RU2167737C1 - Part production method - Google Patents
Part production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167737C1 RU2167737C1 RU2000105019A RU2000105019A RU2167737C1 RU 2167737 C1 RU2167737 C1 RU 2167737C1 RU 2000105019 A RU2000105019 A RU 2000105019A RU 2000105019 A RU2000105019 A RU 2000105019A RU 2167737 C1 RU2167737 C1 RU 2167737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- mandrel
- metal
- locally deforming
- parts
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
- B21H1/02—Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
- B21K1/32—Making machine elements wheels; discs discs, e.g. disc wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K23/00—Making other articles
- B21K23/04—Making other articles flanged articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K3/00—Making engine or like machine parts not covered by sub-groups of B21K1/00; Making propellers or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
- B21H1/02—Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels
- B21H1/04—Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels with rim, e.g. railways wheels or pulleys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
- B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
- B21H7/16—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons turbine blades; compressor blades; propeller blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки давлением металлов, например малопластичных труднодеформируемых жаропрочных сплавов на основе никеля, титана, железа, в частности, к способам изготовления точных заготовок деталей типа дисков, колец, обечаек с развитой внешней и внутренней поверхностями, с конической, полусферической и другими осесимметричными формами, а также асимметричных деталей типа лопаток газовой турбины. The invention relates to the field of pressure treatment of metals, for example, low-ductility hardly deformable heat-resistant alloys based on nickel, titanium, iron, in particular, to methods for manufacturing precise workpieces of parts such as disks, rings, shells with developed external and internal surfaces, with conical, hemispherical and other axisymmetric shapes, as well as asymmetric parts such as gas turbine blades.
Известен способ изготовления осесимметричных деталей из жаропрочных сплавов под названием "GatorizingTM". Обработку труднодеформируемых сплавов по данному способу осуществляют штамповкой заготовки с подготовленной структурой в условиях сверхпластичности (Патент США N 3519503, кл. C 22 F 1/10, 1970 г.).A known method of manufacturing axisymmetric parts from heat-resistant alloys under the name "Gatorizing TM ". The processing of hardly deformable alloys by this method is carried out by stamping a billet with a prepared structure under superplastic conditions (US Patent No. 3,519,503, class C 22 F 1/10, 1970).
Однако изготовление деталей данным способом требует применения энергоемкого кузнечно-прессового оборудования и большого количества штамповой оснастки, при этом из-за больших технологических припусков имеют место низкие точность готовой детали и коэффициент использования металла. However, the manufacture of parts by this method requires the use of energy-intensive forging and press equipment and a large number of die tooling, due to the large technological allowances for the low accuracy of the finished part and the utilization of metal.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ изготовления осесимметричных деталей типа дисков с конической, полусферической и другими осесимметричными формами, включающий локальное формообразование в регулируемых термомеханических условиях вращающейся заготовки на специальном стане, по крайней мере, двумя парами роликов (Патент РФ N 2119842, кл. B 21 K 1/32, C 22 F 1/10, опубл. 1998 г.). The closest in technical essence to the claimed object is a method of manufacturing axisymmetric parts such as disks with conical, hemispherical and other axisymmetric shapes, including local shaping in controlled thermomechanical conditions of a rotating workpiece on a special mill with at least two pairs of rollers (RF Patent N 2119842, C. B 21
Однако этот способ предназначен для изготовления лишь осесимметричных изделий, имеющих достаточную толщину, чтобы передавать вращение всей заготовке, при этом формирование проводится только наклонными роликами, жесткость осей которых в горячей зоне резко снижается. Кроме того, формирование заготовки ведут только при вертикальном ее расположении, чтобы предотвратить деформацию под собственным весом. Поэтому с использованием известного способа невозможно получать точные заготовки осесимметричных деталей из малопластичных труднодеформируемых жаропрочных сплавов на основе никеля, железа или титана, толщина полотна которых не позволяет передать вращение заготовке, а ограниченное движение роликов не дает возможности развить поверхность заготовки, что снижает коэффициент использования металла и точность получаемых деталей и, тем самым, увеличивает трудоемкость получения готового изделия. Кроме того, указанный способ непригоден для изготовления асимметричных деталей. However, this method is intended for the manufacture of only axisymmetric products having a sufficient thickness to transmit rotation to the entire workpiece, while the formation is carried out only by inclined rollers, the rigidity of the axes of which in the hot zone is sharply reduced. In addition, the formation of the workpiece is carried out only with its vertical arrangement in order to prevent deformation under its own weight. Therefore, using the known method, it is impossible to obtain accurate preforms of axisymmetric parts from low-plastic, hardly deformed heat-resistant alloys based on nickel, iron or titanium, the thickness of the web of which does not allow rotation to be transmitted to the workpiece, and the limited movement of the rollers makes it impossible to develop the surface of the workpiece, which reduces the utilization of the metal and the accuracy of the parts and, thereby, increases the complexity of obtaining the finished product. In addition, this method is unsuitable for the manufacture of asymmetric parts.
Задачей данного изобретения является снижение трудоемкости и повышение коэффициента использования металла с одновременным повышением точности получаемых изделий за счет использования ручья движущейся оправки и возможности изменения градиента температур в заготовке, а также повышение функциональных возможностей способа за счет исключения ограничений по расположению формируемой заготовки. The objective of the invention is to reduce the complexity and increase the utilization of metal while increasing the accuracy of the resulting products through the use of a stream of a moving mandrel and the possibility of changing the temperature gradient in the workpiece, as well as increasing the functionality of the method by eliminating restrictions on the location of the formed workpiece.
Это достигается тем, что в способе изготовления изделий, включающем локальное формирование заготовки из многофазного сплава в регулируемых термомеханических условиях в печи на оправке, формирование заготовки осуществляют на поверхности или в ручье движущейся оправки, по меньшей мере, одним локально деформирующим инструментом, при этом для заданного течения металла возможно использование изменения градиента температур в заготовке путем нагрева или охлаждения участков оправки. This is achieved by the fact that in the method of manufacturing products, including the local formation of a workpiece from a multiphase alloy under controlled thermomechanical conditions in a furnace on a mandrel, the formation of the workpiece is carried out on the surface or in the stream of a moving mandrel with at least one locally deforming tool, for a given metal flow, it is possible to use a change in the temperature gradient in the workpiece by heating or cooling the mandrel sections.
При этом локально деформирующий инструмент представляет собой инструмент, проецируемая площадь рабочей части которого меньше первоначальной площади формируемой заготовки. Moreover, the locally deforming tool is a tool whose projected area of the working part is less than the initial area of the workpiece being formed.
Целесообразными при осуществлении способа являются технологические приемы, заключающиеся в том, что:
- движение локально деформирующему инструменту задают собственным приводом либо через заготовку от оправки;
- в процессе набора металла или направления течения металла заготовке и инструменту задают циклическое реверсивное движение;
- для формирования деталей сложного профиля каждому из локально деформирующих инструментов задают независимое от других или синхронное с ними движение;
- при использовании окисляющихся материалов заготовки или локально деформирующего инструмента процесс целесообразно проводить в разряженной атмосфере или вакууме, или в среде инертного газа.Suitable when implementing the method are technological methods, which consists in the fact that:
- the movement of the locally deforming tool is set by its own drive or through the workpiece from the mandrel;
- in the process of metal recruitment or metal flow direction, the workpiece and tool are given a cyclic reverse movement;
- to form parts of a complex profile, each of the locally deforming tools is set to move independently of others or synchronous with them;
- when using oxidizable materials from a workpiece or a locally deforming tool, it is advisable to carry out the process in a rarefied atmosphere or vacuum, or in an inert gas environment.
Способ поясняется следующими иллюстрациями. The method is illustrated by the following illustrations.
На фиг. 1 приведена схема реализации способа для формирования осесимметричных деталей типа диска; на фиг. 2 - схема формирования детали типа оболочки; на фиг. 3 - схема формирования детали типа диска с ободом и валом; на фиг. 4 - схема формирования детали типа обечайки; на фиг. 5 - схема формирования детали типа лопатки с полкой. In FIG. 1 is a diagram of an implementation of a method for forming axisymmetric parts such as a disk; in FIG. 2 is a diagram of forming a shell type part; in FIG. 3 is a diagram of forming a disk type part with a rim and a shaft; in FIG. 4 is a diagram of forming a part of a shell type; in FIG. 5 is a diagram of forming a blade type part with a shelf.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Заготовку 1 устанавливают в печь 2 на оправку 3, которой задают траекторию движения при помощи привода 4. В случае необходимости ее фиксируют на оправке прижимом 5. При достижении заготовкой заданных температуры и скорости вращения к ней подают, по меньшей мере, один локально деформирующий инструмент, например ролик 6, и формируют внешнюю ее часть с усилием и движением, обеспечивающим заданное течение металла. Траекторию движения каждому ролику задают либо от собственного привода, либо через заготовку от оправки. При этом формирование внутренней части заготовки производят на поверхности оправки или в ручье, выполненном на ней. The
При формировании деталей с развитой поверхностью для набора металла или направления его течения оправке с заготовкой и локально деформирующему инструменту (инструментам) задают циклическое реверсивное движение. При этом для заданного направления течения металла используют изменение градиента температур в заготовке путем нагрева или охлаждения участков оправки и/или используют сложнопрофильный локально деформирующий инструмент. When forming parts with a developed surface for a set of metal or the direction of its flow, the mandrel with the workpiece and the locally deforming tool (s) are given a cyclic reverse movement. In this case, for a given direction of the metal flow, a change in the temperature gradient in the workpiece is used by heating or cooling the mandrel sections and / or using a complex locally deforming tool.
При использовании локально деформирующего инструмента или его части, эффективная работа которых лежит в меньшем температурном интервале, чем температура деформирования заготовки, производят охлаждение либо инструмента, либо его части до рабочей температуры. When using a locally deforming tool or part thereof, the effective operation of which lies in a smaller temperature range than the deformation temperature of the workpiece, either the tool or its part is cooled to operating temperature.
При формировании деталей сложного профиля используют несколько локально деформирующих инструментов, каждому из которых задают независимое от других или синхронное с ними движение. When forming parts of a complex profile, several locally deforming tools are used, each of which is set to move independently of others or synchronous with them.
Формирование деталей можно производить обратным к основному направлению течения металла движением локально деформирующего инструмента. The formation of parts can be performed inverse to the main direction of the flow of metal by the movement of a locally deforming tool.
При использовании окисляющихся материалов заготовки или локально деформирующего инструмента процесс проводят в разряженной атмосфере или в вакууме, или в среде инертного газа. When using oxidizable materials from a workpiece or a locally deforming tool, the process is carried out in a discharged atmosphere or in vacuum, or in an inert gas environment.
Для достижения заданных служебных свойств готовой детали в процессе деформации можно изменять структуру металла заготовки путем варьирования температурно-скоростных режимов. To achieve the specified service properties of the finished part in the process of deformation, it is possible to change the structure of the metal of the workpiece by varying the temperature and speed conditions.
Ниже приведены примеры формирования различных деталей. The following are examples of the formation of various parts.
При формировании деталей типа диска или оболочки заготовку 1 устанавливают в печь 2 на оправку 3 и фиксируют прижимом 5. Оправке задают вращение приводом 4. При достижении заготовкой заданных температуры и скорости вращения к ней подают локально деформирующий инструмент - ролик 6, который, внедряясь и совершая радиальное движение от центра вращения, формирует заготовку. When forming parts such as a disk or a shell, the
При формировании деталей типа диска с ободом и валом заготовку 1 устанавливают в печь 2 на оправку 3, которой задают вращение приводом 4. При достижении заготовкой заданных температуры и скорости вращения к ней подают локально деформирующие инструменты - ролики. Ролик 6, внедряясь в крайнюю часть заготовки и совершая движение вдоль оси вращения, формирует обод, при этом ролик 7 внедряется в центральную часть заготовки и, двигаясь вдоль оси вращения, формирует вал. When forming parts such as a disk with a rim and a shaft, the
При формировании деталей типа обечайки заготовку 1 устанавливают в печь 2 на оправку 3. Оправке задают вращение приводом 4. При достижении заготовкой заданных температуры и скорости вращения к ней подают локально деформирующий инструмент - ролик 6, который, внедряясь и совершая поступательное движение вдоль оси вращения, формирует заготовку. When forming parts such as a shell, the
При формировании асимметричной детали типа лопатки с полкой заготовку 1 устанавливают в печь 2 на оправку 3, которой задают поступательное движение. При достижении заданных температуры и скорости движения к заготовке подают локально деформирующий инструмент - ролик 6, который, внедряясь и совершая циклическое реверсивное движение, формирует заготовку. When forming an asymmetric part such as a blade with a shelf, the
Изготовление деталей способом локального формирования заготовки в печи на движущейся оправке по сравнению с прототипом обеспечит повышение коэффициента использования металла и точность получаемых изделий за счет исключения необходимости больших припусков для обеспечения передачи вращения и предотвращения деформации заготовки под собственным весом. Кроме того, использование предлагаемого способа позволит изготавливать как осесимметричные, так и асимметричные детали (по способу-прототипу могут быть получены лишь осесимметричные детали). The manufacture of parts by the method of local forming of a workpiece in a furnace on a moving mandrel as compared with the prototype will increase the utilization of metal and the accuracy of the resulting products by eliminating the need for large allowances to ensure rotation transfer and preventing the workpiece from deformation under its own weight. In addition, the use of the proposed method will allow to produce both axisymmetric and asymmetric parts (only axisymmetric parts can be obtained by the prototype method).
Предлагаемый способ позволит формировать заготовки по заданной программе, контролируя и управляя процессом деформации путем изменения параметров движения оправки, скорости, усилия и траектории движения локально деформирующих инструментов, изменения температурных параметров и управляемых структурных превращений в деформируемом металле. Способ может быть осуществлен на серийном оборудовании. The proposed method will allow to form blanks according to a given program, controlling and controlling the deformation process by changing the parameters of the mandrel movement, speed, force and trajectory of the locally deforming tools, changing the temperature parameters and controlled structural transformations in the deformable metal. The method can be carried out on serial equipment.
Claims (5)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105019A RU2167737C1 (en) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Part production method |
AU2001237842A AU2001237842A1 (en) | 2000-02-29 | 2001-02-06 | Method for manufacturing parts by plastic metal working |
PCT/RU2001/000053 WO2001064369A1 (en) | 2000-02-29 | 2001-02-06 | Method for manufacturing parts by plastic metal working |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105019A RU2167737C1 (en) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Part production method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2167737C1 true RU2167737C1 (en) | 2001-05-27 |
Family
ID=20231274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000105019A RU2167737C1 (en) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Part production method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2001237842A1 (en) |
RU (1) | RU2167737C1 (en) |
WO (1) | WO2001064369A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548349C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук (ИПСМ РАН) | Manufacturing method of axisymmetrical parts like discs |
RU2567084C2 (en) * | 2013-12-27 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Production of disc-type axially symmetric parts |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1752895B1 (en) * | 1967-06-09 | 1970-11-26 | Fuchs Fa Otto | Process for the production of a one-piece light metal disc wheel with hub part and pneumatic tire rim |
SU841773A1 (en) * | 1979-08-23 | 1981-06-30 | Нижнеднепровский Ордена Октябрьскойреволюции Трубопрокатный Завод Им.K.Либкнехта | Method of producing railway wheels |
RU2119842C1 (en) * | 1996-06-21 | 1998-10-10 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Method for manufacturing axially symmetrical parts and blank making process for performing the same |
-
2000
- 2000-02-29 RU RU2000105019A patent/RU2167737C1/en active
-
2001
- 2001-02-06 AU AU2001237842A patent/AU2001237842A1/en not_active Abandoned
- 2001-02-06 WO PCT/RU2001/000053 patent/WO2001064369A1/en active Application Filing
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548349C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук (ИПСМ РАН) | Manufacturing method of axisymmetrical parts like discs |
RU2567084C2 (en) * | 2013-12-27 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Production of disc-type axially symmetric parts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2001237842A1 (en) | 2001-09-12 |
WO2001064369A1 (en) | 2001-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3927450A (en) | Method of manufacturing hollow, circular-shaped workpieces | |
RU2119842C1 (en) | Method for manufacturing axially symmetrical parts and blank making process for performing the same | |
CN106670359B (en) | A kind of GH4169 alloy rings and preparation method thereof | |
KR101188605B1 (en) | A Manufacturing method for profiled ring used of semi-finished ring rolling machine | |
KR20060066629A (en) | A large profile ring and method | |
JP2018508364A (en) | Ring rolling method and ring rolling apparatus | |
Lee et al. | Design method for intermediate roll in multi-stage profile ring rolling process: the case for excavator idler rim | |
Li et al. | Experiments study on the rolling process for heavy disk | |
CN101185952A (en) | Two-sided roll milling forming method and two-sided roll milling forming equipment | |
RU2167737C1 (en) | Part production method | |
RU2374028C1 (en) | Production method of gas turbine engine disk | |
CN109909415B (en) | High-temperature alloy segmented bulging method | |
RU2620219C2 (en) | Method of drawing thin-wall products of complex form | |
CN110842120B (en) | Rolling and rotary forming method for large-taper complex special-shaped ring disc type component | |
JP6641903B2 (en) | Method for manufacturing ring-shaped member | |
CN111496172A (en) | Double-roller rotary forging forming method for thin-wall metal disc | |
RU2381083C1 (en) | Manufacturing method of scapular blanks | |
US20040134249A1 (en) | Method and device for making intricately-shaped axisymmetric parts from hardly deformable polyphase alloys | |
CN106256460A (en) | A kind of involute gear rolling die and forming technology | |
RU2187403C2 (en) | Method for making complex-profile axially symmetrical parts of hard-to-form multiphase alloys and apparatus for performing the same | |
RU2659501C1 (en) | Method of producing the rolled rings with regular microstructure | |
JPH05123808A (en) | Plastic working method for stainless steel | |
RU2135320C1 (en) | Process of manufacture of barrels with flanges | |
CN114309382B (en) | Precise rolling forming method for Waspaloy alloy large-sized casing forging | |
RU2450883C1 (en) | Method of fabricating discs with ''blisk''-type vanes and mould to this end |