RU2357830C2 - Method and device for thixotropic moulding of cylindrical work pieces - Google Patents
Method and device for thixotropic moulding of cylindrical work pieces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357830C2 RU2357830C2 RU2007124673/02A RU2007124673A RU2357830C2 RU 2357830 C2 RU2357830 C2 RU 2357830C2 RU 2007124673/02 A RU2007124673/02 A RU 2007124673/02A RU 2007124673 A RU2007124673 A RU 2007124673A RU 2357830 C2 RU2357830 C2 RU 2357830C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- cylindrical
- die
- container
- work
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургического машиностроения и используется при производстве различных изделий из цилиндрических заготовок преимущественно из алюминиевых сплавов методом тиксотропного формообразования - тиксоштамповкой.The invention relates to the field of metallurgical engineering and is used in the manufacture of various products from cylindrical billets mainly from aluminum alloys by the method of thixotropic shaping - thixostamping.
Перед рассмотрением аналогов необходимо дать следующие пояснения. Исходную заготовку получают непрерывным литьем в условиях постоянного перемешивания. При этом образуется суспензия (твердожидкое состояние, в котором соотношение твердой и жидкой фаз определяется температурой нагрева и зависит от вида материала) с глобулярной микроструктурой, что обеспечивает весьма высокую жидкотекучесть и заполняемость формы при дальнейшей переработке. Это позволяет получать готовые изделия с высокими механическими, а следовательно, и эксплуатационными свойствами. Тиксоштамповка - это технологический процесс повторного нагрева литой заготовки до твердожидкого состояния с последующей ее штамповкой. Причем к температурным и временным параметрам предъявляют весьма жесткие требования, поскольку от этого зависит выполнимость технологии тиксоштамповки и качество готовой продукции. Данная технология позволяет заменить сталь на алюминиевые сплавы, дает возможность уменьшить энергозатраты, снизить вес, а также выполнять тиксоштамповку на менее мощных прессах. Однако освоение этого перспективного направления металлообработки сдерживается высокой стоимостью литой заготовки, а также сложностью работы с твердожидкой исходной заготовкой и поддержанием ее температуры в узком интервале («Металлургия», Машиностроение, 2001, №1, стр.36-43).Before considering analogues, it is necessary to give the following explanations. The initial preform is obtained by continuous casting under conditions of constant mixing. In this case, a suspension is formed (a solid-liquid state in which the ratio of solid to liquid phases is determined by the heating temperature and depends on the type of material) with a globular microstructure, which ensures a very high fluidity and mold filling during further processing. This allows you to get finished products with high mechanical, and therefore operational properties. Tixoshtampovka is a technological process of re-heating a cast billet to a solid-liquid state with its subsequent stamping. Moreover, very strict requirements are imposed on temperature and time parameters, since the feasibility of thixo-stamping technology and the quality of the finished product depend on this. This technology allows you to replace steel with aluminum alloys, makes it possible to reduce energy costs, reduce weight, and also perform stamping on less powerful presses. However, the development of this promising area of metalworking is constrained by the high cost of cast billets, as well as the difficulty of working with a solid-liquid initial billet and maintaining its temperature in a narrow range (Metallurgy, Mechanical Engineering, 2001, No. 1, pp. 36-43).
Известна горячая объемная штамповка стальной шестерни из цилиндрической заготовки на кривошипном прессе в несколько переходов (см. Я.М.Охрименко. «Технология кузнечно-прессового производства». М.: Машиностроение, 1976, рис.234, стр.387-388). На рисунке показан чистовой ручей штампа открытого типа. Нижняя матрица выполнена из вставки и выталкивателя. Верхняя матрица содержит вставку, неподвижный стержень и выталкиватель.Known hot volumetric stamping of steel gear from a cylindrical billet on a crank press in several transitions (see Ya. M. Okhrimenko. "Forging and Press Production Technology." M .: Mechanical Engineering, 1976, Fig. 234, pp. 387-388). The figure shows the finishing stream of an open type stamp. The lower matrix is made of an insert and an ejector. The upper matrix contains an insert, a fixed rod and an ejector.
Недостатком известного способа является низкое качество готовой продукции, обусловленное многопозиционной конструкцией штампа, что не позволяет выдерживать температурно-временные параметры процесса. Повышенный расход металла, так как используется открытый штамп. Низкая производительность, что очевидно.The disadvantage of this method is the low quality of the finished product, due to the multi-position design of the stamp, which does not allow to withstand the temperature-time parameters of the process. Increased metal consumption, since an open stamp is used. Poor performance, which is obvious.
Известны способ и устройство для тиксоштамповки цилиндрических деталей по патенту RU 2248857 С2, опубликованному 27.03.2005 г., В23К1/38, включающие деформирование предварительно нагретой цилиндрической заготовки в предварительно нагретом штампе, и устройство для осуществления этого способа.A known method and device for thixoforming of cylindrical parts according to patent RU 2248857 C2, published 03/27/2005, V23K1 / 38, including the deformation of a preheated cylindrical workpiece in a preheated stamp, and a device for implementing this method.
Недостатком известного технического решения является необходимость выполнения нескольких технологических операций, что может привести к возможности увеличения времени проведения техпроцесса, к возможности уменьшения температуры заготовки и, как следствие, к снижению производительности изготовления изделий, а также к снижению качества готовой продукции.A disadvantage of the known technical solution is the need to perform several technological operations, which can lead to the possibility of increasing the time of the process, to the possibility of reducing the temperature of the workpiece and, as a result, to reduce the productivity of manufacturing products, as well as to reduce the quality of the finished product.
Технической задачей заявленных способа и устройства является повышение качества готовых изделий, производительности и снижение расхода металла. Это достигается тем, что технологический процесс - тиксоштамповку выполняют с одного установа предварительно нагретой исходной заготовки, причем непрерывно в два этапа: осадка и штамповка. Кроме того, все подготовительные операции (нагрев заготовки, ее транспортировка и установка в штамп) вплоть до деформирования заготовки осуществляют в контейнере и стакане. Это позволяет в полной мере использовать свойства глобулярной микроструктуры заготовки, так как выдерживаются жесткие температурные и временные параметры тиксоштамповки. Упомянутое размещение твердожидкой заготовки также исключает ее повреждения. Снижение расхода металла также является важным преимуществом предложенного технического решения, что обусловлено высокой стоимостью исходной литой заготовки.The technical task of the claimed method and device is to improve the quality of finished products, performance and reduce metal consumption. This is achieved by the fact that the technological process - thix-stamping is performed from one installation of a preheated initial billet, and continuously in two stages: precipitation and stamping. In addition, all preparatory operations (heating the workpiece, its transportation and installation in the stamp) up to the deformation of the workpiece is carried out in a container and a glass. This allows you to fully use the properties of the globular microstructure of the workpiece, as it can withstand the harsh temperature and time parameters of the stamping process. The mentioned placement of solid-liquid preform also eliminates its damage. Reduced metal consumption is also an important advantage of the proposed technical solution, due to the high cost of the original cast billet.
Поставленная задача достигается тем, что заготовку размещают в контейнере с внутренним стаканом, затем нагревают и устанавливают на толкатель по его оси, который для этого поднимают над торцом нижней полуматрицы, после чего в процессе прерывистого перемещения толкателя последовательно демонтируют контейнер, закрывают штамп по внутреннему диаметру нижней полуматрицы верхней полуматрицей, опускают толкатель с заготовкой в нижнее положение, размещая последнюю в сквозной цилиндрической полости верхней полуматрицы, после чего удаляют стакан, осаживают заготовку пуансоном в полости верхней и нижней полуматриц и окончательно штампуют верхней матрицей и пуансоном готовое изделие. Способ реализуется устройством, в котором посредством гидравлических цилиндров связаны между собой подвижная плита и ползун пресса, при этом устройство снабжено контейнером, который выполнен в виде двух шарнирно соединенных двуплечих рычагов, на одних плечах которых закреплены съемные рукоятки, а на противолежащих плечах параллельно оси упомянутого шарнира жестко смонтированы два полукольца, причем внутри последних выполнены перемычки, на которых с возможностью как взаимодействия с их поверхностями, так и демонтажа расположен стакан дном вверх, а в нижней части полуколец расточено сквозное цилиндрическое отверстие.The task is achieved by the fact that the workpiece is placed in a container with an inner cup, then heated and mounted on the pusher along its axis, which is lifted above the end of the lower half-matrix, after which, during intermittent movement of the pusher, the container is sequentially dismantled, the stamp is closed on the inner diameter of the lower half-matrix upper half-matrix, lower the pusher with the workpiece to the lower position, placing the latter in the through cylindrical cavity of the upper half-matrix, and then remove the Akan, the blank is deposited with a punch in the cavity of the upper and lower half-matrices and finally the finished product is stamped with the upper matrix and punch. The method is implemented by a device in which a movable plate and a press slider are connected by means of hydraulic cylinders, and the device is equipped with a container, which is made in the form of two articulated two-arm levers, on one shoulders of which removable arms are fixed, and on opposite arms parallel to the axis of the said hinge two half rings are rigidly mounted, and inside the latter there are jumpers, on which a stack is located with the possibility of both interacting with their surfaces and dismantling upside down, and the bottom half rings wasted through the cylindrical bore.
Изобретение поясняется графическими материалами, на которых показано:The invention is illustrated by graphic materials, which show:
фиг.1 - установка заготовки в устройство;figure 1 - installation of the workpiece in the device;
фиг.2 - удаление стакана из устройства;figure 2 - removal of the glass from the device;
фиг.3 - начало осадки заготовки;figure 3 - the beginning of the precipitation of the workpiece;
фиг.4 - начало штамповки;figure 4 - the beginning of the stamping;
фиг.5 - окончание штамповки;figure 5 - the end of the stamping;
фиг.6 - общий вид специального контейнера со стаканом;6 is a General view of a special container with a glass;
фиг.7 - разрез А-А на фиг.6 (повернуто).Fig.7 is a section aa in Fig.6 (rotated).
Устройство для тиксоштамповки цилиндрической заготовки 1 (см. фиг.1), размещенной в специальном контейнере 2 и закрытой стаканом 3, содержит толкатель 4 и корпус 5 с нижней полуматрицей 6. Над нижней полуматрицей соосно ей расположена верхняя полуматрица 7, которая закреплена на подвижной плите 8. По оси верхней полуматрицы выполнено сквозное цилиндрическое отверстие. Концентрично упомянутому отверстию на ползуне 9 смонтирован пуансон 10. Подвижная плита и ползун связаны гидравлическими цилиндрами 11. Штамповку осуществляют на гидравлическом прессе, ползун которого перемещается с помощью силового плунжерного цилиндра и возвратных цилиндров. Контейнер выполнен (см. фиг.6) из двух двуплечих рычагов 12, которые соединены шарниром 13. На одних плечах 14 рычагов с помощью втулок 15 с Г-образными пазами и выступов 16 смонтированы съемные рукоятки 17. На противолежащих плечах 18 рычагов параллельно оси шарнира и симметрично друг другу жестко закреплены два полукольца 19 с перемычками 20 внутри (см. фиг.7). В нижней части полуколец расточено цилиндрическое гнездо 21, взаимодействующее с толкателем при установке заготовки в устройство. Все детали контейнера и стакан изготовлены из титанового сплава.A device for thixo-stamping of a cylindrical billet 1 (see Fig. 1), placed in a special container 2 and closed by a glass 3, contains a pusher 4 and a housing 5 with a lower half-matrix 6. Above the lower half-matrix, an upper half-matrix 7 is located coaxially with it, which is mounted on a movable plate 8. A through cylindrical hole is made along the axis of the upper half-matrix. A punch 10 is mounted concentrically to the hole on the slider 9. The movable plate and the slider are connected by hydraulic cylinders 11. The stamping is carried out on a hydraulic press, the slider of which is moved by means of a power plunger cylinder and return cylinders. The container is made (see Fig.6) of two two-
Способ тиксоштамповки осуществляют следующим образом. Технологический процесс выполняют на гидравлическом прессе: максимальное усилие силового плунжерного цилиндра Р=4000 кН, суммарное усилие гидроцилиндров 12-Pi=800 кН. Пресс оснащен датчиками и управляющей аппаратурой для работы в автоматическом режиме. Готовое изделие - тормозной диск. Заготовка - литье из алюминиевого сплава АЛ-9. Заготовку 1 устанавливают на перемычки 20 (см. фиг.7) контейнера 2 и закрывают ее стаканом 3, затем размещают контейнер в муфельной печи, снимают рукоятки 17 (см. фиг.6) и нагревают заготовку до 585°С. Штамповый инструмент (поз.6, 7 и 10) нагревают до 400°С и напыляют на него графитовую смазку. Устройство устанавливают в исходное положение (см. фиг.1), а именно: поднимают ползун 10, опускают плиту 8 относительно ползуна гидравлическими цилиндрами 11, а толкатель 4 поднимают над торцом нижней полуматрицы 6 (изображено справа от оси толкателя). Нагретый контейнер 2 устанавливают на толкатель 4, центрируя его гнездом 21 (см. фиг.7). Поднимают толкатель 2 и вводят стакан 3 в отверстие верхней полуматрицы 7 на глубину Н (показано слева от оси толкателя), что предотвращает радиальные смещения стакана при демонтаже контейнера. Разводят полукольца 19, устанавливают при этом заготовку 1 и стакан на торец толкателя. Убирают контейнер 2 из рабочей зоны. Опускают плиту 8, закрывают штамп верхней полуматрицей 7 по внутреннему диаметру нижней полуматрицы 6, а стакан с заготовкой размещают при этом между плитой 8 и ползуном 9 (см. фиг.2). Разворачивают контейнер 2 на 180° (гнездом 21 вверх) и, разместив в нем стакан 3, зажимают его полукольцами 19. Удерживают контейнер в этом положении и, опуская толкатель в исходную позицию, устанавливают заготовку в сквозном осевом цилиндрическом отверстии нижней полуматрицы 5. После чего удаляют контейнер 2 со стаканом 3. Устройство подготовлено для деформирования заготовки. Опускают ползун 9 и осаживают заготовку 1 пуансоном 10 в цилиндрическую полость верхней полуматрицы 7, а затем в закрытую штамповую полость. При этом раскрывается стык между фланцем верхней полуматрицы и торцом нижней полуматрицы (см. фиг.4). Продолжают опускать ползун 9 и штампуют готовое изделие верхней полуматрицей 7 и пуансоном 10. Причем зазор h=1…3 мм (см. фиг.5). Для снятия готового изделия с торца верхней полуматрицы 7 (в случае необходимости) поднимают ползун 9 в исходное положение, опускают плиту 8, размещают в цилиндрической полости верхней полуматрицы 7 ироставку и производят обратный ход гидроцилиндров 11 до взаимодействия пуансона 10 с проставкой. Готовое изделие - тормозной диск удаляют из нижней полуматрицы 6 толкателем 4, поднимая его над верхним торцом корпуса 5. Технологический процесс тиксоштамповки цилиндрической заготовки закончен.The thixo stamping method is as follows. The technological process is performed on a hydraulic press: the maximum force of the power plunger cylinder is P = 4000 kN, the total force of the hydraulic cylinders is 12-Pi = 800 kN. The press is equipped with sensors and control equipment for working in automatic mode. The finished product is a brake disc. Preparation - casting from aluminum alloy AL-9. The blank 1 is installed on the jumpers 20 (see Fig. 7) of the container 2 and closed with a glass 3, then the container is placed in a muffle furnace, the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007124673/02A RU2357830C2 (en) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | Method and device for thixotropic moulding of cylindrical work pieces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007124673/02A RU2357830C2 (en) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | Method and device for thixotropic moulding of cylindrical work pieces |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007124673A RU2007124673A (en) | 2009-01-10 |
RU2357830C2 true RU2357830C2 (en) | 2009-06-10 |
Family
ID=40373771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007124673/02A RU2357830C2 (en) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | Method and device for thixotropic moulding of cylindrical work pieces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2357830C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444412C1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э. Баумана" | Method of thixomoulding of cylindrical thixobillet in its super plastic solid phase |
RU2459683C1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Method of isothermal extrusion of billets with globular structure |
CZ308918B6 (en) * | 2010-11-19 | 2021-09-01 | Západočeská Univerzita V Plzni | Method of thixotropic forming of small parts |
-
2007
- 2007-07-02 RU RU2007124673/02A patent/RU2357830C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444412C1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э. Баумана" | Method of thixomoulding of cylindrical thixobillet in its super plastic solid phase |
WO2012036583A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э.Баумана" (Мгту Им. Н.Э.Баумана) | Method for the thixo-extrusion of a cylindrical thixo-blank under conditions of superplasticity of the solid phase of said blank |
CZ308918B6 (en) * | 2010-11-19 | 2021-09-01 | Západočeská Univerzita V Plzni | Method of thixotropic forming of small parts |
RU2459683C1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Method of isothermal extrusion of billets with globular structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007124673A (en) | 2009-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100467156C (en) | Near-isothermal forging method of GH4169 alloy disc-shaped forging in air | |
CN102179665B (en) | Combined plastic forming method of automobile hub and matching forming mold of automobile hub | |
CN101934336A (en) | Method and device for semi-solid precision rheo-casting of light alloys | |
CN108480595B (en) | A kind of shaft sleeve parts manufacturing process | |
CN102581257B (en) | Circulating closed die forging method for preparing magnesium alloy semi-solid billet and thixoextrusion forming method | |
CN208437592U (en) | Ring flange forging and molding mold | |
CN101972830A (en) | Hot upsetting process for cast ingot with large height to diameter ratio for ultra large ring forging | |
RU2356677C2 (en) | Method and device for thixo-punching of cylindrical workpieces | |
CN109622845B (en) | Closed near-net forming process and die for drum type knuckle pre-forging piece | |
CN109092957A (en) | A kind of shaft sleeve parts part thixoextruding method | |
RU2357830C2 (en) | Method and device for thixotropic moulding of cylindrical work pieces | |
JP6253730B1 (en) | Semi-solid slurry forging system | |
CN101733347A (en) | Process for forging pressing jaw of ingot body of steel ingot | |
CN208437593U (en) | A kind of ring flange forging and molding mold | |
CN104550838B (en) | The technique that a kind of radial forging strain-induced method prepares semisolid iron and steel camshaft | |
CN106925700B (en) | A kind of aluminum-alloy wheel larger ratio of height to diameter forging forming method | |
CN109092958A (en) | A kind of band shoulder pipe type element thixotropic forming method | |
RU2443494C1 (en) | Mould and method to produce axle box housing from cylindrical billet with globular structure | |
RU2396142C1 (en) | Procedure and device for cylinder work-pieces thixo-stamping | |
RU2443496C1 (en) | Method of producing articles with cavities by thixomoulding and closed mould to this end | |
CN206405409U (en) | A kind of shaping dies of semi-solid rheological extrusion casint shaft sleeve parts | |
CN1616162A (en) | Process and apparatus for producing large diesel engine crank axle and crank for ship | |
CN108580574A (en) | A kind of method of the nearly solid state pressure forming of threeway part blank three-dimensional | |
RU2773555C2 (en) | Method for production of pistons of internal combustion engines of aluminum alloys with non-resist insert | |
CN108246998B (en) | Preparation method of semi-solid extrusion casting shaft sleeve part |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130703 |