RU2765551C1 - Stamp for isothermal reverse extrusion of hollow forgings - Google Patents
Stamp for isothermal reverse extrusion of hollow forgings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765551C1 RU2765551C1 RU2021110360A RU2021110360A RU2765551C1 RU 2765551 C1 RU2765551 C1 RU 2765551C1 RU 2021110360 A RU2021110360 A RU 2021110360A RU 2021110360 A RU2021110360 A RU 2021110360A RU 2765551 C1 RU2765551 C1 RU 2765551C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- punch
- isothermal
- cylindrical cage
- cage
- 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
- B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
- B21J13/02—Dies or mountings therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для изотермической штамповки, и может быть использовано для изотермической штамповки поковок в виде полых тел, в частности тел вращения, например полусфер, стаканов, гильз, из различных сплавов.The invention relates to the processing of metals by pressure, namely to devices for isothermal stamping, and can be used for isothermal stamping of forgings in the form of hollow bodies, in particular bodies of revolution, such as hemispheres, cups, sleeves, from various alloys.
Известно, что процесс изотермического деформирования характеризуется нагревом штамповых вставок и примыкающих к ним деталей штампового блока до высокой температуры, а также конструктивными особенностями установок изотермического деформирования («Изотермическое деформирование металлов» / С.З. Фиглин, В.В. Бойцов, Ю.Г. Калпин, Ю.И. Калпин, М.: Машиностроение, 1978 стр. 29-35), в силу которых жесткое закрепление деформирующего инструмента в штамповом блоке, исключающее взаимное смещение верхней и нижней вставок, применяемое при обычной горячей штамповке на прессах (Справочник под ред. Е.И. Семенова «Ковка и штамповка», М.: Машиностроение, 2010 г., т.2, стр. 191-364), не могут быть применимы. Поэтому направляющие элементы выполняют непосредственно в штамповых вставках в виде колонок или замков («Изотермическое деформирование металлов» / С.З. Фиглин, В.В. Бойцов, Ю.Г. Калпин, Ю.И. Калпин, М.: Машиностроение, 1978, рис. 24, 25).It is known that the process of isothermal deformation is characterized by heating of the die inserts and the parts of the die block adjacent to them to a high temperature, as well as by the design features of the isothermal deformation installations (“Isothermal deformation of metals” / S.Z. Figlin, V.V. Boytsov, Yu.G. Kalpin, YI Kalpin, M.: Mashinostroenie, 1978 pp. 29-35), due to which the rigid fastening of the deforming tool in the die block, excluding the mutual displacement of the upper and lower inserts used in conventional hot stamping on presses (Reference under the editorship of E. I. Semenov "Forging and Stamping", M.: Mashinostroenie, 2010, v.2, pp. 191-364), cannot be applied. Therefore, the guide elements are made directly in the die inserts in the form of columns or locks (“Isothermal deformation of metals” / S.Z. Figlin, V.V. Boitsov, Yu.G. Kalpin, Yu.I. Kalpin, M .: Mashinostroenie, 1978 , Fig. 24, 25).
Недостатком таких штампов для изотермической штамповки является увеличение габаритных размеров штамповых вставок, вызванное необходимостью размещения в них направляющих колонок. Кроме того, во избежание деформации колонок отношение высоты выступающих цилиндрических частей к их диаметрам не должно быть более 1,5 («Изотермическое деформирование металлов» / С.З. Фиглин, В.В. Бойцов, Ю.Г. Калпин, Ю.И. Калпин, М.: Машиностроение, 1978, стр. 60). Штамповые вставки с такими колонками предназначены для штамповки невысоких деталей, например, лопаток газотурбинных двигателей, и не позволяют получать поковки деталей с глубокой внутренней полостью.The disadvantage of such stamps for isothermal stamping is the increase in the overall dimensions of the stamp inserts, caused by the need to place guide columns in them. In addition, in order to avoid deformation of the columns, the ratio of the height of the protruding cylindrical parts to their diameters should not be more than 1.5 (“Isothermal deformation of metals” / S.Z. Figlin, V.V. Boitsov, Yu.G. Kalpin, Yu.I. Kalpin, M.: Mashinostroenie, 1978, p. 60). Die inserts with such columns are designed for stamping low parts, such as gas turbine engine blades, and do not allow forging parts with a deep internal cavity.
Известен штамп для изотермической открытой штамповки по а.с. СССР №1003984 (опубл. 15.03.1983, B21J1/06), содержащий сменные штамповые вставки, обоймы и подштамповые плиты, который снабжен восемью цилиндрическими пальцами, устанавливаемыми в выполненные в подштамповых плитах и сменных штамповых вставках соосные отверстия, причем отверстия в сменных штамповых вставках выполнены глухими. Таким образом цилиндрические пальцы служат направляющими колонками. Недостатками устройства являются усложненность конструкции, большое число пальцев, трудоемкость изготовления отверстий и пальцев по высокому классу точности и чистоте обработки, а также невозможность получении полых объемных поковок.Known stamp for isothermal open stamping.with. USSR No. 1003984 (publ. 03/15/1983, B21J1/06), containing replaceable die inserts, clips and die plates, which is equipped with eight cylindrical fingers installed in coaxial holes made in the die plates and replaceable die inserts, and the holes in the replaceable die inserts performed deaf. The cylindrical pins thus serve as guide columns. The disadvantages of the device are the complexity of the design, a large number of fingers, the complexity of manufacturing holes and fingers for a high class of accuracy and cleanliness of processing, as well as the impossibility of obtaining hollow volumetric forgings.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому устройству является штамп для изотермической закрытой штамповки по а.с. SU №1655645 (опубл. 15.06.1991, B21J 1/06, 13/02), содержащий сменные штамповые вставки, обоймы и подштамповые плиты. Штамп снабжен цилиндрическими пальцами, устанавливаемыми в выполненные в подштамповых плитах и сменных штамповых вставках соосные отверстия, размер которых в нагретом состоянии не должны превышать величину допуска на неравномерность зазора между наружной поверхностью пуансона и стенками полости матрицы. Этот штамп включает в себя элементы центрирования верхней части штампа относительно нижней, которые выполнены в виде конического заходного участка на наружной боковой поверхности матрицы и полости, расположенной на обращенной к матрице поверхности съемника верхней части штампа с конической боковой поверхностью, сопрягаемой с ответной поверхностью заходного участка матрицы, причем матрица установлена в обойме с радиальным и осевым зазорами в нагретом штампе и с возможностью сохранения радиального зазора и образования соединения с натягом в осевом направлении при температуре изотермической штамповки. Штамп снабжен охватывающим с зазором пуансоном и подвижным относительно него съемником, при этом полость элементов центрирования верхней части штампа относительно нижней выполнена на обращенной к матрице поверхности съемника, а радиальный зазор между пуансоном и съемником выполнен с возможностью сохранения при температуре изотермической штамповки и не превышает величины допуска на неравномерность зазора между наружной поверхностью пуансона и стенками полости матрицы.The closest set of essential features to the claimed device is a stamp for isothermal closed stamping along.with. SU No. 1655645 (publ. 06/15/1991, B21J 1/06, 13/02), containing replaceable die inserts, clips and die plates. The die is provided with cylindrical pins installed in coaxial holes made in the sub-die plates and replaceable die inserts, the size of which in the heated state should not exceed the tolerance for uneven gap between the outer surface of the punch and the walls of the die cavity. This stamp includes elements for centering the upper part of the stamp relative to the lower, which are made in the form of a conical lead-in section on the outer side surface of the matrix and a cavity located on the surface of the puller of the upper part of the stamp facing the matrix with a conical side surface mating with the mating surface of the lead-in area of the die , and the matrix is installed in a cage with radial and axial gaps in a heated stamp and with the possibility of maintaining a radial gap and forming a connection with an interference fit in the axial direction at an isothermal forging temperature. The stamp is provided with a punch enclosing with a gap and a puller movable relative to it, while the cavity of the elements for centering the upper part of the stamp relative to the lower one is made on the surface of the puller facing the matrix, and the radial gap between the punch and the puller is made with the possibility of maintaining at the isothermal forging temperature and does not exceed the tolerance value on the unevenness of the gap between the outer surface of the punch and the walls of the cavity of the matrix.
Этот штамп может быть принят в качестве прототипа. Недостатком такого технического решения является жесткое крепление матрицы в штамповом блоке относительно пуансона и обоймы со съемником, что может привести к повышенному износу элементов центрирования верхней части штампа относительно нижней.This stamp can be taken as a prototype. The disadvantage of this technical solution is the rigid fastening of the matrix in the die block relative to the punch and the clip with the puller, which can lead to increased wear of the centering elements of the upper part of the stamp relative to the bottom.
Матрица после центровки с пуансоном в процессе наладки штамповой оснастки в холодном состоянии на гидравлическом прессе, как и пуансон, жестко не закрепляются в штамповом блоке установки изотермического деформирования. Крепление матрицы осуществляется натягом осевого зазора при температуре изотермической штамповки за счет разницы коэффициентов теплового расширения материалов матрицы и обоймы, что требует подбора соответствующих жаропрочных сплавов. В процессе штамповки при жесткой фиксации матрицы точность соосности пуансона с матрицей будет определятся не самим штампом, а центровкой пуансона относительно колонн пресса, выполняющих опосредовано роль направляющих колонок, так как в этом случае не будет прямой кинематической связи пуансона с матрицей.The matrix after centering with the punch in the process of setting up the die tooling in the cold state on a hydraulic press, like the punch, is not rigidly fixed in the die block of the isothermal deformation unit. The die is fastened by means of an axial gap interference at the isothermal forging temperature due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the die and holder materials, which requires the selection of appropriate heat-resistant alloys. In the process of stamping with a rigid fixation of the matrix, the accuracy of the alignment of the punch with the matrix will be determined not by the stamp itself, but by the centering of the punch relative to the press columns, which indirectly play the role of guide columns, since in this case there will be no direct kinematic connection of the punch with the matrix.
Кроме того, конструкция штампа усложняется из-за необходимости установки съемника, что уменьшает габаритные размеры матрицы в плане и, как следствие, размеры получаемых поковок. Это не позволяет рационально использовать все штамповое пространство блока, в котором устанавливается штамповая оснастка, и уменьшает номенклатуру поковок, производимых на конкретной установке изотермического деформирования.In addition, the design of the die becomes more complicated due to the need to install a puller, which reduces the overall dimensions of the die in plan and, as a result, the dimensions of the resulting forgings. This does not allow rational use of the entire die space of the block in which the die equipment is installed, and reduces the range of forgings produced at a particular isothermal deformation unit.
Технический результат заявляемого решения заключается в возможности увеличения глубины внутренней полости полученных заготовок при осуществлении процесса изотермической штамповки объемных поковок в виде полых тел, увеличении габаритных размеров поковок в плане и по высоте в заданных габаритах штампового пространства изотермического блока, упрощении конструкции штамповой оснастки, исключающей установку направляющих колонок или замков в теле матрицы.The technical result of the proposed solution consists in the possibility of increasing the depth of the internal cavity of the obtained blanks during the process of isothermal forging of volumetric forgings in the form of hollow bodies, increasing the overall dimensions of the forgings in terms of and in height in the given dimensions of the die space of the isothermal block, simplifying the design of the die tooling, excluding the installation of guides columns or locks in the matrix body.
Эскизы предлагаемого штампа для изотермической штамповки полых поковок обратным выдавливанием представлен на фиг.1 и 2.Sketches of the proposed stamp for isothermal stamping of hollow forgings by reverse extrusion is shown in Fig.1 and 2.
Достижение заявленного технического результата обеспечивается следующей совокупностью существенных признаков. Верхняя (пуансон 3 с направляющей цилиндрической обоймой 6) и нижняя (матрица 9 с выталкивателем 11 - элементом матрицы, формирующим донную часть поковки) штамповые вставки устанавливаются в муфели соответственно 2 и 1 штампового блока с радиальными и осевыми зазорами относительно крепящих их в муфелях колец 5 и 10 и с радиальным зазором по внутренней поверхности муфелей, образующих штамповое пространство блока, зазоры в котором сохраняются при нагреве до температуры изотермической деформации сплавов. Центровка (соосность) пуансона и матрицы в процессе изотермической штамповки осуществляется по внутренней поверхности направляющей цилиндрической обоймы 6 с наружной поверхностью матрицы 9. В посадочном отверстии 4 направляющей цилиндрической обоймы 6 установлен пуансон 3. Таким образом осуществляется кинематическая связь пуансона 3 с матрицей 9 при изотермической штамповке объемных полых поковок. Направляющая цилиндрическая обойма 6 центрирует пуансон 3 относительно матрицы 9 по ее внешней поверхности с минимальным зазором, обеспечивающим в процессе изотермической штамповки перемещение направляющей цилиндрической обоймы относительно матрицы без заклинивания. При этом радиальный зазор между направляющей цилиндрической обоймой и матрицей выполнен с возможностью его сохранения при температуре изотермической штамповки и не превышает величины допуска на неравномерность зазора между наружной поверхностью пуансона и стенками полости матрицы. Кроме того, направляющая цилиндрическая обойма имеет внутренний заходной конус 8, а матрица - наружный заходной конус 7, обеспечивающие начальное смыкание направляющей цилиндрической обоймы с матрицей до начала процесса деформирования заготовки. Минимальная высота внутренней полости направляющей цилиндрической обоймы относительно центрируемой ею матрицы определяется рабочим ходом пуансона от момента касания торца заготовки пуансоном до момента завершения процесса формирования полой поковки в матрице, что соотносится с размером глубины деформируемой полой поковки. Такая совокупность признаков предлагаемого штампа применима как для закрытой (фиг.1), так и для открытой (фиг.2) изотермической штамповки полой поковки.The achievement of the claimed technical result is provided by the following set of essential features. The upper (
Штампы с направляющей цилиндрической обоймой были опробованы в составе установки изотермического деформирования УИДИН-400М при изотермической штамповке поковок полусфер со штуцерной частью (открытая штамповка) диаметром 258 мм, высотой 224 мм и стаканов (закрытая штамповка) диаметром 246 мм, высотой 210 мм, глубиной 202 мм с толщиной стенок 14 мм из титанового сплава ВТ23 на специализированном гидравлическом прессе усилием 16 МН. Они показали свою высокую эффективность и работоспособность.Dies with a cylindrical guide cage were tested as part of the UIDIN-400M isothermal deformation unit during isothermal forging of hemisphere forgings with a fitting part (open forging) with a diameter of 258 mm, a height of 224 mm and nozzles (closed forging) with a diameter of 246 mm, a height of 210 mm, a depth of 202 mm with a wall thickness of 14 mm from titanium alloy VT23 on a specialized hydraulic press with a force of 16 MN. They have shown their high efficiency and performance.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110360A RU2765551C1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Stamp for isothermal reverse extrusion of hollow forgings |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110360A RU2765551C1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Stamp for isothermal reverse extrusion of hollow forgings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765551C1 true RU2765551C1 (en) | 2022-02-01 |
Family
ID=80214538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021110360A RU2765551C1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Stamp for isothermal reverse extrusion of hollow forgings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765551C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU50527A1 (en) * | 1936-07-02 | 1936-11-30 | И.К. Майоров | A stamp for the manufacture of hollow objects from solid blanks |
SU1625572A1 (en) * | 1988-06-27 | 1991-02-07 | Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции | Method for extruding cavities by non-oxidizing heating workpiece and apparatus for carrying out the method |
SU1655645A1 (en) * | 1988-12-05 | 1991-06-15 | Предприятие П/Я Х-5827 | Die for isothermal forging |
SU1687353A1 (en) * | 1988-07-26 | 1991-10-30 | Предприятие П/Я Ж-1287 | Die for isothermic deformation |
RU2062169C1 (en) * | 1992-02-03 | 1996-06-20 | Александр Павлович Ососков | Builtup punch for indirect or combined extrusion to dies sets with guiding of punch along die |
RU2240198C2 (en) * | 2002-03-26 | 2004-11-20 | Танаев Сергей Павлович | Shaping tool for making parts such as rods with head |
WO2008095272A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Dana Indústrias Ltda. | Closed die for forging irregular-shaped parts |
-
2021
- 2021-04-13 RU RU2021110360A patent/RU2765551C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU50527A1 (en) * | 1936-07-02 | 1936-11-30 | И.К. Майоров | A stamp for the manufacture of hollow objects from solid blanks |
SU1625572A1 (en) * | 1988-06-27 | 1991-02-07 | Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции | Method for extruding cavities by non-oxidizing heating workpiece and apparatus for carrying out the method |
SU1687353A1 (en) * | 1988-07-26 | 1991-10-30 | Предприятие П/Я Ж-1287 | Die for isothermic deformation |
SU1655645A1 (en) * | 1988-12-05 | 1991-06-15 | Предприятие П/Я Х-5827 | Die for isothermal forging |
RU2062169C1 (en) * | 1992-02-03 | 1996-06-20 | Александр Павлович Ососков | Builtup punch for indirect or combined extrusion to dies sets with guiding of punch along die |
RU2240198C2 (en) * | 2002-03-26 | 2004-11-20 | Танаев Сергей Павлович | Shaping tool for making parts such as rods with head |
WO2008095272A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Dana Indústrias Ltda. | Closed die for forging irregular-shaped parts |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI497798B (en) | Cover for battery case and method of manufacturing cover for battery case | |
CN103381441B (en) | Hot stamping formation processing method for thin-walled titanium alloy sealing head | |
JP3586896B2 (en) | Manufacturing method of hollow parts with flange | |
CN108543847B (en) | Electromagnetic forming device and method for improving hole flanging limit and quality of plate | |
JP2008264871A (en) | Method for manufacturing member with flange | |
TWI577893B (en) | Fluid pressure cylinder | |
US4463590A (en) | Forging method | |
CN111132774B (en) | Method for producing a cooling plate | |
US10603712B2 (en) | Method of increasing thickness of tube and increased thickness tube | |
CN110177632B (en) | Device for stamping by magnetic forming and associated method | |
RU2765551C1 (en) | Stamp for isothermal reverse extrusion of hollow forgings | |
EP1166912B1 (en) | Method of manufacturing metallic bellows | |
US3785029A (en) | Method of assembling inserts with precision looseness | |
RU2465977C2 (en) | Swaging equipment | |
US7191633B1 (en) | Forging apparatus | |
RU2396142C1 (en) | Procedure and device for cylinder work-pieces thixo-stamping | |
JP3662524B2 (en) | Gear forming method and gear forming apparatus | |
US20190299268A1 (en) | Method and apparatus for progressively forging a mobile device casing | |
WO2018215349A1 (en) | Method and apparatus for producing a piston top with a cooling chamber | |
US20210187578A1 (en) | Device for incremental stamping by magnetic forming and associated method | |
RU2763950C1 (en) | Method for manufacturing a disk ring for gas turbine engine | |
RU82148U1 (en) | STAMP FOR MANUFACTURE OF HOLLOW BILLS OF BALL VALVES | |
RU155001U1 (en) | DEVICE FOR OBTAINING HEMISPHERIC Billets From Hardened Metal | |
SU1655645A1 (en) | Die for isothermal forging | |
RU80370U1 (en) | DEVICE FOR EXTRACTION OF PARTS WITH VARIABLE THICKNESS |