UA128103C2

UA128103C2 - Method of drawing ingot on a forging press in a four-head forging device

Info

Publication number: UA128103C2
Application number: UAA202200162A
Authority: UA
Inventors: Віктор Андрійович Лазоркін; Дмитро Вікторович Лазоркін
Original assignee: Віктор Андрійович Лазоркін; Дмитро Вікторович Лазоркін
Priority date: 2022-01-17
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2024-04-03

Abstract

The invention relates to metal processing by pressure, namely, to methods for producing forgings on forging complexes with manipulators equipped with a four-head forging device. The method includes canting and crimping an ingot when the press operates in the pulling mode in several passes. During one or more of the first passes, the press is switched to the forging mode with a settling force in the range from the maximum allowable force for a given press during operation in the pulling mode to the maximum allowable force for a given press. This allows forging ingots with a large cross section or high deformation resistance, which expands the capabilities of the forging press and increases its productivity.

Description

даного преса. Це дозволяє кувати злитки з великим поперечним перерізом або з високим опором деформації, що розширює можливості кувального преса і підвищує його продуктивність. о ряди пен ший ! її: 7-х -е х вен ОТ шу си ї | е ж пок, с інніснняннй в. Ши т Я оф укідякеннюменне скржллВиь с Ша є (ку юю ре «й й ке: х Е юккккокю.of this press. This allows forging ingots with a large cross-section or with high resistance to deformation, which expands the capabilities of the forging press and increases its productivity. O rows of men! her: 7th -e x ven OT shu sy i | e same pok, s innisnianny v. Shi t Ya of ukidakenyumenne skrzhllVy s Sha is (ku yuyu re «y y ke: x E yukkkkokyu.

Жди ГИWait GI

Фіг.Fig.

Винахід належить до обробки металів тиском, а саме стосується способів отримання поковок зі злитків і попередньо деформованих заготовок на кувальних комплексах, що складаються з гідравлічних кувальних пресів з одним або двома маніпуляторами, оснащених чотирибойковим кувальним пристроєм. Винахід може бути використаний у машинобудівній та металургійній промисловості при виготовленні поковок з різних сталей, сплавів та кольорових металів у ковальсько-пресових цехах.The invention relates to the processing of metals by pressure, namely to methods of obtaining forgings from ingots and pre-deformed blanks on forging complexes consisting of hydraulic forging presses with one or two manipulators equipped with a four-forging device. The invention can be used in the machine-building and metallurgical industry in the production of forgings from various steels, alloys and non-ferrous metals in forging and pressing shops.

З рівня техніки відомий спосіб виготовлення поковок, що включає білетировку злитка і наступне кування на пресі з одним або двома маніпуляторами у кілька проходів шляхом протягування в декількох чотирибойкових кувальних пристроях і калібрування заготовки, подачі, кантовки та рубки поковок. Білетировку злитка здійснюють у спеціальному чотирибойковому кувальному пристрої для білетировки злитків, при цьому злиток при кожному одиничному обтисненні обтискають у вертикальній площині з більшим ступенем деформації, ніж у горизонтальній площині (ВО 2288065 С2, МПК(2006.01) В21у 1/04, 9/02, 13/02, оп. 20.11.2006).From the state of the art, a method of manufacturing forgings is known, which includes billeting of an ingot and subsequent forging on a press with one or two manipulators in several passes by drawing in several four-forging devices and calibrating the billet, feeding, edging and cutting of forgings. Billeting of the ingot is carried out in a special four-punch forging device for billeting of ingots, while the ingot is crimped in the vertical plane with a greater degree of deformation than in the horizontal plane during each single crimping (VO 2288065 С2, МПК(2006.01) В21у 1/04, 9/02, 13/02, op. 20.11.2006).

При куванні цим способом потрібно менше зусилля і тому його використовують для кування злитків великих поперечних перерізів у чотирибойкових кувальних пристроях.When forging in this way, less effort is required and therefore it is used for forging ingots of large cross-sections in four-forge forging devices.

Недоліками цього способу є те, що для здійснення операції білетировки злитка потрібен спеціальний чотирибойковий кувальний пристрій, який дозволяє при кожному одиничному обтисканні обтискати злиток у вертикальній площині з більшим ступенем деформації, ніж у горизонтальній площині. Однак цей спосіб відрізняється низькою продуктивністю і його неможливо використовувати для отримання поковок круглого і квадратного перерізу, а також їх калібрування. Тому для отримання готових поковок потрібно кілька (не менше двох) чотирибойкових кувальних пристроїв, що не завжди можна забезпечити.The disadvantages of this method are that a special four-forging forging device is required for the billeting operation of the ingot, which allows for each single crimping to crimp the ingot in the vertical plane with a greater degree of deformation than in the horizontal plane. However, this method is characterized by low productivity and cannot be used to obtain round and square forgings, as well as their calibration. Therefore, to obtain ready forgings, several (at least two) four-forging forging devices are required, which cannot always be provided.

Найближчим аналогом способу, що заявляється, є спосіб протягування злитка на кувальному пресі в чотирибойковому кувальному пристрої, що включає подачі, кантовки і обтискання попередньо нагрітого до температури кування злитка при роботі преса в режимі протягування за декілька проходів (Лазоркин В.А., Скорняков Ю.Н., Тюрин В.А. и др.The closest analogue of the claimed method is the method of drawing an ingot on a forging press in a four-die forging device, which includes feeding, edging and crimping of an ingot preheated to the forging temperature when the press is working in the drawing mode for several passes (Lazorkin V.A., Skornyakov Yu .N., Tyurin V.A. and others.

Повьішение зффективности кузнечной протяжки заготовок из специальньх сталей и сплавов на прессах / Кузнечно-штамповочноеє производство, 1994, Мо 2, С. 3-53. Цей спосіб можна використовувати для отримання поковок круглого і квадратного поперечного перерізу, а також їхIncreasing the efficiency of blacksmithing of billets from special steels and alloys on presses / Forging and stamping production, 1994, Mo 2, pp. 3-53. This method can be used to obtain forgings of round and square cross-section, as well as them

Зо калібрування.From calibration.

Зараз у світі є багато гідравлічних кувальних пресів, які можуть працювати за двома режимами кування: 1. Кування в режимі протягування; 2. Кування в режимі осадки. Для реалізації цих двох режимів кування кувальний прес має один або кілька циліндрів та декілька насосів, які подають у циліндри робочу рідину під певним тиском. При роботі в режимі протягування вмикають не всі, а лише частину насосів, які забезпечують певний тиск у циліндрах. При цьому циліндри можуть бути не всі включені при роботі преса в режимі протягування, а тільки частина. Так, наприклад, при калібруванні поковок дуже часто достатньо включити один циліндр, оскільки зусилля при виконанні цієї операції кування мінімальне, зате потрібна велика частота ходів в одиницю часу. Для досягнення максимального зусилля (Рі) під час протягування включають усі насоси, призначені для роботи в режимі протягування.Currently, there are many hydraulic forging presses in the world that can work in two forging modes: 1. Forging in drawing mode; 2. Forging in the precipitation mode. To implement these two forging modes, the forging press has one or more cylinders and several pumps that supply working fluid to the cylinders under a certain pressure. When working in draft mode, not all, but only part of the pumps, which provide a certain pressure in the cylinders, are turned on. At the same time, not all of the cylinders may be included when the press is working in the drawing mode, but only a part. So, for example, when calibrating forgings, it is often enough to turn on one cylinder, since the effort in performing this forging operation is minimal, but a high frequency of strokes per unit of time is required. To achieve the maximum force (Pi) during drawing, include all pumps designed to work in the drawing mode.

Для виконання операції осадки, що вимагає найбільшого зусилля кувального преса, вмикають додаткові насоси, що залишилися, за допомогою яких збільшується тиск у циліндрах, а отже і зусилля преса, до максимально допустимого зусилля (Рг) при роботі преса в режимі осадки. Зусилля Ро завжди більше за зусилля Рі. Однак, при куванні із зусиллям Р» зменшується швидкість переміщення траверси з інструментом порівняно з тим, коли кування виконується із зусиллям РІ. Тому роботу кувального преса в режимі осадки використовують для осадки злитків і заготовок, тому що ця технологічна операція відрізняється великою енергоємністю, а за часом триває істотно менше часу, ніж протягування.To perform the draft operation, which requires the greatest effort of the forging press, the remaining additional pumps are turned on, which increase the pressure in the cylinders, and therefore the force of the press, to the maximum permissible force (Pr) when the press is operating in the draft mode. Ro's effort is always greater than Ri's. However, when forging with force P», the speed of movement of the traverse with the tool decreases compared to when forging is performed with force PI. Therefore, the work of the forging press in the sedimentation mode is used for sedimentation of ingots and blanks, because this technological operation is characterized by high energy consumption, and in terms of time it lasts significantly less time than drawing.

У відомому способі протягування злитка на кувальному пресі в чотирибойковому кувальному пристрої здійснюють при роботі кувального преса в режимі протягування з подачею, кантуванням і обтисканням злитка за кілька проходів, тобто коли зусилля при куванні не перевищують максимально допустимі зусилля Рі для даного преса при роботі в режимі протягування.In the known method of drawing an ingot on a forging press in a four-die forging device, it is carried out when the forging press is working in drawing mode with feeding, bending and crimping of the ingot in several passes, that is, when the forces during forging do not exceed the maximum allowable forces Ri for this press when working in drawing mode .

Недоліком відомого способу є недостатність зусилля преса при куванні злитків з великими поперечними перерізами або злитків з матеріалу з високим опором деформації.The disadvantage of the known method is the insufficient force of the press when forging ingots with large cross-sections or ingots made of material with high resistance to deformation.

В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу протягування злитка на кувальному пресі в чотирибойковому кувальному пристрої, в якому шляхом зміни режимів кування забезпечується можливість протягування в чотирибойковому кувальному пристрої злитків з великим поперечним перерізом або злитків з матеріалу з високим опором деформації на даному кувальному пресі, що збільшує можливості використання ковальсько-пресового обладнання і підвищує ефективність виробництва поковок.The invention is based on the task of improving the method of drawing an ingot on a forging press in a four-die forging device, in which, by changing the forging modes, it is possible to draw ingots with a large cross-section or ingots made of material with a high resistance to deformation on this forge press in a four-die forge device, which increases the possibilities of using forging and press equipment and increases the efficiency of the production of forgings.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі протягування злитка на кувальному пресі в чотирибойковому кувальному пристрої, що включає подачу, кантування і обтискання злитка при роботі преса в режимі протягування за кілька проходів, новим є те, що під час виконання одного або декількох перших проходів включають прес на режим кування при осадці, а злиток при цьому обтискають по всій його довжині або на окремих його ділянках при роботі преса в режимі осадки із зусиллями, що знаходяться в діапазоні:The problem is solved by the fact that in the method of drawing an ingot on a forging press in a four-die forging device, which includes feeding, bending and crimping the ingot when the press is working in the drawing mode in several passes, the new thing is that during the execution of one or several first passes include the press is set to forging mode during the slump, and the ingot is crimped along its entire length or in its individual sections when the press is operating in the slump mode with forces in the range:

Рі«РеР», де: Р - зусилля при обтисканні злитка;Ri"ReR", where: P - force when crimping the ingot;

Рі - максимально допустимі зусилля для даного преса під час роботи в режимі протягування;Ri - the maximum allowable effort for this press when working in the drawing mode;

Р» - максимально допустимі зусилля для даного преса під час роботи в режимі осадки.P" is the maximum allowable effort for this press when working in the draft mode.

Між сукупністю істотних ознак способу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок.There is such a cause-and-effect relationship between the set of essential features of the claimed method and the technical result achieved.

Включення кувального преса на режим кування при осадці під час виконання одного або декількох перших проходів дозволяє суттєво збільшити зусилля кування при протягуванні (до максимально допустимого зусилля Ро) і за рахунок цього забезпечити кування злитка в початковій його стадії, коли він має максимальний поперечний переріз. При цьому час роботи преса при перебуванні його в режимі осадки намагаються зробити якнайменше тривалим, щоб злиток або заготовка не встигли охолонути. Для цього злиток обтискують в режимі осадки тільки на тих ділянках, де максимальний поперечний переріз злитка. Крім того, обтискання злитка в режимі осадки виконують зазвичай на одному або двох-трьох перших проходах, щоб зменшити час при куванні в такому режимі і не допустити значного остигання злитка.Switching the forging press to the drop forging mode during the execution of one or more first passes allows you to significantly increase the forging force during drawing (up to the maximum allowable force Po) and due to this, ensure the forging of the ingot in its initial stage, when it has the maximum cross-section. At the same time, they try to make the working time of the press while it is in the settling mode as short as possible, so that the ingot or billet does not have time to cool down. To do this, the ingot is pressed in the sedimentation mode only in those areas where the cross section of the ingot is maximum. In addition, crimping of the ingot in the sediment mode is usually performed on one or two or three first passes in order to reduce the time during forging in this mode and to prevent significant cooling of the ingot.

Проведення протягування злитка в режимі осадки із зусиллями, що знаходяться в діапазоні:Carrying out drawing of the ingot in the slump mode with forces in the range:

Р» - максимально допустимі зусилля для даного преса під час роботи в режимі осадки, забезпечує можливість виконання процесу кування з великими зусиллями, що дозволяє кувати злитки великого поперечного перерізу або злитки з високим опором деформації.P" is the maximum allowable effort for this press when working in the draft mode, provides the possibility of forging with great effort, which allows you to forge ingots with a large cross-section or ingots with high resistance to deformation.

Технічний результат: можливість кування злитків з великим поперечним перерізом або з високим опором деформації, що розширює можливості кувального преса та підвищує його продуктивність.Technical result: the possibility of forging ingots with a large cross-section or with high resistance to deformation, which expands the capabilities of the forging press and increases its productivity.

Спосіб протягування злитка на кувальному пресі в чотирибойковому кувальному пристрої, що заявляється, пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений вигляд збоку злитка, що обтискають чотирма бойками в чотирибойковому кувальному пристрої; на фіг. 2 - переріз А-А на фіг. 1; на фіг. З - вигляд збоку конкретного злитка з розмірами перед початком кування; на фіг. 4 - схема кування конкретного злитка.The method of pulling the ingot on the forging press in the claimed four punch forging device is explained by the drawings, where in fig. 1 shows a side view of an ingot pressed with four dies in a four-die forging device; in fig. 2 - section AA in fig. 1; in fig. C - a side view of a specific ingot with dimensions before the start of forging; in fig. 4 - scheme of forging a specific ingot.

На кресленнях позначено: 1-4 - бойки; 5 - злиток. На схемі кування показані розміри в мм поперечного перерізу злитка та заготовки після кожного проходу, а стрілками показані переходи від одного проходу до іншого проходу, перед стрілююю цифрами у дужках позначені номери проходів, а після стрілки - кут повороту заготовки між проходами.The drawings indicate: 1-4 - fights; 5 - ingot. The forging diagram shows the dimensions in mm of the cross-section of the ingot and billet after each pass, and the arrows show the transitions from one pass to another pass, before the arrow numbers in brackets indicate the numbers of the passes, and after the arrow - the angle of rotation of the billet between the passes.

Спосіб протягування злитка на кувальному пресі в чотирибойковому кувальному пристрої, що заявляється, здійснюють таким чином.The method of pulling the ingot on the forging press in the claimed four-forging device is carried out as follows.

Нагрітий до кувальної температури злиток подають на гідравлічний кувальний прес у робочий простір чотирибойкового кувального пристрою, встановленого на цьому пресі, і здійснюють кування, що включає подачу, кантування і обтискання злитка при роботі преса в режимі протягування за кілька проходів (фіг. 1, 2). Під час виконання одного або декількох перших проходів включають прес на режим кування при осадці (вмикають усі насоси і циліндри), а злиток при цьому обтискають по всій його довжині або на окремих його ділянках при роботі преса в режимі осадки із зусиллями, що знаходяться в діапазоні:The ingot heated to the forging temperature is fed to the hydraulic forging press in the working space of the four-bar forging device installed on this press, and forging is carried out, which includes feeding, bending and crimping the ingot when the press is working in the drawing mode in several passes (Fig. 1, 2) . During the execution of one or several first passes, the press is turned on forging mode during the draft (all pumps and cylinders are turned on), and the ingot is crimped along its entire length or in its separate sections when the press is operating in the draft mode with forces in the range :

Рі«РерР», де:Ri"RerR", where:

Р - зусилля при обтисканні злитка;P - force when crimping the ingot;

Існує велика кількість злитків різної конструкції, що відрізняються один від одного формою та розмірами. Дуже часто для кування використовують злитки, в яких розміри у поперечному бо перерізі зменшуються від його головної частини до донної частини. У цьому випадку кування зазвичай починають з боку головної (прибуткової) частини, тобто з максимального перерізу злитка (фіг. 1). При цьому спочатку відковують цапфу з головної частини злитка і вирівнюють злиток по всій довжині. На ділянках злитка з максимальним поперечним перерізом, навіть при невеликих обтисканнях, контактна поверхня кожного бойка з поверхнею злитка має великі значення. Як відомо, зусилля при куванні прямо пропорційне до площі контакту заготовки з бойками. Тому для обтискання цих ділянок потрібні великі зусилля кувального преса (Р»Рі). У зв'язку з цим, кувальний прес при обтисканні ділянок з великими поперечними перерізами перемикають на режим осадки, що дозволяє максимально використовувати всі енергетичні ресурси і максимальне зусилля преса, і продовжують кування, при якому додержується співвідношення Рі«Р.-Р». Після закінчення кування ділянки злитка з максимальним поперечним перерізом в режимі осадки, цей режим відключають і включають звичайний режим кування- протягування зі зменшеними зусиллями при обтисканні (РеРі), але з більшою швидкістю кування. Незважаючи на те, що процес кування в режимі осадки значно (іноді в кілька разів) повільніший за процес кування в режимі протягування, в більшості випадків удається докувати злиток до необхідних кінцевих розмірів поковки без її додаткового підігріву, оскільки кування в режимі осадки зазвичай виконують на 1-3 перших проходах, а кування в режимі протягування на значно більшій кількості проходів. Таким чином, забезпечується можливість кування злитків з великим поперечним перерізом у чотирибойковому кувальному пристрої на кувальному пресі з відносно невеликим зусиллям при роботі в режимі протягування.There is a large number of ingots of various designs, differing from each other in shape and size. Very often ingots are used for forging, in which the dimensions in the cross section decrease from its main part to the bottom part. In this case, forging is usually started from the side of the main (profitable) part, that is, from the maximum section of the ingot (Fig. 1). At the same time, first the trunnion is forged from the main part of the ingot and the ingot is leveled along its entire length. In the areas of the ingot with the maximum cross-section, even with small crimps, the contact surface of each striker with the surface of the ingot has large values. As you know, the force during forging is directly proportional to the contact area of the workpiece with the strikers. Therefore, for crimping these areas, great efforts of the forging press (R»Ri) are required. In this regard, the forging press, when crimping areas with large cross-sections, is switched to the draft mode, which allows maximum use of all energy resources and the maximum force of the press, and forging is continued, in which the ratio Ri"R.-R" is observed. After the forging of the section of the ingot with the maximum cross-section in the slump mode, this mode is turned off and the usual forging-drawing mode with reduced crimping forces (ReRi), but with a higher forging speed, is turned on. Despite the fact that the process of forging in the slump mode is significantly (sometimes several times) slower than the process of forging in the drawing mode, in most cases it is possible to dock the ingot to the required final dimensions of the forging without its additional heating, since forging in the slump mode is usually performed at 1 -3 first passes, and forging in the drawing mode on a much larger number of passes. Thus, it is possible to forge ingots with a large cross-section in a four-die forging device on a forging press with relatively little effort when working in the drawing mode.

Є також злитки, у яких розміри поперечного перерізу не змінюються по всій їх довжині.There are also ingots in which the dimensions of the cross section do not change along their entire length.

Процес кування таких злитків у режимі осадки виконують по всій довжині злитка на одному або кількох перших проходах. А потім кування виконують у режимі протягування.The process of forging such ingots in the sedimentation mode is performed along the entire length of the ingot in one or more first passes. And then the forging is performed in the drawing mode.

Приклад. Злиток, нагрітий до 1200 "С, з максимальним поперечним перерізом у головній частині 1325 мм (фіг. 3) відкритої дугової виплавки зі сталі 4х5МФС кують за пропонованим способом протягування в чотирибойковому кувальному пристрої на гідравлічному кувальному пресі зусиллям 40/50 МН (40 МН - максимальне зусилля кування в режимі протягування Рі 50Example. An ingot heated to 1200 "C, with a maximum cross-section in the main part of 1325 mm (Fig. 3) of open arc melting of 4x5MFS steel is forged according to the proposed method of drawing in a four-forging device on a hydraulic forging press with a force of 40/50 MN (40 MN - the maximum forging force in the drawing mode is Ri 50

МН - максимальне зусилля кування в режимі осадки Рг) за схемою, представленою на фіг. 4. На перших трьох проходах головну частину злитка обтискують у режимі осадки із зусиллям Р преса більше 40 МН, але менше 50 МН (тиск у циліндрах 420 бар), при швидкості переміщенняМН - the maximum forging force in the sedimentation mode Рg) according to the scheme presented in fig. 4. In the first three passes, the main part of the ingot is pressed in the slump mode with a force P of the press greater than 40 MN, but less than 50 MN (pressure in the cylinders 420 bar), at a speed of movement

Зо траверси преса до 50 мм/с. При цьому між проходами злиток кантують на 45". Після цього, з 4 по 17 прохід, злиток і заготовку обтискують в режимі протягування з тиском в циліндрах 340 бар і відповідно зусиллям преса до 40 МН і швидкості переміщення траверси преса до 100 мм/с, з кантуванням між проходами на 45". Після 5-6 проходів поперечний переріз головної частини зрівнюється з поперечним перерізом донної частини (1090 мм), а після 17 проходу діаметр поперечного перерізу заготовки становить 650 мм.From the traverse of the press up to 50 mm/s. At the same time, the ingot is edged by 45" between the passes. After that, from the 4th to the 17th pass, the ingot and the workpiece are pressed in the drawing mode with a pressure in the cylinders of 340 bar and, accordingly, a press force of up to 40 MN and a speed of movement of the press traverse of up to 100 mm/s. with edging between the passes at 45". After 5-6 passes, the cross-section of the main part is equal to the cross-section of the bottom part (1090 mm), and after the 17th pass, the diameter of the cross-section of the workpiece is 650 mm.

Таким чином, за рахунок виконання протягування злитка на одному або декількох перших проходах із зусиллям преса в режимі осадки, досягається можливість кування злитків з великим поперечним перерізом або з високим опором деформації, що розширює можливості кувального преса і підвищує його продуктивність.Thus, due to drawing the ingot on one or several first passes with the force of the press in the slump mode, it is possible to forge ingots with a large cross-section or with high resistance to deformation, which expands the capabilities of the forging press and increases its productivity.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION A method of drawing an ingot on a forging press in a four-die forging device, which includes feeding, bending and crimping the ingot during the operation of the press in the drawing mode for several passes, which differs in that during the execution of one or several first passes the press is switched to the forging mode sediment, while the ingot is crimped along its entire length or on its separate sections when the press is operating in the sediment mode with forces in the range:

Ri"Rer",

where: P - force when crimping the ingot;

Ri - the maximum allowable effort for this press when working in the drawing mode; P" is the maximum allowable effort for this press when working in the draft mode.