RU2009753C1

RU2009753C1 - Method of large forging ingots forging

Info

Publication number: RU2009753C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Потапов; В.И. Бочкарев; В.П. Волков; В.В. Маслов
Original assignee: Акционерное общество "Уральский завод тяжелого машиностроения"
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method provides for a trunnion rolling up, ingot positioning, ingot squeezing up to get three rays form of its cross-section with concaves in sides, ingot broaching by rolling reduction of projections. Then the three ray ingot broaching is carried out with simultaneous ingot reduction in three directions along axes of the ingot at angle of 120 deg. between them. Intervals between passes are used for ingot turning in series at angles of 60, 30 and 60 deg. . The broaching process is going on up to the moment the ingot gets right hexahedral and then duodehedral form of its cross section. EFFECT: method is used for metal processing by pressure. 9 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-прессовом производстве при изготовлении поковок типа валов ответственного назначения из крупных зернистых слитков. The invention relates to the field of metal forming and can be used in forging in the manufacture of forgings such as shafts of critical purpose from large granular ingots.

Известен способ ковки, раскрытый через устройство для его осуществления, а именно устройство для ковки заготовок протяжкой, согласно которому ковку слитков осуществляют выпуклыми бойками с одновременным обжатием в трех направлениях к оси слитков под углом 120^о между ними до получения поковки трехлучевой формы поперечного сечения с вогнутыми гранями. Последующую протяжку трехлучевой заготовки осуществляют в комбинированных (верхний - плоский, нижний - вырезной) бойках.A known forging method disclosed through a device for its implementation, namely, a device for forging blanks by a broach, according to which the forging of the ingots is carried out by convex strikers with simultaneous compression in three directions to the axis of the ingots at an angle of 120 ^about between them to obtain a forged three-beam cross-sectional shape with concave facets. The subsequent broaching of the three-beam blank is carried out in combined (upper - flat, lower - cut) strikers.

Недостатком способа является невысокая производительность процесса вследствие значительного уширения при обжатии в комбинированных бойках, а также вследствие того, что требуется большое число ходов для получения сечения, близкого к кругу. Кроме того, при ковке в комбинированных бойках создается недостаточно благоприятное напряженно-деформированное состояние в осевой зоне металла, вследствие чего дальнейшая заковка осевых дефектов усадки затруднена. The disadvantage of this method is the low productivity of the process due to significant broadening during compression in combined strikers, and also due to the fact that a large number of moves are required to obtain a cross section close to a circle. In addition, when forging in combined dies, an insufficiently favorable stress-strain state is created in the axial zone of the metal, as a result of which further forging of axial shrinkage defects is difficult.

Технический результат состоит в улучшении заковки дефектов усадки в осевой зоне слитка и увеличении производительности процесса. The technical result consists in improving the forging of shrinkage defects in the axial zone of the ingot and increasing the productivity of the process.

Сущность изобретения заключается в том, что по способу ковки, включающему подкатку цапфы, биллетирование, прожим слитка инструментом с выпуклой рабочей поверхностью путем одновременного его обжатия в трех направлениях к оси слитка под углом 120^о между ними до получения заготовки трехлучевой формы поперечного сечения с вогнутыми гранями, последующую протяжку путем обжатия выступов, согласно изобретению последующую протяжку ведут проходами с одновременным обжатием выступов в трех направлениях к оси слитка под углом 120^о между ними и с промежуточными кантовками между проходами последовательно на углы 60, 30 и 60^о до получения заготовки правильной шестигранной, а затем двенадцатигранной формы поперечного сечения.The invention consists in the fact that according to the method of forging comprising podkatku trunnions billetirovanie, lived ingot tool with convex working surface by simultaneously its compression in three directions toward the axis of the ingot at an angle of ¹²⁰ therebetween to receive the workpiece three-beam cross-sectional shape with concave faces , subsequent broach by crimping the protrusions according to the invention are broach subsequent passes with simultaneous compression of the projections in the three directions to the ingot axis at an angle of ^about 120 therebetween, and a straight intermediate canting between passes successively through angles of 60, 30 and ⁶⁰ to obtain a preform correct hexagon, then dodecahedral cross-sectional shape.

На фиг. 1 изображен общий вид процесса прожима сбиллетированного слитка тремя выпуклыми бойками 1 и 2 в специальном трехбойковом устройстве в трех направлениях к оси слитка 3 под углом 120^о между ними; на фиг. 2 и 3 - схема процесса обжатия выступов трехлучевой заготовки с вогнутыми гранями; на фиг. 4 и 5 - схема процесса получения заготовки шестигранной формы поперечного сечения после кантовки на угол 60^о; на фиг. 6 - 9 - схема процесса получения заготовки двенадцатигранной формы поперечного сечения после кантовки между проходами на углы 30 и 60^о.In FIG. 1 is a perspective view of the process prozhima sbilletirovannogo ingot three convex strikers 1 and 2 in a special trehboykovom device in three directions toward the axis 3 of the ingot at an angle of ¹²⁰ ° therebetween; in FIG. 2 and 3 - diagram of the process of crimping the protrusions of a three-beam blank with concave faces; in FIG. 4 and 5 is a diagram of a process for producing a hexagonal cross-section blank after tilting at an angle of 60 ^° ; in FIG. 6 - 9 is a diagram of a process for producing a billet of a twelve-sided cross-sectional shape after turning over between passages at angles of 30 and 60 ^°

Способ кантовки осуществляется следующим образом. The method of tilting is as follows.

Нагретый до ковочной температуры слиток с предварительно подкатанной цапфой из прибыльной части биллетируется и помещается, например, в трехбойковое устройство с выпуклыми бойками, перемещающимися к оси слитка в трех направлениях под углом 120^о между ними. После прожима на заданную величину (например, на 20 - 25% ) за один проход формируется заготовка трехлучевой формы поперечного сечения с тремя выступами, расположенными под углом 120^о, и тремя вогнутыми гранями между ними. При этом идет интенсивная проработка металла осевой зоны слитка и заковка дефектов усадки.Heated to forging temperature ingot pre podkatannoy trunnion portion of profitable billetiruetsya and placed, for example, in a device with convex trehboykovoe strikers, moving to the axis of the ingot in three directions at an angle ^of 120 therebetween. After prozhima by a predetermined amount (e.g., 20 - 25%) per pass is formed preform three-beam cross-sectional shape with three protrusions arranged at an angle of ^about 120, and three concave faces therebetween. At the same time, there is an intensive study of the metal of the axial zone of the ingot and forging of shrinkage defects.

После подогрева заготовка снова помещается в устройство, в котором выпуклые бойки меняются на плоские, для последующей протяжки. При этом она устанавливается таким образом, чтобы бойками обжимались выступы, и деформируется до выравнивания граней (фиг. 2, 3). Затем заготовку кантуют на угол 60^о и за один проход обжимают до получения правильного шестигранника (фиг. 4, 5), после чего заготовку кантуют на угол 30^о и деформируют до получения в сечении некоторой симметричной относительно вертикальной оси фигуры (фиг. 6, 7). Третья кантовка осуществляется на угол 60^о после обжатия всей поковки за один проход получают поковку правильной двенадцатигранной формы поперечного сечения (фиг. 8, 9). При необходимости производится отделка поковки шлихтовочными ходами. Углы кантовки (60, 30 и 60^о) между проходами и число граней поперечного сечения заготовки (6 и 12) определяются геометрией бойков и заготовки и являются оптимальными с точки зрения получения круглого сечения поковки кратчайшим путем (за минимальное число проходов).After heating, the workpiece is again placed in a device in which convex strikers are changed to flat, for subsequent broaching. At the same time, it is installed in such a way that the projections are crimped, and is deformed until the faces are aligned (Fig. 2, 3). The preform turn over through an angle of ⁶⁰ ° and for one pass is crimped to obtain a correct hexagon (Fig. 4, 5), whereupon the workpiece edge to an angle of 30 ^o and is deformed to obtain a sectional some symmetric relative to the vertical axis of the figure (Fig. 6, 7 ) The third tilting is carried out at an angle of 60 ^about after the compression of the entire forgings in one pass receive a forging of the correct twelve-sided cross-sectional shape (Fig. 8, 9). If necessary, the forging is finished with dressing strokes. The angles of the tilting (60, 30 and 60 ^° ) between the passes and the number of faces of the cross section of the workpiece (6 and 12) are determined by the geometry of the strikers and the workpiece and are optimal from the point of view of obtaining a round cross section of the forging in the shortest way (for the minimum number of passes).

Способ экспериментально осуществлен на свинцовых моделях диаметром 80 мм и длиной 180 мм с осевым сверлением диаметром 12 мм, имитирующим внутреннюю несплошность в слитке. The method was experimentally carried out on lead models with a diameter of 80 mm and a length of 180 mm with axial drilling with a diameter of 12 mm, simulating an internal discontinuity in the ingot.

Прожим заготовки осуществляли по известному способу с одновременным обжатием с трех сторон в трехбойковом устройстве с выпуклыми бойками. We lived through the workpieces according to the known method with simultaneous compression from three sides in a three-sided device with convex strikers.

Заготовки трехлучевой формы поперечного сечения подвергали протяжке с уковом 1,4 по известному способу в комбинированных бойках с кантовкой на угол 60^о после прохода по длине и по предлагаемому способу с обжатием одновременно всех трех выступов и последующей протяжкой с кантовкой на углы 60, 30 и 60^о до получения шестигранной, а затем двенадцатигранной формы поперечного сечения поковки. У поковки, откованной по предлагаемому способу, отверстие закрылось полностью в отличие от поковки, откованной по известному способу.Billets of a three-beam cross-sectional shape were broached with a hook 1.4 according to the known method in combined strikers with a pitching at an angle of 60 ^about after passing along the length and according to the proposed method with compression of all three protrusions simultaneously and a subsequent broaching with a pitching at angles of 60, 30 and 60 ^about to obtain a hexagonal, and then twelve-sided cross-sectional shape of the forging. The forgings forged according to the proposed method, the hole was completely closed in contrast to the forgings forged according to the known method.

Кроме улучшения заковки усадочных дефектов в осевой зоне слитка предлагаемый способ дает существенное снижение трудозатрат на ковку за счет уменьшения числа проходов при протяжке. Так, при протяжке трехлучевой заготовки число проходов уменьшается до четырех вместо шести по известному способу, при этом данный способ позволяет за это число проходов получить более близкую к кругу двенадцатигранную форму поперечного сечения вместо шестигранной по известному способу. In addition to improving the forging of shrinkage defects in the axial zone of the ingot, the proposed method provides a significant reduction in labor costs for forging by reducing the number of passes during broaching. So, when pulling a three-beam blank, the number of passes decreases to four instead of six according to the known method, and this method allows for this number of passes to get a twelve-sided cross-sectional shape closer to a circle instead of a hexagonal one according to the known method.

Использование описанного способа ковки крупных слитков при изготовлении из них поковок типа валов обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества:
существенное повышение качества поковок за счет лучшей, т. е. более полной, заковки дефектов усадки в осевой зоне слитка;
увеличение производительности процесса ковки в 1,5 - 2,0 раза. (56) Авторское свидетельство СССР N 1266630, кл. B 21 T 5/00, 1986.Using the described method of forging large ingots in the manufacture of forgings such as shafts provides the following advantages compared to known methods:
a significant improvement in the quality of forgings due to better, i.e., more complete, forging of shrinkage defects in the axial zone of the ingot;
increase in productivity of the forging process by 1.5 - 2.0 times. (56) Copyright certificate of the USSR N 1266630, cl. B 21 T 5/00, 1986.

Claims

METHOD OF FORGING LARGE FORGING INGOTS, including trimming the trunnion, billetting, using a tool with a convex working surface by simultaneously pressing it in the three directions to the axis of the ingot at an angle of 120 ^° between them to obtain the workpiece by crimping the protrusions and final forging to forging dimensions, characterized in that the subsequent stretching of the three-beam workpiece is carried out by passages with simultaneous compression of the protrusion in a tpeh nappavleniyah to the workpiece axis at an angle of 120 ^o therebetween and tilting between ppohod sequentially by an angle 60,30 and 60 ^o to obtain a preform ppavilnoy the hexagonal and then dvenadtsatigpannoy FORMS by cross section.