RU2738630C1 - Composite workpiece for forging residue - Google Patents
Composite workpiece for forging residue Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738630C1 RU2738630C1 RU2019135099A RU2019135099A RU2738630C1 RU 2738630 C1 RU2738630 C1 RU 2738630C1 RU 2019135099 A RU2019135099 A RU 2019135099A RU 2019135099 A RU2019135099 A RU 2019135099A RU 2738630 C1 RU2738630 C1 RU 2738630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- shell
- height
- isosceles triangle
- forging
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/04—Shaping in the rough solely by forging or pressing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к области обработки металлов давлением, а точнее к конфигурации заготовок для кузнечной обработки металла. The proposed device relates to the field of metal forming, or rather to the configuration of blanks for forging metal.
Операция кузнечной осадки применяется для пластической деформации заготовок с целью изменения их формы и/или повышения механических свойств деформируемого материала. The operation of forging upsetting is used for plastic deformation of workpieces in order to change their shape and / or increase the mechanical properties of the deformable material.
Из уровня техники известны конфигурации заготовок для обработки давлением, их форма часто определяет улучшение показателей этапов последующей деформации [1]. Композиционная заготовка для деформации может включать плакировку или оболочку [2,3], защищающую основной металл от окисления или газонасыщения при нагреве. Сложное строение заготовки может предопределять получение композита как конечного изделия [4,5]. From the prior art, configurations of workpieces for forming are known, their shape often determines the improvement of the performance of the stages of subsequent deformation [1]. The composite billet for deformation may include a cladding or shell [2,3], which protects the base metal from oxidation or gas saturation when heated. The complex structure of the blank can predetermine the production of a composite as a final product [4,5].
Особую группу заготовок составляют объекты, предназначенные для кузнечной осадки, выполняемой на молотах или прессах. Боковая поверхность цилиндрических заготовок остается свободной от действия напряжений сжатия, поэтому легко может начать разрушаться с образованием трещин. Неоднократно предлагались приемы, с помощью которых уровень сжимающих напряжений в процессах, похожих на кузнечную осадку, мог бы быть повышен [6,7]. A special group of blanks is made up of objects intended for forging upsetting performed on hammers or presses. The lateral surface of cylindrical blanks remains free from the action of compressive stresses, therefore, it can easily begin to fracture with the formation of cracks. Techniques have been repeatedly proposed by which the level of compressive stresses in processes similar to forge sludge could be increased [6,7].
В том числе известен прием помещения цилиндрической заготовки в кольцевую оболочку. Кольцевая оболочка создает подпор пластическому течению основного металла, что позволяет повысить уровень напряжений сжатия и тем самым увеличить пластичность металла. Использование этого приема реализовано в описании к изобретению [8]. Сборка пластически деформируемых материалов в этом случае представляет собой цилиндрическую заготовку и кольцевую оболочку, охватывающую среднюю часть ее боковой поверхности. Осадку осуществляют приложением к торцам заготовки усилия сжатия с одновременным растяжением оболочки. Порядок действий включает три этапа. На первом этапе проводят осадку до достижения степени деформации, не превышающей предельно допустимого значения при осадке металла без оболочки. На втором этапе заготовку помещают в оболочку и продолжают нагружать сборку в области пластических деформаций. Наличие оболочки позволяет делать это без разрушения металла. На третьем этапе достигают такой степени деформации, при которой наступает разрыв оболочки. Тем самым достигается возможность удаления оболочки без применения специальных операций. In particular, there is a known method of placing a cylindrical blank into an annular shell. The annular shell creates a support for the plastic flow of the base metal, which makes it possible to increase the level of compressive stresses and thereby increase the plasticity of the metal. The use of this technique is implemented in the description of the invention [8]. In this case, the assembly of plastically deformable materials is a cylindrical blank and an annular shell covering the middle part of its lateral surface. Upsetting is carried out by applying a compression force to the ends of the workpiece with simultaneous stretching of the shell. The procedure includes three stages. At the first stage, upsetting is carried out until the degree of deformation is reached, which does not exceed the maximum permissible value when upsetting metal without a shell. At the second stage, the workpiece is placed in a shell and the assembly continues to be loaded in the area of plastic deformations. The presence of the shell allows you to do this without destroying the metal. At the third stage, a degree of deformation is reached at which the shell breaks. Thus, it is possible to remove the shell without the use of special operations.
Из последнего примера видно, что существует стремление создать такие приемы обработки, при которых облегчен процесс удаления оболочки. В промышленности существует несколько вариантов ее удаления. Самый распространенный вариант – это удаление боковой поверхности в стружку на токарном оборудовании. Недостатком является необходимость частичного удаления самого материала цилиндрической заготовки из-за возникающей при кузнечной осадке неровности боковой поверхности, которую называют бочкообразованием. В другом варианте оболочку стравливают в растворах щелочей и кислот, подбирая их составы таким образом, чтобы они воздействовали на металл оболочки, но не воздействовали на металл цилиндрической заготовки. From the last example, it is clear that there is a desire to create processing techniques that facilitate the removal of the shell. There are several options in the industry for its removal. The most common option is to remove the flank into chips on a lathe. The disadvantage is the need for partial removal of the material of the cylindrical workpiece itself due to the unevenness of the lateral surface arising during the forging draft, which is called barrel formation. In another embodiment, the shell is etched in solutions of alkalis and acids, selecting their compositions so that they affect the metal of the shell, but do not affect the metal of the cylindrical workpiece.
В изобретении [9] в качестве приема удаления оболочки предлагался вариант изготовления самой оболочки путем навивки проволоки. После проведения операции кузнечной осадки проволоку можно было удалить путем размотки. In the invention [9], as a method of removing the shell, it was proposed to manufacture the shell itself by winding a wire. After the upsetting operation, the wire could be removed by unwinding.
Все эти дополнительные приемы удаления оболочки пришлось разрабатывать из-за искривления боковой поверхности. Если бы его не было, то разделить заготовку и оболочку удалось выпрессовыванием заготовки из оболочки. Поэтому недостатком аналогов является невозможность выпрессовывания заготовки из оболочки из-за искривления боковой поверхности. All these additional methods of removing the shell had to be developed due to the curvature of the lateral surface. If it did not exist, then it was possible to separate the workpiece and the shell by pressing the workpiece out of the shell. Therefore, the disadvantage of analogs is the impossibility of extruding the blank from the shell due to the curvature of the lateral surface.
По наибольшему количеству существенных признаков выявлен прототип, описанный в книге [10]. Объект по прототипу представляет собой композиционную заготовку для кузнечной осадки, состоящую из цилиндра и охватывающей его по боковой поверхности кольцевой оболочки, имеющей внутренний диаметр, равный диаметру цилиндра.The prototype described in the book [10] was identified by the greatest number of essential features. The prototype object is a composite blank for forging upsetting, consisting of a cylinder and enclosing it along the lateral surface of an annular shell having an inner diameter equal to the cylinder diameter.
Кольцевая оболочка имеет в поперечном сечении форму прямоугольника, при этом большее основание прямоугольника примыкает к боковой поверхности цилиндра. Таким образом, толщина стенки кольцевой оболочки имеет одинаковые по высоте размеры. При кузнечной осадке граница между заготовкой и оболочкой становится криволинейной из-за действия сил трения. В результате попытка выпрессовать цилиндр из оболочки приводит к отрицательному результату. Вторым недостатком является возможность образования зазора между поверхностью цилиндра и внутренней поверхностью оболочки. В результате теряется эффект подпора со стороны оболочки. The annular shell has a rectangular cross-section, with the larger base of the rectangle adjacent to the lateral surface of the cylinder. Thus, the wall thickness of the annular shell has the same height dimensions. During forging upsetting, the boundary between the workpiece and the shell becomes curved due to the action of friction forces. As a result, an attempt to extrude the cylinder from the shell leads to a negative result. The second disadvantage is the possibility of a gap formation between the surface of the cylinder and the inner surface of the shell. As a result, the backing effect from the shell side is lost.
Технической проблемой, на решение которой направлен заявляемый объект, является создание возможности применения достаточно простого метода разделения заготовки на цилиндр и оболочку в виде выпрессовывания цилиндра и оболочки. Другой технической проблемой, на решение которой направлен заявляемый объект, является стабилизация диаметра цилиндра, то есть ликвидации искривления границы между цилиндрической заготовкой и оболочкой, что мешает применить достаточно простые приемы разделения этих объектов после проведения операции кузнечной осадки. The technical problem to be solved by the claimed object is to create the possibility of using a fairly simple method of dividing the workpiece into a cylinder and a shell in the form of extrusion of the cylinder and shell. Another technical problem to be solved by the claimed object is the stabilization of the cylinder diameter, that is, the elimination of the curvature of the boundary between the cylindrical workpiece and the shell, which makes it difficult to apply fairly simple methods of separating these objects after the forging upset operation.
Предлагается композиционная заготовка для кузнечной осадки, состоящая из цилиндра и охватывающей его по боковой поверхности кольцевой оболочки, имеющую внутренний диаметр, равный диаметру цилиндра. A composite billet for forging upsetting is proposed, consisting of a cylinder and an annular shell enclosing it along the lateral surface of an annular shell, having an inner diameter equal to the cylinder diameter.
Заготовка отличается тем, что толщина стенки кольцевой оболочки имеет различные по высоте размеры, при этом максимальная толщина стенки расположена посередине высоты цилиндра. Увеличение толщины стенки в направлении середины высоты цилиндра обосновано тем, что при осадке создается наибольший подпор именно в области середины высоты, что мешает процессу бочкообразования. В результате вместо выпуклой наружной поверхности цилиндра возможно получить после осадки достаточно ровную цилиндрическую поверхность, и оболочку удастся отделить от цилиндра простой операцией выпрессовывания. Математическим моделированием профиль стенки оболочки может быть подобран таким образом, что он создаст необходимый подпор, причем для малопластичных сплавов этот подпор должен оказаться выше, чем для более пластичных сплавов. Профиль оболочки в данном случае может быть описан криволинейной образующей. The workpiece is characterized in that the wall thickness of the annular shell has different heights, with the maximum wall thickness located in the middle of the cylinder height. The increase in wall thickness in the direction of the middle of the height of the cylinder is justified by the fact that during upsetting the greatest backwater is created precisely in the region of the middle of the height, which interferes with the process of barrel formation. As a result, instead of a convex outer surface of the cylinder, it is possible to obtain a sufficiently flat cylindrical surface after upsetting, and the shell can be separated from the cylinder by a simple extrusion operation. By mathematical modeling, the profile of the shell wall can be selected in such a way that it will create the necessary support, and for low-plastic alloys this support should be higher than for more plastic alloys. The shell profile in this case can be described by a curved generatrix.
Однако простейшей формой стенки оболочки является равнобедренный треугольник. Поэтому максимальная толщина стенки может быть достигнута в вершине равнобедренного треугольника, который описывает профиль стенки кольцевой оболочки, при этом основание треугольника примыкает к боковой поверхности цилиндра. Треугольная форма стенки оболочки в отличие от криволинейной предпочтительна тем, что выточить такую оболочку можно на простейшем токарном оборудовании. However, the simplest form of the shell wall is an isosceles triangle. Therefore, the maximum wall thickness can be reached at the apex of an isosceles triangle that describes the wall profile of the annular shell, with the base of the triangle adjacent to the lateral surface of the cylinder. The triangular shape of the shell wall, in contrast to the curvilinear one, is preferable in that such a shell can be turned on the simplest turning equipment.
Вместе с тем, наличие треугольной формы стенки предполагает появление ребер, в том числе с достаточно острыми углами, особенно при основании равнобедренного треугольника. Для снижения уровня концентрации напряжений предлагается снабдить ребра кольцевой оболочки радиусами скруглений. Наличие радиусов скруглений позволяет избежать концентрации напряжений не только в самих ребрах оболочки, но и в зонах заготовки, контактирующих с этими ребрами. Кроме того, наличие острых кромок не позволяет создать надежную опору оболочки на опорное кольцо при реализации приема выпрессовывания. Радиус закруглений позволяет вместо точечного контакта создать опорную площадку. At the same time, the presence of a triangular wall suggests the appearance of ribs, including those with rather sharp angles, especially at the base of an isosceles triangle. To reduce the level of stress concentration, it is proposed to equip the edges of the annular shell with fillet radii. The presence of fillet radii allows avoiding stress concentration not only in the shell edges themselves, but also in the workpiece zones in contact with these edges. In addition, the presence of sharp edges does not allow creating a reliable support of the shell on the support ring when implementing the pressing-out technique. The radius of the bends allows you to create a reference pad instead of a point contact.
Геометрические параметры стенки кольцевой оболочки подбираются из условия сохранения прямолинейности образующей цилиндра. Эти параметры будут зависеть от условий трения, режима обжатий, свойств материала. Возможность такого подбора будет доказана ниже. The geometric parameters of the wall of the annular shell are selected from the condition of maintaining the straightness of the generatrix of the cylinder. These parameters will depend on the friction conditions, compression mode, material properties. The possibility of such a selection will be proved below.
Одним из материалов, для которых нужна деформационная обработка, является магний и сплавы на его основе. Это предопределено низкой пластичностью металла в холодном состоянии. Для оболочек в этом случае часто применяется медь, как материал, обладающий повышенным уровнем пластичности, выдерживающий высокий уровень растягивающих напряжений без образования шейки. Поэтому предлагается в одном из вариантов цилиндр выполнять из магниевого сплава, а оболочка изготавливать из меди. One of the materials requiring deformation processing is magnesium and magnesium-based alloys. This is due to the low ductility of the metal in the cold state. For the shells in this case, copper is often used as a material with an increased level of ductility, withstanding a high level of tensile stresses without necking. Therefore, it is proposed, in one of the variants, to make the cylinder of magnesium alloy, and the shell to be made of copper.
На фиг. 1 отображена общая схема процесса осадки заготовки с оболочкой по прототипу перед деформацией, на фиг. 2 то же после деформации при идеализированной картине в отсутствие трения. На фиг. 3 показана схема деформации и продольное сечение заготовки и оболочки по прототипу после деформации при действии трения и образовании криволинейной границы между оболочкой и заготовкой. На фиг. 4 показано взаимное расположение заготовки и оболочки по предлагаемому техническому решению в виде оболочки с различными по высоте размерами, при этом максимальная толщина стенки расположена посередине высоты цилиндра. На фиг. 5 показан профиль заготовки после осадки при сохранении прямолинейности образующей цилиндра. На фиг. 6 показан профиль композиционной заготовки, где оболочка имеет профиль равнобедренного треугольника. На фиг. 7 изображена схема выпрессовывания цилиндра из оболочки при наличии прямолинейности образующей цилиндра. На фиг. 8 отображен вариант профиля боковой поверхности цилиндра после кузнечной осадки при отсутствии оболочки. На фиг. 9 отображен вариант профиля боковой поверхности цилиндра в составе композиционной заготовки после кузнечной осадки при наличии оболочки, но при слишком большом подпоре с ее стороны (получение вогнутой поверхности). На фиг. 10 отображен вариант профиля боковой поверхности цилиндра в составе композиционной заготовки после кузнечной осадки при наличии оболочки, но при слишком малом подпоре с ее стороны (получение выпуклой поверхности). На фиг. 11 отображен вариант профиля боковой поверхности цилиндра в составе композиционной заготовки после кузнечной осадки при наличии оболочки с параметрами по предлагаемому техническому решению. FIG. 1 shows a general diagram of the upsetting process of a preform with a shell according to the prototype before deformation, FIG. 2 the same after deformation with an idealized picture in the absence of friction. FIG. 3 shows a diagram of deformation and a longitudinal section of the workpiece and the shell according to the prototype after deformation under the action of friction and the formation of a curved boundary between the shell and the workpiece. FIG. 4 shows the relative position of the blank and the shell according to the proposed technical solution in the form of a shell with different heights of dimensions, with the maximum wall thickness located in the middle of the height of the cylinder. FIG. 5 shows the profile of the billet after upsetting while maintaining the straightness of the generatrix of the cylinder. FIG. 6 shows the profile of a composite blank where the shell has an isosceles triangle profile. FIG. 7 shows a diagram of extrusion of the cylinder from the shell in the presence of straightness of the generatrix of the cylinder. FIG. 8 shows a variant of the profile of the lateral surface of the cylinder after forging upsetting in the absence of a shell. FIG. 9 shows a variant of the profile of the lateral surface of the cylinder as part of a composite billet after forging upsetting in the presence of a shell, but with too much backing on its side (obtaining a concave surface). FIG. 10 shows a variant of the profile of the lateral surface of the cylinder as part of a composite billet after forging upsetting in the presence of a shell, but with too little backing on its side (obtaining a convex surface). FIG. 11 shows a variant of the profile of the lateral surface of the cylinder as part of a composite billet after forging upsetting in the presence of a shell with parameters according to the proposed technical solution.
Схема деформации кузнечной осадкой по прототипу приведена на фиг. 1. Здесь показано, что цилиндрическая заготовка 1 помещена в кольцевую оболочку 2 прямоугольной в сечении формы. Такая сборка размещается между бойками 3 и 4 и подвергается сжатию в направлении стрелок усилием пресса или молота. Если бы трение на поверхности инструмента отсутствовало, то после деформации диаметры заготовки и оболочки увеличились (фиг. 2) при сохранении прямолинейности границы между ними. Однако по прототипу из-за действия напряжений трения на контактной поверхности боковая поверхность как цилиндрической заготовки, так и оболочки приобретает криволинейную форму (фиг. 3). В результате их не удается разъединить простым методом выпрессовывания.The scheme of deformation by forging upset according to the prototype is shown in Fig. 1. It is shown here that the cylindrical blank 1 is placed in an
По предлагаемому решению предлагается композиционная заготовка для кузнечной осадки, представляющая собой цилиндр 1 (фиг. 4) и охватывающую его по боковой поверхности кольцевую оболочку 5, имеющую внутренний диаметр, равный диаметру цилиндра. Толщина стенки кольцевой оболочки 5 имеет различные по высоте размеры, при этом максимальная толщина стенки расположена посередине высоты цилиндра. Это достигнуто применением криволинейной образующей для наружной поверхности оболочки. На рисунке высота оболочки обозначена как ho, а высота цилиндра как Ho. Здесь видно, что высота ho меньше высоты цилиндра, что обусловлено тем, что при последующей осадке высоты будут изменяться не одинаково. According to the proposed solution, a composite billet for forging upset is proposed, which is a cylinder 1 (Fig. 4) and an
На фиг. 5 показано, что при правильном подборе геометрических параметров оболочки после осадки до высоты H1 граница между цилиндром и внутренней поверхностью оболочки описывается прямолинейной образующей, что в будущем позволяет снять оболочку операцией прессования. FIG. 5 shows that with the correct selection of the geometrical parameters of the shell after upsetting to the height H 1, the boundary between the cylinder and the inner surface of the shell is described by a straight generatrix, which in the future allows the shell to be removed by pressing.
В более простом варианте максимальная толщина стенки кольцевой оболочки достигается в вершине равнобедренного треугольника, который описывает профиль стенки кольцевой оболочки 6 (фиг. 6), при этом основание треугольника примыкает к боковой поверхности цилиндра, а вершина треугольника и вершины при его основании образуют ребра кольцевой оболочки. Как и в предыдущем случае, высота оболочки обозначена как ho, а высота цилиндра как Ho, но в данном случае ho является основанием равнобедренного треугольника. In a simpler version, the maximum wall thickness of the annular shell is achieved at the apex of the isosceles triangle, which describes the profile of the wall of the annular shell 6 (Fig. 6), while the base of the triangle adjoins the lateral surface of the cylinder, and the apex of the triangle and the vertices at its base form the edges of the annular shell ... As in the previous case, the height of the shell is denoted as h o , and the height of the cylinder as H o , but in this case h o is the base of the isosceles triangle.
Схема операции выпрессовывания может включать применение опоры 7 (фиг. 7), на которую устанавливается кольцо 8, а на нем размещается композиционная заготовка, состоящая из цилиндра 1 и оболочки 5. Внутренний рабочий диаметр кольца 8 равен диаметру цилиндра 1. На торец цилиндра 8 устанавливается боек. Усилием пресса (белая стрелка) цилиндр 1 продавливается в отверстие кольца 8, при это оболочка остается неподвижной. Это действие удается совершить в том случае, если цилиндр 1 имеет прямолинейную образующую. The scheme of the extrusion operation can include the use of support 7 (Fig. 7), on which the
Для доказательства достижения технического результата выполнены расчеты методом конечных элементов в программном модуле DEFORM осадки композиционной заготовки в нескольких вариантах.To prove the achievement of the technical result, calculations by the finite element method were performed in the DEFORM software module for the settlement of a composite workpiece in several versions.
Постановка задачи включала в себя описание геометрии очага деформации в исходном состоянии, описание физических и пластических свойств на основе справочных данных, задание граничных условий в перемещениях. Относительное обжатие – 50%. The formulation of the problem included a description of the deformation zone geometry in the initial state, a description of the physical and plastic properties based on reference data, and the setting of boundary conditions in displacements. The relative reduction is 50%.
Магниевый образец представлен в виде цилиндра диаметром D0 = 15 мм и высотой H0 = 15 мм (H0/D0 = 1), диаметром D0 = 7,5 мм и высотой H0 = 15 мм (H0/D0 = 2) и диаметром D0 = 30 мм и высотой H0 = 15 мм (H0/D0 = 0,5).The magnesium sample is presented in the form of a cylinder with a diameter D 0 = 15 mm and a height H 0 = 15 mm (H 0 / D 0 = 1), a diameter D 0 = 7.5 mm and a height H 0 = 15 mm (H 0 / D 0 = 2) and a diameter D 0 = 30 mm and a height H 0 = 15 mm (H 0 / D 0 = 0.5).
Показатель трения по Зибелю равен 0,1.The Siebel friction index is 0.1.
На фиг. 8 (параметр H0/D0 = 1) показано продольное сечение правой половины цилиндра 1, подвергнутого кузнечной осадке без оболочки (случай, характерный для аналогов). Здесь и далее на рисунках показана сетка конечных элементов.FIG. 8 (parameter H 0 / D 0 = 1) shows a longitudinal section of the right half of
Здесь видно, что вследствие действия сил трения на границе с инструментом боковая поверхность подверглась изгибу. Расчетами выявлено, что на середине поверхности среднее нормальное напряжение оказалось пониженным по модулю относительно центральных зон цилиндра. Это может явиться причиной разрушения периферийных слоев металла.It can be seen here that due to the action of frictional forces at the interface with the tool, the lateral surface underwent bending. Calculations revealed that in the middle of the surface, the average normal stress turned out to be reduced in absolute value relative to the central zones of the cylinder. This can cause destruction of the peripheral metal layers.
Далее расчеты выполнили при переменных значениях геометрических параметров: начальной высоты оболочки h0, начальной высоте равнобедренного треугольника s0, начальным высоте и диаметре цилиндра H0 и D0. Из этих размерных величин создан безразмерный параметр s0/D0. В функции этого параметра в результате решения задачи получали безразмерный параметр Dб/Dк, где Dб – наибольший диаметр цилиндра (по бочке), Dк – наименьший диаметр цилиндра (по контактной поверхности). При Dб/Dк, < 1 получали вогнутую боковую поверхность цилиндра, при Dб/Dк > 1 получали выпуклую боковую поверхность. Получение значения Dб/Dк, = 1,00 означало достижение технического результата – получение формы поверхности с образующей в виде прямой линии. Эти результаты отражены в таблице. Further, the calculations were carried out at variable values of the geometric parameters: the initial height of the shell h 0 , the initial height of the isosceles triangle s 0 , the initial height and diameter of the cylinder H 0 and D 0 . The dimensionless parameter s 0 / D 0 was created from these dimensional quantities. As a function of this parameter, as a result of solving the problem, the dimensionless parameter D b / D k was obtained, where D b is the largest diameter of the cylinder (along the barrel), D k is the smallest diameter of the cylinder (along the contact surface). At D b / D k , <1, a concave lateral surface of the cylinder was obtained, at D b / D k > 1, a convex lateral surface was obtained. Obtaining the value D b / D k , = 1.00 meant the achievement of the technical result - obtaining the shape of the surface with a generatrix in the form of a straight line. These results are shown in the table.
ТаблицаTable
Формоизменение цилиндра при наличии оболочки Shaping the cylinder in the presence of a shell
Из таблицы видно, что для H0/D0 = 0,5 значение Dб/Dк, = 1,00 достигается при выполнении неравенства 0,050 < s0/D0 < 0,083, то есть такой диапазон начальных геометрических параметров позволяет решить техническую проблему стабилизации диаметра цилиндра после процесса осадки. Соответственно, для H0/D0 =1 значение Dб/Dк, = 1,00 достигается в диапазоне 0,033 < s0/D0 < 0,066, а для H0/D0 = 2,0 при 0,020 < s0/D0 < 0,027. It can be seen from the table that for H 0 / D 0 = 0.5, the value of D b / D k , = 1.00 is achieved when the inequality 0.050 <s 0 / D 0 <0.083 is fulfilled, that is, such a range of initial geometric parameters allows solving the technical the problem of stabilizing the cylinder diameter after the upsetting process. Accordingly, for H 0 / D 0 = 1, the value of D b / D k , = 1.00 is achieved in the range 0.033 <s 0 / D 0 <0.066, and for H 0 / D 0 = 2.0 at 0.020 <s 0 / D 0 <0.027.
Таким образом, здесь показано, что для диапазона 0,5 < H0/D0 < 2,00, при котором обычно осуществляют кузнечную осадку, удается найти такое соотношение s0/D0, при котором боковая стенка цилиндра описывается прямолинейной образующей. Thus, it is shown here that for the range 0.5 <H 0 / D 0 <2.00, at which the forging upset is usually carried out, it is possible to find such a ratio s 0 / D 0 in which the lateral wall of the cylinder is described by a straight generatrix.
На фиг. 9 показано продольное сечение правой половины композиционной заготовки с параметром цилиндра 1, равном H0/D0 = 1, подвергнутой кузнечной осадке с оболочкой 2 со слишком толстой стенкой. Здесь видно, что образующая цилиндра получила слишком сильное искривление и приобрела вогнутой форму. На фиг. 10 показано продольное сечение правой половины композиционной заготовки при том же соотношении H0/D0, подвергнутой кузнечной осадке с оболочкой 2 со слишком тонкой стенкой. Здесь видно, что образующая цилиндра 1 получила слишком сильное искривление и приобрела выпуклую форму. На фиг. 11 показано, что возможно получение образующей цилиндра 1, близкой к прямой линии (параметр H0/D0 = 1), осаживаемого в оболочке 2, что доказывает возможность реализации технического решения. FIG. 9 shows a longitudinal section of the right half of a composite billet with a
Для приведенных примеров ребра кольцевой оболочки имеют радиусы скруглений, равные 0,1 мм.For the given examples, the edges of the annular shell have radii of rounding equal to 0.1 mm.
Технический результат заключается в решении поставленной технической проблемы: создание возможности применения достаточно простого метода разделения заготовки на цилиндр и оболочку в виде выпрессовывания цилиндра и оболочки. Эта проблема решается одновременно с решением другой проблемы стабилизации диаметра цилиндра, то есть ликвидации искривления границы между цилиндрической заготовкой и оболочкой, что мешает применить достаточно простые приемы разделения этих объектов после проведения операции кузнечной осадки. Если в конце технологического цикла требуется получить правильный цилиндр, то получение такой формы уже на стадии кузнечной осадки, снижает отходы металла в виде стружки при операции обточки боковой поверхности.The technical result consists in solving the technical problem posed: creating the possibility of using a fairly simple method of dividing the workpiece into a cylinder and a shell in the form of extrusion of the cylinder and the shell. This problem is solved simultaneously with solving another problem of stabilizing the diameter of the cylinder, that is, eliminating the curvature of the boundary between the cylindrical workpiece and the shell, which makes it difficult to apply fairly simple methods of separating these objects after the forging upsetting operation. If at the end of the technological cycle it is required to obtain the correct cylinder, then obtaining such a shape already at the stage of forging upsetting reduces metal waste in the form of chips during the lateral surface turning operation.
Источники информацииInformation sources
1. Патент на полезную модель RU 170655. Заготовка для прокатки круглого сортового профиля /Логинов Ю.Н., Постыляков А.Ю., Инатович Ю.В. МПК B21B 1/16. Заявка 2016108073 от 04.03.2016. Опубл. 03.05.2017. Бюл. № 13.1. Patent for utility model RU 170655. Blank for rolling of round section profile / Loginov Yu.N., Postylyakov A.Yu., Inatovich Yu.
2. A.c. SU 1358231. Заготовка для изготовления плакированных листов прокаткой и способ прокатки плакированных листов / Король В.К., Поляков Е.А., Попов В.И. и др. Заявка 853980856 от 20.11.1985. МПК B23K 20/00. 2. A.c. SU 1358231. Blank for the manufacture of clad sheets by rolling and the method of rolling clad sheets / VK Korol, EA Polyakov, VI Popov. and other Application 853980856 from 20.11.1985. IPC B23K 20/00.
3. Патент на изобретение RU 2220850. Композиционная заготовка для горячей деформации /Тетюхин В.В., Альтман П.С., Полянский С.Н. и др. МПК B32B 15/00. Заявка 2002103559 от 08.02.2002. Опубл. 10.01.2003. Бюл. № 1.3. Patent for invention RU 2220850. Composite billet for hot deformation / Tetyukhin VV, Altman PS, Polyansky SN et al. IPC B32B 15/00. Application 2002103559 dated 02/08/2002. Publ. 10.01.2003. Bul. No. 1.
4. Патент US8980439. Bimetallic forging and method / Carlson Blair, Krajewski Paul. МПК B21J 5/02, B32B15/01. Заявка US2012088116 от 2012-04-12. Опубл. 2015-03-17. 4. Patent US8980439. Bimetallic forging and method / Carlson Blair, Krajewski Paul.
5. Патент на полезную модель RU 178157. Многослойная заготовка для горячей прокатки /Крамер А.А. Заявка 2016126384 от 30.06.2016. МПК B23K 20/00, B32B 15/01. Опубл. 26.03.2018. Бюл. № 9.5. Patent for utility model RU 178157. Multilayer billet for hot rolling / Kramer A.A. Application 2016126384 dated 06/30/2016. IPC B23K 20/00, B32B 15/01. Publ. 26.03.2018. Bul. No. 9.
6. Каменецкий Б.И., Логинов Ю.Н., Кругликов Н.А. Влияние условий бокового подпора на пластичность магния при холодной осадке. Технология легких сплавов. 2012. № 1. С. 86-92. 6. Kamenetsky BI, Loginov Yu.N., Kruglikov N.A. Influence of lateral backwater conditions on the plasticity of magnesium during cold draft. Light alloy technology. 2012. No. 1. S. 86-92.
7. Каменецкий Б.И., Логинов Ю.Н., Волков А.Ю. Методы и устройства для повышения пластичности хрупких материалов при холодной осадке с боковым подпором. Заготовительные производства в машиностроении. 2013. № 9. С. 15-22. 7. Kamenetsky BI, Loginov Yu.N., Volkov A.Yu. Methods and devices for increasing the ductility of brittle materials during cold settlement with lateral support. Blank production in mechanical engineering. 2013. No. 9. S. 15-22.
8. А.с. SU 1759512. Способ осадки цилиндрических заготовок из малопластичных материалов /Логинов Ю.Н.. МПК B21J 1/04. Заявка 4896490 от 26.12.1990. Опубл. 07.09.1992. Бюл. № 33.8.A.S. SU 1759512. Method of upsetting cylindrical billets from low-plastic materials / Loginov Yu.N ..
9. А.с. SU 1007803. Способ осадки заготовок /Логинов Ю.Н., Хайкин Б.Е. МПК B21J 5/00. Заявка 3242034 от 02.02.1981. Опубл. 30.03.1983. Бюл. № 12.9.A.S. SU 1007803. Method of upsetting blanks / Loginov Yu.N., Khaikin BE.
10. Могучий Л.Н. Обработка давлением труднодеформируемых материалов. М.: Машиностроение, 1976. 272 с. 10. The mighty L.N. Pressure treatment of hard-to-form materials. Moscow: Mashinostroenie, 1976.272 p.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019135099A RU2738630C1 (en) | 2019-11-01 | 2019-11-01 | Composite workpiece for forging residue |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019135099A RU2738630C1 (en) | 2019-11-01 | 2019-11-01 | Composite workpiece for forging residue |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2738630C1 true RU2738630C1 (en) | 2020-12-15 |
Family
ID=73834960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019135099A RU2738630C1 (en) | 2019-11-01 | 2019-11-01 | Composite workpiece for forging residue |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2738630C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212110U1 (en) * | 2021-06-07 | 2022-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) | COMPOSITE BLANK FOR FORGING DISCHARGE |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3335589A (en) * | 1964-10-29 | 1967-08-15 | Cefilac | Hot working of materials |
SU846029A1 (en) * | 1979-04-04 | 1981-07-15 | Предприятие П/Я В-8857 | Workpiece for upsetting |
SU871958A1 (en) * | 1980-01-17 | 1981-10-15 | Уфимский авиационный институт им.С.Орджоникидзе | Arrangement upsetting works of hard-deformable steels and alloys |
SU1042864A1 (en) * | 1981-04-02 | 1983-09-23 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Высоких Давлений Ан Ссср | Apparatus for upsetting blanks of hard-to-deform materials |
US4867807A (en) * | 1985-12-05 | 1989-09-19 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Method for superplastic warm-die and pack forging of high-strength low-ductility material |
SU1759512A1 (en) * | 1990-12-26 | 1992-09-07 | Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of upsetting cylindrical blanks from low-ductile materials |
-
2019
- 2019-11-01 RU RU2019135099A patent/RU2738630C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3335589A (en) * | 1964-10-29 | 1967-08-15 | Cefilac | Hot working of materials |
SU846029A1 (en) * | 1979-04-04 | 1981-07-15 | Предприятие П/Я В-8857 | Workpiece for upsetting |
SU871958A1 (en) * | 1980-01-17 | 1981-10-15 | Уфимский авиационный институт им.С.Орджоникидзе | Arrangement upsetting works of hard-deformable steels and alloys |
SU1042864A1 (en) * | 1981-04-02 | 1983-09-23 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Высоких Давлений Ан Ссср | Apparatus for upsetting blanks of hard-to-deform materials |
US4867807A (en) * | 1985-12-05 | 1989-09-19 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Method for superplastic warm-die and pack forging of high-strength low-ductility material |
SU1759512A1 (en) * | 1990-12-26 | 1992-09-07 | Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of upsetting cylindrical blanks from low-ductile materials |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212110U1 (en) * | 2021-06-07 | 2022-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) | COMPOSITE BLANK FOR FORGING DISCHARGE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI711498B (en) | Formed material manufacturing method and formed material | |
RU2738630C1 (en) | Composite workpiece for forging residue | |
RU212110U1 (en) | COMPOSITE BLANK FOR FORGING DISCHARGE | |
RU2317170C2 (en) | Method for making deep cylindrical products of square blanks | |
RU2126731C1 (en) | Article drawing method | |
JP6704319B2 (en) | Steel pipe expansion method | |
JP4798875B2 (en) | Method for expanding metal pipe end | |
RU2461436C1 (en) | Method of producing variable cross-section thin-wall shells | |
RU2502574C2 (en) | Method of forging bellows form tube billets | |
RU2626253C2 (en) | Method of shaping bicurved sheet parts | |
RU2070467C1 (en) | Method of conical pieces production | |
RU2194588C2 (en) | Method for shaping double-curvature sheet parts | |
SU1616746A1 (en) | Method of shaping articles of double-curvature from sheet | |
RU2319559C1 (en) | Wire production method | |
RU2755137C1 (en) | Method for obtaining diamond-shaped riffles on the outer and inner surfaces of a cylindrical shell | |
SU825260A1 (en) | Method of upsetting long ingots | |
JPH04200833A (en) | Production of cold forged product | |
RU2690766C1 (en) | Method of forming pipes with conical ends | |
RU1492558C (en) | Tube bending method | |
RU2235614C1 (en) | Method for making calibrated hexahedral section | |
RU2744804C1 (en) | Method for manufacturing hollow bottle-shaped part | |
RU2706395C1 (en) | Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves | |
RU2638720C1 (en) | Method for air extraction with severe plastic deformation and device for its implementation | |
US3577761A (en) | Method of manufacturing components from a part projecting from a larger part, having slim and/or elongated form | |
SU978996A1 (en) | Method of forged and welded articles |