (114), en andre bevegelige, stort sett sylinderformet senke (110) som er innpasset inne i den første bevegelige senke (112), idet både den første og den andre bevegelige senke er anordnet i aksialflukt med den stasjonære senke (106) og i avstand fra denne, samt en sylindrisk gruppering av perifert tilgrensende senkesegmenter (124) som hvert omfatter et par sidevegger (12 6) som ligger an mot sideveggene av tilgrensende segmenter og som har slik kontur, at de sammen med disse avgrenser et antall perifært, innbyrdes atskilte hulrom av omvendt utforming i forhold til de utadragende deler som skal fremstilles, og en bueformet innerflate (128) i berøring med ytterflatene (108,114) på den stasjonære senke (106) og den første bevegelige senke (112), karakterisert ved at den andre bevegelige senke (110) er glidbar i forhold til den første bevegelige senke (112) uavhengig av denne.

2. Senkesett i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den første bevegelige senke (112) er ring-formet .