SE446602B - Senkpaket for formning av en central skivkonstruktion forsedd med ett flertal utskjutande delar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35_ 446 602 2 Ett primärt särdrag hos uppfinningen är det rörliga sänket, som bildas av minst två element som kan anbringas i följd. I den illustrerade utföringsformen används en centrumskiva och yttre ring. Sänkena är avsedda att drivas i följd för att forma ämnet till en första konfiguration och därefter till en andra konfiguration utan att man drar bort pressen från sänkpaketet. I g En huvudsaklig fördel med sänkpaketet enligt föreliggande uppfinning är den ökade förmågan att forma komponenter med komplicerad geometri. Med sänkpaketet kan man forma ämnesmaterial till en första konfiguration under ett begynnelsesteg för att åstadkomma förbättrad materialfördelning i ett efter- följande steg. invecklade utskjutande delar, såsom rotorskovlar hos gasturbin- motorer, kan formas till noggrann dimension och kontur vid periferin av en bärande konstruktion. Formning av ämnet till en mellankonfiguration med föredragen materialfördelning möjliggör effektiv efterföljande omfördelning av materialet i senare steg till utskjutande partier med komplicerad form. Effektiv sekvensmanövrering av sänkpaketet möjliggörs genom att man initialt håller tillbaka de sänken som senare skall pressas in i ämnesmaterialet. De senare sekvensmanövrerade sänkena bildar en del av formen i tidigare steg, där ämnesmaterialet förflyttas till föredragna lägen i den mellanliggande konfigura- tionen.

Det föregående och andra särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning framgâr klarare i ljuset av den följande beskrivningen och de bifogade ritningarna där Fig. 1 är en schematisk återgivning av en smidesanordning, i vilken grundtankarna enligt föreliggande uppfinning kan användas, Fig. 2 är en tvärsektionsvy genom ett parti av anordningen i Fig. l, som visar ett ämnet innehållande sänkpaket i pressen innan smidessekvensen börjat, Fig. 3 är en tvärsektionsvy motsvarande Fig. 2, där ämnet har smitts till en första konfiguration genom inpressning av centrumskivan i ämnet, och Fig. 14 är en tvärsektionsvy motsvarande Fig. 2 där ämnet har smitts till en andra och slutlig konfiguration genom inpressning av den yttre ringen i ämnet.

Sänkpaketet enligt föreliggande uppfinning har visat sig ha hög använd- barhet på smidesområdet, och särskilt vid smide av komponenter med komplice- rad geometri genom de tekniker som beskrivs i US-PS 3 519 503. Detta förfarande är väl lämpat för automatiserad tillverkning såsom den som illustreras i den förenklade återgivningen i Fig. 1 av en automatiserad smidesanordning.

Inuti anordningen bearbetas material med hög hâllfasthet och låg smidbarhet till ett tillfälligt tillstånd med låg hållfasthet och hög smidbarhet för att möjliggöra att ämnesmaterial flyter in i sänkhâlrum med invecklade konturer eller lO 15, 20 25 30 35 446 602 3 komplicerad form under smidesförfarandet. Efter smidesoperationen värme- behandlas det färdigbearbetade arbetsstycket för att återställa materialet i dess tidigare tillstånd med hög hållfasthet och låg smidbarhet.

Smidesíörfarandet utförs inuti ett inneslutningskärl 10 under en hydraulisk press 12. Pressen har ett underlag ll; och ett huvud l6, vilka är anordnade med mellanrum genom ett flertal dragstänger 18. Inneslutningskärlet uppbärs av en konstruktion 20 som sträcker sig uppåt från pressunderlaget. Den övre änden av inneslutningskärlet är förenad med presshuvudet vid en bälg 22.

En hejarskiva 24- innanför pressunderlaget 14 uppbär en undre sänk- kolonn 26 inuti inneslutningskärlet l0. Hejarplattan är rörlig med avseende på inneslutningskärlet och är förenad med detta genom en bälg 28. Ett flertal smideshejare 30 inställer plattan och förflyttar plattan uppåt med stor kraft 'under smidesförfarandet. Smideshejarna är rörliga genom ett hydrauliskt man~ överorgan (ej visat). Ett flertal hejarstopp 32 sträcker sig uppåt från hejarplattan för att begränsa plattans uppåtgående rörelser under smidesförfarandet. En övre sänkkolonn 31; sträcker sig nedåt från presshuvudet in i inneslutningskärlet.

Både den övre sänkkolonnen 31+ och den undre sänkkolonnen 26 är uppbyggda av ett flertal plana plattor 36. Den översta plattan 38 i den undre sänkkolonnen och bottenplattan 40 i den övre sänkkolonnen är tillverkade av ett i material med låg värmeledningsförmåga, såsom molybden. En stödring #2, som också är av material med låg värmeledníngsförmåga, såsom molybden, vilar ovanpå plattan 38 i det undre sänket. Ett sänkpaket 41+ kan placeras inuti stödringen. Bottenplattan i den övre sänkkolonnen vilar ovanpå sänkpaketet med en sänkmotstående yta vänd mot de rörliga elementen i sänkpaketet. En utbrytningsstämpel 46 sträcker sig uppåt genom den undre sänkkolonnen och stödringen från ett manöverorgan 48.

Inneslutningskärlet 10 är uppdelat i tre (3) isolerbara kammare: en förvärmningskammare 50, en smideskammare 52 och en nedkylningskammare 51+.

En införseldörr 56 avskiljer smideskammaren från förvärmningskammaren, och en utförseldörr 58 avskiljer smideskammaren från nedkylningskammaren.

Förvärmningskammaren 50 har en ventil 60, genom vilken trycket och atmosfären i förvärmningskammaren kan regleras. En laddningsdörr 62 ger tillgång till förvärmningskammaren för placering av sänkpaketen 44 i inneslutnings- kärlet. Ett förvärmarbord 64 vid änden av en förvärmararm 66 uppbär varje sänkpaket i förvärmarsektionen. Ett upphettningselement 68 är anordnat vid en förvärmningsstation 70 inuti kammaren. Förvärmarbordet och -armen är av- passade för vertikal rörelse genom förvärmningskammaren för att höja upp varje 10' 15 20 25 30 35 446 602 sänkpaket till och genom upphettningselementet. I en typisk utföringsform sträcker sig förvärmararmen uppåt från ett på ritningen ej visat hydrauliskt manöverorgan. Ovanför upphettningselementet är en satsbricka 72 vid änden av en satsarm 71+ avpassad för horisontell förflyttning tvärs över förvärmnlngs- kammaren. Med förvärmarbordet i upphöjt läge är satsbrickan kapabel att motta sänkpaketet från förvärmarbordet. Med förvärmarbordet i tillbakadraget läge är satsbrickan och satsarmen kapabla att föra sänkpaketet in i smideskammaren.

Horisontell förflyttning av satsbrickan och satsarmen i en typisk utföringsform åstadkommas genom ett hydrauliskt manöverorgan som inte visas på ritningen.

Smideskammaren 52 har en ventil 76, genom vilken trycket -och atmosfären i smideskammaren kan regleras. Ett upphettningslelement 78 är anordnat vid en smidesstation 80 inuti kammaren. Upphettningselementet är uppdelat i ett övre upphettningselement 82 och ett nedre upphettningselement 84. De båda upphettningselementen är vertikalt separerbara för att tillåta tillträde till stödringen 42 ovanpå den undre sänkkolonnen 26. Med upphettnings- elementen åtskilda och den lägre sänkkolonnen tillbakadragen med hejarplattan 24 är utbrytningsstämpeln kapabel att lyfta sänkpaketet 41.1 från den utsträckta satsbrickan 72 och sänka ned sänkpaketet istödringen för smide. Pâ liknande sätt är vid avslutad smidesoperation hejarplattan âterförbar och utbrytningsstämpeln utsträckbar för att höja upp sänkpaketetiut ur stödringen.

Nedkylningskammaren 514 har en ventil 86, genom vilken trycket och atmosfären i nedkylningskammaren kan regleras. En uttagningsbricka 88 vid änden av en uttagningsarm 90 är avpassad för horisontell förflyttning tvärs över nedkylningskammaren. Uttagningsbrickan och -armen är utsträckbara in i smideskammaren 52 för att motta ett sänkpaket 41+ från utbrytningsstämpeln 46.

Nedkylningskammaren har en sänkexpansionsstation 92 och en nedkylningsstation 94. Sänkexpansionsstationen har en övre expansionsring 96 och en nedre expansionring 98. En expanderarm 100, som sträcker sig uppåt från ett hydrauliskt manöverorgan 102, höjer den nedre expansionringen uppåt för att lyfta av ett sänkpaket från uttagningsbrickan. Manöverorganet tvingar vidare ringarna samman för att få elementen i sänkpaketet att brytas loss från det smidda arbetsstycket. En uttagningsdörr 104 ger tillträde till nedkylnings- kammaren för avlägsnande av sänkpaketen.

Ett sänkpaket 44 konstruerat i enlighet med grundtankarna enligt föreliggande uppfinning illustreras av Fig. 2. Sänkpaketet innefattar ett fast sänke 106 med allmänt cylindrisk geometri och med en yttre yta 108, och minst två rörliga sänken, såsom ett första rörligt sänke eller en ring 112 och ett andra 10 15 20 25 30 35 40 446 602 5 rörligt sänke eller en centrumskiva 110. De första och andra rörliga sänkena är monterade på en gemensam axel med det fasta sänket 106. Det första rörliga sänket har en allmänt cylindrisk geometri med en yttre yta 114. Det andra rörliga sänket är anordnat innanför det första rörliga sänket. De rörliga sänkena har ändytor 116, som i kombination är utformade så att de har omvänd geometri till ena sidan av den komponent som skall formas. Det fasta sänket har en ändyta 118 utformad så att den har omvänd geometri till den andra sidan av komponenten som skall- formas. g En perifert löpande krage 120 höjer sig utåt från den cylindriska ytterytan hos det fasta sänket. En materiajämne 122, från vilket arbetsstycket skall smidas, är inrymt mellan de fasta och rörliga sänkena. Ett flertal bågformade sänksegment 124 är placerade intill varandra i cylindrisk formering kring de fasta och rörliga sänkena och bildar tillsammans med dessa ett hålrum med omvänd geometri till den önskade komponenten inklusive utskjutande partier där detta är ändamålsenligt.

Vart och ett av sänksegementen 1214 har två perifera sidoväggar 126, som är utformade att i kombination med sidoväggarna hos angränsande segment bilda ett flertal perifert, med mellanrum anordnade hålrum med omvänd geometri till de utskjutande delar som skall formas. Varje segment har en inre bågformad yta 128 innefattande en kanal 130, som sträcker sig tvärs över densamma och som inbördes låser med kragen 120 hos det fasta sänket för att förhindra snedställning av varje segment med avseende på det fasta sänket.

Kragen har minst en avsmalnande sidoyta 132, som möjliggör borttagning av sänksegmenten från kragen längs en önskad dragningslinje (L) frân de utskjutande delarna.

I ett mer detaljerat sänkpaket, som också illustreras i Fig. 2, innefattar den inre bågformade ytan 128 hos varje segment 124 en andra kanal 1314- i området för det rörliga sänket 110. Varje kanal 134 låser inbördes med en ring 136 med snävt dimensionerad tolerans till densamma för att åstadkomma ytterligare motstånd mot segmentlutning. Som är fallet med kragen har ringen en avsmalnande sidoyta 138, som möjliggör borttagning av segmenten från ringen längs den önskade dragningslinjen (L). Krag- och ringsärdragen kan användas oberoende av varandra eller i kombination.

Varje sänksegment 124 har vidare en yttre bågformad yta 1140 med ett spår 142, som sträcker sig tvärs över densamma för att i kombination med spåren hos angränsande segment bilda en yttre kanal, vilken sträcker sig helt kring den cylindriska grupperingen. En vajer 1414 löper inuti den yttre kanalen runt sänksegmenten för att hålla samman elementen i sänkpaketet till ett enhetligt aggregat.

I Fig. 2 illustreras även en anordning inrymd inuti den övre sänkkolonnen 10 15 20 25 30 446 602 6 34° för att förhindra förskjutning av det första sänkelementet genom arbets- stycket, när det andra sänkelementetfpressas mot arbetsstycket. Anordningen innefattar ett flertal tryckstöd 146, som sträcker sig nedåt från en spindel- platta 148 ned till det första sänkelementet. En gemensam stång eller hållare 150 lägesinställer spindelpiattan. Hejaren förflyttas genom ett hydrauliskt manöver- organ vid pressens övre del, vilket inte visas.

Smidesmetoden enligt uppfinningen illustreras av de relaterade Fig. 2- 4. I Fig. 2 anordnas först grupperingen av segment 124 kring det fasta sänket 106.

Vajern 144 placeras i spåret 142 och dras åt för att hålla segmenten 124 på plats. Ämnet 122 av material från vilket arbetsstycket skall formas placeras på det ' fasta sänket innanför den cylindriska grupperingen; och det rörliga sänket innehållande det centrala elementet 110 och ringen 112 placerasgpå ämnet innanför den cylindriska grupperingen för att fullständiga sänkpaketet.

Sänkpaketet placeras i en smideskammare, såsom den som illustreras av Fig. 1, och höjs i temperatur för att placera ämnesmaterialeti en tillfälligt tillstånd med låg hållfasthet och hög smidbarheLTryckstöden 146 är placerade mot det första rörliga sänket eller ringen 112.

Som illustreras av Fig. 3 inpressas det andra rörliga sänket eller centrala sänkelementet 110 i ämnet 122 för att forma ett arbetsstycke till en mellankonfiguration. Tryckstöden förhindrar förskjutning av ringen 112 genom det flytande ämnesmaterialetl konfigurationen har arbetsstycket ämnesmaterial fördelat till ett föredraget område för efterföljande smide. Exempelvis upp- samlas material i området R för efterföljande inpressning i aerofoilhâlrummen mellan angränsande sänksegment.

I illustrationen i Fig. 4 har trycket på stöden 146 lättats eller upphävts av kraften från den uppåtgående hejarplattan 24. Det första rörliga sänket eller ringen 112 och det andra rörliga sänket 110 inpressas samtidigt i ämnet.

Materialfickan i området R tvingas fullständigt till ändarna i de utskottsbildande hålrummen mellan angränsande segment, vilket således formar arbetsstycket till ' den andra eller slutliga konfigurationen. Även om uppfinningen visats och beskrivits med avseende på detaljerade utföringsformer av densamma, är det uppenbart för fackmannen på området att olika förändringar och utelämnanden vad gäller form och detaljer kan göras i densamma utan att man avviker från uppfinningens grundtanke och omfattning.

Claims (2)

10 15 20 446 602 7 PATEN TK RAV

1. Sänkpaket (44) för formning av en central skivkonstruktion och ett flertal integrerat formade utskjutande delar som sträcker sig från denna, vilket innefattar: ett íast sänke (106) med i huvudsak cylindrisk geometri som har en yttre yta (108), ett första rörligt sänke (112) med i huvudsak cylindrisk geometri som har en yttre yta (1140, ett andra rörligt sänke (110) med i huvudsak cylindrisk geometri som är inrymt innanför nämnda första rörliga sänke (112), varvid både nämnda första och andra rörliga sänken (112, 110) är inriktade axiellt i linje med det fasta sänket (106) och anordnade med mellanrum till detta, och ett cylindriskt arrangemang av perifert angränsande sänksegment (124), som vart och ett har två periíera sidoväggar (126) som anligger mot sidoväggarna hos de angränsande segmenten och som är utformade med sådan kontur att de med dessa bildar ett flertal med perifert mellanrum anordnade hâlrum med omvänd geometri till de utskjutande delar som skall formas, och en inre bågformad yta (128) som är i kontakt med de yttre ytorna (108, 114) hos nämnda fasta (106) och rörliga (112) sänken, k ä n n e t e c k n a t av att det andra rörliga sänket (110) är glidbart med avseende på det första rörliga sänket (112) oberoende därav.

2. Sänkpaket enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att det första rörliga sänket (112) är ringformat.