RU2680337C1

RU2680337C1 - Method for stamping for forging of collar flanges

Info

Publication number: RU2680337C1
Application number: RU2018102487A
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Стругов; Марина Николаевна Самодурова; Василий Александрович Иванов; Мария Дмитриевна Таркаленко
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2019-02-19

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in forging and stamping production in the manufacture of collar flanges. Punching of the preliminary forging is carried out by extrusion of an upset billet into the tapered part of the matrix. Flange of the required size, a tapered collar with a taper exceeding the taper of the final forging, and a blueprint for a through hole are obtained. Then sew the jumper, stamp the final forging with the formation of the tapered collar with a non-inclined through hole by simultaneous distribution and extrusion. After stamping the final forging, trimming is performed.EFFECT: result is an increase in the accuracy of the geometric dimensions of the resulting products.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве при изготовлении поковок стандартных деталей фланец воротниковый (ГОСТ12821-80) на штамповочных молотах.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in forging and stamping in the manufacture of forgings of standard parts collar flange (GOST 12821-80) on stamping hammers.

Известен способ штамповки конической втулки с фланцем (Авт. свид. РФ № 532444 «Способ штамповки в матрице конической втулки с фланцем», МКИ B21J 5/10, от 25.10.76). В способе ведут выдавливание с противодавлением предварительно осаженной заготовки до получения фланца требуемого размера, а затем прошивают насквозь полученную заготовку с фланцем, заполняя при этом металлом свободную часть конусной матрицы. В матрицу укладывают предварительно осаженную заготовку, и под влиянием пуансона металл заготовки выдавливают в конусную часть матрицы, имеющей уклон, равный уклону штамповки, до получения фланца требуемого размера. Для четкого оформления угла нижнего торца и предотвращения выпуклости на торце используют толкатель с противодавлением. После выдавливания заготовку укладывают в матрицу, имеющую уклон, равный уклону штамповки, где ее прошивают пуансоном, заполняя при этом свободную часть конусной матрицы. Избыточный объем заготовки удаляют в виде «просечки» переменной высоты.A known method of stamping a conical sleeve with a flange (Ed. Certificate. RF No. 532444 "Method of stamping in the matrix of a conical sleeve with a flange", MKI B21J 5/10, from 25.10.76). In the method, a pre-upsetting blank is extruded with backpressure until a flange of the required size is obtained, and then the obtained blank with a flange is flashed through through it, filling the free part of the cone matrix with metal. A pre-deposited preform is placed in the matrix, and under the influence of the punch, the metal of the preform is extruded into the conical part of the matrix having a slope equal to the stamping slope to obtain a flange of the required size. For a clear design of the angle of the lower end and to prevent bulge at the end, a counter-pressure pusher is used. After extrusion, the workpiece is placed in a matrix having a slope equal to the stamping slope, where it is stitched with a punch, filling the free part of the conical matrix. The excess volume of the workpiece is removed in the form of a "notch" of variable height.

Недостатками данного решения является возможность коробления на втором переходе штамповки фланцевой части поковки, незаполнение углов полости матрицы этого перехода, наличие штамповочного уклона и припуска на механическую обработку отверстия, большие усилия и работа деформации.The disadvantages of this solution are the possibility of warping at the second stamping transition of the flange part of the forging, non-filling of the corners of the cavity of the matrix of this transition, the presence of a stamping slope and allowance for machining the hole, great effort and deformation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является способ штамповки поковок фланцев воротниковых, в котором, как и в приведенном выше аналоге, ведут штамповку предварительной поковки путем выдавливания предварительно осаженной заготовки в конусную часть матрицы с формообразованием фланца требуемого размера и конусной воротниковой части (Патент РФ № 2352431, Способ штамповки поковок фланцев воротниковых, МКИ B21K 23/04, от 10.10.2008). После этого ведут штамповку окончательной поковки с формообразованием конусной воротниковой части, имеющей безуклонное сквозное отверстие. При этом штамповку предварительной поковки осуществляют с получением конусной воротниковой части с конусностью, превышающей конусность воротниковой части окончательной поковки, и наметки под сквозное отверстие, имеющей штамповочный уклон на боковой поверхности. Формообразование конусной воротниковой части с безуклонным сквозным отверстием при штамповке окончательной поковки производят путем среза указанного штамповочного уклона на боковой поверхности наметки и прошивки перемычки, которые осуществляют одновременно с раздачей и удлинением воротниковой части и калибровкой сквозного отверстия.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed is a method of stamping forgings of collar flanges, in which, as in the above analogue, stamping of preliminary forgings is carried out by extruding a pre-deposited workpiece into the conical part of the matrix with the formation of a flange of the required size and conical collar part (Patent RF №2352431, Method of stamping forgings of collar flanges, MKI B21K 23/04, dated 10.10.2008). After that, the final forging is stamped with the formation of a conical collar part having a steady through hole. In this case, stamping of the preliminary forging is carried out to obtain a conical collar part with a taper greater than the taper of the collar part of the final forging, and a bast for a through hole having a stamping slope on the side surface. The conical collar part with a steady through hole is formed during stamping of the final forging by cutting the indicated stamping slope on the side surface of the basting and the flashing of the jumper, which is carried out simultaneously with the distribution and extension of the collar part and the calibration of the through hole.

Недостатками наиболее близкого аналога являются низкое качество поковок и малая производительность.The disadvantages of the closest analogue are the low quality of forgings and low productivity.

Низкое качество поковок обусловлено высокими растягивающими напряжениями в конусе воротника, что приводит к трещинообразованию поковок. Высокие растягивающие напряжения при окончательном формообразовании фланца приводят к нарушению геометрических размеров фланцевой части поковок, что требует проведение дополнительной операции - правки, что снижает производительность процесса.The low quality of forgings is due to high tensile stresses in the collar cone, which leads to cracking of the forgings. High tensile stresses during the final shaping of the flange lead to a violation of the geometric dimensions of the flange part of the forgings, which requires an additional operation - dressing, which reduces the productivity of the process.

Технической проблемой является получение точных по геометрическим размерам поковок, требующих в дальнейшем незначительной механической обработки, при экономном расходовании сил и работы деформации.The technical problem is to obtain forgings that are exact in geometric dimensions, which require minor mechanical processing in the future, with economical expenditure of forces and work of deformation.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является улучшение качества поковок путем повышения точности геометрических размеров поковки, а также и повышение производительности.The technical result of the proposed invention is to improve the quality of forgings by increasing the accuracy of the geometric dimensions of the forgings, as well as improving productivity.

Технический результат в предлагаемом решении достигается тем, что в способе штамповки поковок фланцев воротниковых, включающем штамповку предварительной поковки путем выдавливания предварительно осаженной заготовки в конусную часть матрицы с формообразованием фланца требуемого размера и конусной воротниковой части с конусностью, превышающую конусность воротниковой части окончательной поковки, и наметки под сквозное отверстие, имеющей штамповочный уклон на боковой поверхности, штамповку окончательной поковки с формообразованием конусной воротниковой части, имеющей безуклонное сквозное отверстие, согласно предлагаемому решению, при штамповке окончательной поковки предварительно прошивают перемычку, а формообразование конусной воротниковой части ведут путем одновременной ее раздачи и выдавливания, при этом обрезку облоя осуществляют после окончательного формообразования заготовки.The technical result in the proposed solution is achieved by the fact that in the method of stamping forgings of collar flanges, which includes stamping the preliminary forgings by extruding the pre-deposited blanks into the conical part of the matrix with the formation of the flange of the required size and the conical collar part with a taper greater than the taper of the collar part of the final forging and basting under a through hole having a stamping bias on the side surface, stamping of the final forging with shaping the conical collar part having a steady through hole, according to the proposed solution, when stamping the final forgings, the jumper is pre-flashed, and the cone collar part is shaped by simultaneously distributing and extruding it, while the flap is trimmed after the final shaping of the workpiece.

В связи с тем, что при штамповке окончательной поковки предварительно прошивают перемычку, позволяет значительно снизить энергосиловые параметры операции, и, тем самым, исключить возможность образования трещин, уменьшить анизотропию механических свойств по направлению конуса воротника за счет отсутствия растягивающих напряжений по конусу воротника, т.е. улучшить качество поковок. Повышение качества поковок достигается и более благоприятной схемой деформации с увеличением степени выдавливания и уменьшением степени раздачи.Due to the fact that the jumper is pre-flashed when stamping the final forging, it can significantly reduce the energy-power parameters of the operation, and thereby eliminate the possibility of cracking, reduce the anisotropy of mechanical properties in the direction of the collar cone due to the absence of tensile stresses along the collar cone, t. e. improve the quality of forgings. Improving the quality of forgings is achieved by a more favorable deformation scheme with an increase in the degree of extrusion and a decrease in the degree of distribution.

Проведение обрезки облоя после окончательного формообразования заготовки позволяет выполнить правку фланцевой части поковки за счет усилия обрезки облоя, исключая дальнейшую операцию правки, т.е. повысить производительность.Carrying out the trimming of the flake after the final shaping of the billet allows you to edit the flange part of the forging due to the effort of trimming the flake, excluding the further editing operation, i.e. increase productivity.

Предлагаемый способ объемной штамповки проиллюстрирован на фиг. 1-3, где на фиг. 1 показано исходное положение поковки в штампе, на фиг. 2 - положение поковки после прошивки перемычки, на фиг. 3 - окончательная стадия процесса штамповки.The proposed die forging method is illustrated in FIG. 1-3, where in FIG. 1 shows the initial position of the forgings in the stamp; FIG. 2 - the position of the forging after flashing the jumper, in FIG. 3 - the final stage of the stamping process.

Способ объемной штамповки осуществляется следующим образом.The method of stamping is as follows.

После предварительной штамповки в молотовом штампе поковку устанавливают в штампе (фиг. 1) и прошивают перемычку (фиг. 2). Затем одновременно ведут раздачу и выдавливание воротниковой части фланца, после чего проводят обрезку облоя (фиг. 3).After preliminary stamping in the hammer stamp, the forging is installed in the stamp (Fig. 1) and the jumper is stitched (Fig. 2). Then, at the same time, distribution and extrusion of the collar portion of the flange are conducted, after which the flake is trimmed (Fig. 3).

Предлагаемый способ опробован на заводе ООО «Челябинский центр кузнечных компетенций». Был изготовлены поковки фланцев воротниковых 50-16-11-1-В ГОСТ 12821-80. В качестве материала использовали сталь 20. Способ штамповки был реализован на прессе Gamilton 185. Полученные поковки соответствовали ГОСТ 7505-89 и точность геометрических размеров была на 10% выше, чем в прототипе. Производительность повысилась на 20%. The proposed method was tested at the plant of the Chelyabinsk blacksmith competence center LLC. Forgings of collar flanges 50-16-11-1-В GOST 12821-80 were made. Steel 20 was used as the material. The stamping method was implemented on a Gamilton 185 press. The obtained forgings corresponded to GOST 7505-89 and the geometric dimensions were 10% higher than in the prototype. Productivity increased by 20%.

Предлагаемый способ объемной штамповки найдет применение на кузнечно-штамповочных предприятиях при производстве поковок воротниковых фланцев применяемых в нефтегазовой, энергетической, коммунальной и др. отраслях промышленности.The proposed method of volumetric stamping will find application at forging and stamping enterprises in the production of forgings of collar flanges used in the oil and gas, energy, utilities and other industries.

Claims

A method of stamping collar flanges, including stamping a preliminary forging by extruding a pre-deposited workpiece into a conical part of the matrix with shaping a flange of the required size and a conical collar part with a taper greater than the taper of the collar part of the final forging, and basting through the hole with a stamping slope on the side surface, jumper firmware, stamping of the final forging with the formation of a conical collar part having a steady through e hole, by simultaneously distributing and extruding and trimming the flake, characterized in that the jumper is flashed after stamping the preliminary forging, after which the cone collar is shaped, and the flap is trimmed after stamping the final forging.