[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2635990C2 - Method to form part of semispherical shape from hard-deformable titanium alloy bt6-c in one die - Google Patents

Method to form part of semispherical shape from hard-deformable titanium alloy bt6-c in one die Download PDF

Info

Publication number
RU2635990C2
RU2635990C2 RU2015152709A RU2015152709A RU2635990C2 RU 2635990 C2 RU2635990 C2 RU 2635990C2 RU 2015152709 A RU2015152709 A RU 2015152709A RU 2015152709 A RU2015152709 A RU 2015152709A RU 2635990 C2 RU2635990 C2 RU 2635990C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
die
matrix
stamping
clamp
conical
Prior art date
Application number
RU2015152709A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015152709A (en
Inventor
Иван Тихонович Коптев
Борис Иванович Омигов
Сергей Степанович Юхневич
Любовь Дмитриевна Гладкова
Ирина Владимировна Конопкина
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева")
Priority to RU2015152709A priority Critical patent/RU2635990C2/en
Publication of RU2015152709A publication Critical patent/RU2015152709A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2635990C2 publication Critical patent/RU2635990C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: preliminary drawing of a blank from sheet into conical cup with use of a cone clamp is carried out. A weakening annealing of the blank is carried out to finishing drawing of the blank in a single die is performed. Forming of flat sheet blanks at different thicknesses into conical cup is performed in the die with heating and specific taper angle of the die and the clamp.
EFFECT: reduced thinning in the process and improved quality of the parts.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способу штамповки детали полусферической формы из труднодеформируемого титанового сплава в одном штампе, в частности из титанового сплава ВТ6-С.The invention relates to the field of metal forming, and in particular to a method of stamping a hemispherical part from a hard-to-deform titanium alloy in one die, in particular from a VT6-C titanium alloy.

Существующие технологии получения деталей полусферической формы предусматривают два основных технологических процесса: объемная штамповка с последующей механической обработкой заготовки до требуемой толщины и листовая штамповка с предварительным нагревом заготовки в печи.The existing technologies for producing hemispherical shaped parts involve two main technological processes: volumetric stamping followed by machining of the workpiece to the required thickness and sheet stamping with preheating of the workpiece in the furnace.

Известен способ листовой штамповки, заключающийся в формовке нагретой плоской заготовки из листа в нескольких штампах за несколько переходов с плоским прижимом. Титановым сплавам свойственно упрочнение в процессе штамповки и это вызывает необходимость вытяжки деталей за несколько переходов, что влечет за собой изготовление штамповой оснастки для каждого перехода штамповки (В.П. Романовский. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение, 1979, с. 208). При штамповке по известным схемам утонение в донной части отштампованной полусферы достигает более 20% от исходной толщины, что приводит к необходимости выбора исходной толщины заготовки, превышающей толщину окончательно готовой детали в 1,8÷2 раза.A known method of sheet stamping, which consists in forming a heated flat billet from a sheet in several dies for several transitions with a flat clip. Hardening in the process of stamping is characteristic of titanium alloys and this necessitates the drawing of parts in several transitions, which entails the manufacture of die tooling for each stamping transition (V.P. Romanovsky. Handbook of cold stamping. - L.: Mechanical Engineering, 1979, p. 208). When stamping according to well-known schemes, thinning in the bottom of the stamped hemisphere reaches more than 20% of the initial thickness, which leads to the need to choose the initial thickness of the workpiece that is 1.8 ÷ 2 times greater than the thickness of the finished part.

Недостатком данных способов является невозможность обеспечения максимально допустимой степени утонения полусферических деталей из сплава ВТ6-С.The disadvantage of these methods is the inability to provide the maximum allowable degree of thinning of hemispherical parts from VT6-C alloy.

В результате патентного поиска не были обнаружены источники информации, содержащие сведения о способе штамповки детали полусферической формы из титанового сплава ВТ6-С в одном штампе.As a result of a patent search, no information sources were found containing information about the method of stamping a hemispherical part from VT6-C titanium alloy in one stamp.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является уменьшение величины утонения полусферической детали, не допускающей разрушения детали в процессе вытяжки, при оптимальном коэффициенте вытяжки.The technical result to which this invention is directed is to reduce the amount of thinning of a hemispherical part, which does not allow the destruction of the part during the drawing process, at the optimum drawing ratio.

Данный технический результат достигается с помощью способа штамповки детали полусферической формы из труднодеформируемого титанового сплава ВТ6-С в одном штампе. Способ включает предварительную вытяжку нагретой плоской листовой заготовки в коническую чашку с конусным прижимом в нагретой до 220±10°C конической матрице, разупрочняющий отжиг полученной чашки, и завершающую вытяжку конической чашки холодным пуансоном в нагретой матрице в деталь полусферической формы. При этом используют матрицу и прижим с углами конусности, определяемыми по формуле:This technical result is achieved using a method of stamping a hemispherical part from a hard-deformed titanium alloy VT6-C in one stamp. The method includes preliminary drawing of a heated flat sheet billet into a conical cup with a cone clamp in a conical matrix heated to 220 ± 10 ° C, softening the annealing of the resulting cup, and final drawing of the conical cup with a cold punch in the heated matrix into a hemispherical part. In this case, a matrix and a clamp are used with taper angles determined by the formula:

Figure 00000001
где
Figure 00000001
Where

Dзаг. - диаметр исходной заготовки, мм;Dzag. - diameter of the initial billet, mm;

Dдет. - диаметр детали, мм;Ddet. - diameter of the part, mm;

Figure 00000002
- коэффициент вытяжки для сплава ВТ6-С,
Figure 00000002
- drawing ratio for alloy VT6-S,

dk - максимальный диаметр конической чашки.dk is the maximum diameter of the conical cup.

Штамповку проводят в конической матрице и таким же прижимом (В.П. Романовский. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение, 1979, с. 122). В случае применения конусного прижима уменьшается угол охвата заготовкой радиуса закругления кромки матрицы, что приводит к снижению меридиональных (растягивающих) напряжений, уменьшению усилия вытяжки, а следовательно, к уменьшению величины утонения донной части полусферы. Для уменьшения величины утонения штамповку осуществляют холодным пуансоном в нагретой матрице, что также не позволяет металлу утоняться в зоне касания пуансона, происходит обтяжка нагретой заготовки по холодному пуансону. Утонение в донной части штампованной детали при таком способе штамповки составляет не более 8%, что позволяет использовать заготовки с исходной толщиной на 8-10% больше окончательной толщины детали после механической обработки и, следовательно, использовать менее дорогостоящие заготовки.Stamping is carried out in a conical matrix and the same clamp (V.P. Romanovsky. Handbook of cold stamping. - L .: Engineering, 1979, p. 122). In the case of the use of a cone clamp, the angle of coverage of the billet with a radius of curvature of the edge of the matrix is reduced, which leads to a decrease in the meridional (tensile) stresses, a decrease in the drawing force, and, consequently, a decrease in the amount of thinning of the bottom of the hemisphere. To reduce the amount of thinning, stamping is carried out with a cold punch in a heated matrix, which also does not allow the metal to be thinned in the touch zone of the punch, and the heated workpiece is covered with a cold punch. Thinning in the bottom of the stamped part with this stamping method is not more than 8%, which allows the use of blanks with an initial thickness of 8-10% more than the final thickness of the part after machining and, therefore, use less expensive blanks.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена схема последовательности формообразования детали с указанием обозначения параметров штамповки; на фиг. 2 - схема работы штампа с указанием его конструктивных элементов.In FIG. 1 shows a sequence diagram of the shaping of a part, indicating the designation of stamping parameters; in FIG. 2 is a diagram of a stamp with an indication of its structural elements.

Опытным путем был выведен максимально допустимый коэффициент вытяжки m (m=1,12) для сплава ВТ6-С при вытяжке нагретой плоской листовой заготовки в коническую чашку конусным прижимом в нагретой конической матрице. Температура нагрева матрицы для предотвращения быстрого охлаждения детали в процессе формообразования определена опытным путем и составляет 220±10°C.Empirically, the maximum allowable drawing coefficient m (m = 1.12) was obtained for the VT6-C alloy when drawing a heated flat sheet billet into a conical cup with a cone clamp in a heated conical matrix. The heating temperature of the matrix to prevent rapid cooling of the part during shaping is determined empirically and is 220 ± 10 ° C.

При большем коэффициенте вытяжки для указанных условий штамповки происходило разрушение детали. Исходя из этого, определен оптимальный угол конусности матрицы и прижима для штамповки детали из титанового сплава ВТ6-С полусферической формы в одном штампе, используя выведенный опытным путем максимально допустимый коэффициент вытяжки m=1,12.At a higher drawing coefficient for the indicated stamping conditions, the part was destroyed. Proceeding from this, the optimum taper angle of the matrix and the clamp for stamping a part from a VT6-C titanium alloy of a hemispherical shape in one stamp is determined using the experimentally derived maximum allowable drawing coefficient m = 1.12.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Плоскую листовую заготовку устанавливают на матрицу 1 с температурой нагрева 220±10°C. Прижим 2 производит формовку заготовки в коническую чашку и прижимает ее к конической поверхности матрицы с усилием. Вследствие оптимального угла β конической поверхности прижима исключается возможность складкообразования в начале формовки конической чашки, когда заготовка формуется в свободном состоянии. При опускании пуансона 3 производится перетяжка конической чашки в полусферическую деталь, при этом в начальной стадии вытяжки фланец детали находится под прижимом (а), а на заключительной стадии, когда диаметр края фланца детали становится меньше dприж., вытяжка производится без прижима (б). Параметром, определяющим возможность вытяжки на заключительной стадии без прижима, является предельная величина коэффициента вытяжки (или степени деформации) в случае вытяжки без прижима в штампе с конической матрицей. В нашем изобретении это обеспечивается коэффициентом вытяжки m=1,12 и углом конусности матрицы и прижима, зависящим от этой величины. Процесс вытяжки осуществляется за несколько переходов в одном штампе.A flat sheet billet is mounted on a matrix 1 with a heating temperature of 220 ± 10 ° C. The clamp 2 forms the workpiece into a conical cup and presses it against the conical surface of the matrix with effort. Due to the optimum angle β of the conical surface of the clamp, the possibility of folding at the beginning of forming the conical cup, when the workpiece is molded in a free state, is excluded. When lowering the punch 3, the conical cup is constricted to the hemispherical part, while in the initial stage of drawing, the part flange is under clip (a), and at the final stage, when the diameter of the edge of the part flange becomes less than d pressure. , the hood is made without pressure (b). The parameter determining the possibility of drawing at the final stage without pressing is the limit value of the drawing coefficient (or the degree of deformation) in the case of drawing without pressing in a stamp with a conical matrix. In our invention, this is ensured by the drawing coefficient m = 1.12 and the angle of conicity of the matrix and pressure, depending on this value. The drawing process is carried out in several transitions in one stamp.

В отожженном состоянии титановый сплав ВТ6-С является одним из наиболее труднодеформируемых титановых сплавов. Учитывая, что микроструктура сплава ВТ6-С представляет собой пластично-игольчатую α-фазу, разделенную прослойкой β-фазы (α+β) для получения наибольшей пластичности и штампуемости, необходимо, чтобы температура нагрева заготовки перед формообразованием была меньше на 90°C начала превращения структуры α+β в бету.In the annealed state, VT6-C titanium alloy is one of the most difficult to deform titanium alloys. Considering that the microstructure of the VT6-C alloy is a plastic-needle α-phase, separated by a layer of β-phase (α + β) to obtain the greatest ductility and stampability, it is necessary that the heating temperature of the workpiece before forming is 90 ° C lower than the start of transformation structures α + β in beta.

ПримерExample

Для нашего конкретного случая, внедренного в производство, при штамповке детали полусферической формы ∅ 367 мм из листовой заготовки ∅ 620 мм, толщиной 8 мм и ∅ 628 мм из листовой заготовки ∅ 980 мм, толщиной 11 мм получают угол конусности матрицы и прижима β=46°, что и было использовано и успешно внедрено на предприятии. Припуск на механическую обработку при толщине 8 мм составляет 1,2 мм на сторону при обработке внутренней и наружной поверхности, а при толщине 11 мм - 1,3 мм.For our specific case, introduced into production, when stamping a hemispherical part ∅ 367 mm from a sheet blank ∅ 620 mm, 8 mm thick and ∅ 628 mm from a sheet blank ∅ 980 mm, 11 mm thick, we obtain the taper angle of the die and clamp β = 46 °, which was used and successfully implemented at the enterprise. The allowance for machining with a thickness of 8 mm is 1.2 mm per side when machining the inner and outer surfaces, and with a thickness of 11 mm - 1.3 mm.

В результате применения данного способа предлагаемое изобретение позволило значительно уменьшить величину утонения в процессе формообразования до 8%, а также отказаться от дорогостоящих покупных заготовок-штамповок, снизить трудоемкость механической обработки вследствие малого припуска на механическую обработку.As a result of the application of this method, the present invention allowed to significantly reduce the amount of thinning in the process of forming up to 8%, as well as to abandon expensive purchased blanks-stampings, reduce the complexity of machining due to a small allowance for machining.

Claims (6)

Способ штамповки детали полусферической формы из труднодеформируемого титанового сплава ВТ6-С в одном штампе, включающий предварительную вытяжку нагретой плоской листовой заготовки в коническую чашку конусным прижимом в нагретой до 220±10°С конической матрице, разупрочняющий отжиг полученной чашки, и завершающую вытяжку конической чашки холодным пуансоном в нагретой матрице в деталь полусферической формы, при этом используют матрицу и прижим с углами конусности, определяемыми по формуле:A method of stamping a hemispherical part from a VT6-C hard-to-deform titanium alloy in one stamp, comprising pre-drawing a heated flat sheet billet into a conical cup with a cone clamp in a conical matrix heated to 220 ± 10 ° C, softening the annealing of the resulting cup, and final drawing of the conical cup with cold a punch in a heated matrix into a hemispherical part, using a matrix and a clamp with taper angles determined by the formula:
Figure 00000003
где
Figure 00000003
Where
Dзаг. - диаметр исходной заготовки, мм;Dzag. - diameter of the initial billet, mm; Dдет. - диаметр детали, мм;Ddet. - diameter of the part, mm;
Figure 00000004
- коэффициент вытяжки для сплава ВТ6-С;
Figure 00000004
- drawing coefficient for alloy VT6-C;
dk - максимальный диаметр конической чашки.dk is the maximum diameter of the conical cup.
RU2015152709A 2015-12-08 2015-12-08 Method to form part of semispherical shape from hard-deformable titanium alloy bt6-c in one die RU2635990C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152709A RU2635990C2 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Method to form part of semispherical shape from hard-deformable titanium alloy bt6-c in one die

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152709A RU2635990C2 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Method to form part of semispherical shape from hard-deformable titanium alloy bt6-c in one die

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015152709A RU2015152709A (en) 2017-06-14
RU2635990C2 true RU2635990C2 (en) 2017-11-17

Family

ID=59068214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015152709A RU2635990C2 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Method to form part of semispherical shape from hard-deformable titanium alloy bt6-c in one die

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2635990C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2826940C1 (en) * 2024-02-12 2024-09-18 Анатолий Кондратьевич Онищенко Method of sheet stamping of titanium alloys

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013545A1 (en) * 1978-11-29 1980-07-23 Vereinigte Edelstahlwerke Aktiengesellschaft (Vew) Forging die and blank produced by using the die
RU2096117C1 (en) * 1991-07-23 1997-11-20 Экструд Хоун Корпорейшн Method of forming metallic sheet materials
RU2365454C2 (en) * 2007-09-26 2009-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В.Хруничева"(ФГУП "ГКНПЦ им.М.В.Хруничева") Method for one-pass die forging thin-walled large-dimensioned ogival-shaped shells of cone-shaped blank parts made of low-ductility difficult-to-form steel of "bhc-16" grade
RU2404007C2 (en) * 2005-11-04 2010-11-20 Сирил Бат Компани Device and method of titanium stretch forming

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013545A1 (en) * 1978-11-29 1980-07-23 Vereinigte Edelstahlwerke Aktiengesellschaft (Vew) Forging die and blank produced by using the die
RU2096117C1 (en) * 1991-07-23 1997-11-20 Экструд Хоун Корпорейшн Method of forming metallic sheet materials
RU2404007C2 (en) * 2005-11-04 2010-11-20 Сирил Бат Компани Device and method of titanium stretch forming
RU2365454C2 (en) * 2007-09-26 2009-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В.Хруничева"(ФГУП "ГКНПЦ им.М.В.Хруничева") Method for one-pass die forging thin-walled large-dimensioned ogival-shaped shells of cone-shaped blank parts made of low-ductility difficult-to-form steel of "bhc-16" grade

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2826940C1 (en) * 2024-02-12 2024-09-18 Анатолий Кондратьевич Онищенко Method of sheet stamping of titanium alloys

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015152709A (en) 2017-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020032466A (en) Methods for producing forged products and other worked products
JP6155321B2 (en) Method for manufacturing pot-shaped parts in a molding process
CN104607580A (en) Forging forming technology of aluminum alloy straight-flanked ring with extra-large specification
CN110293148B (en) Magnesium alloy plate stamping and forging composite forming method
JPWO2016143820A1 (en) Burring method
KR20130087573A (en) Punch for cold backward extrusion forging
US20120090371A1 (en) Method for producing a shaped part
US2751676A (en) Method of cold working metal
JP5982477B2 (en) Forging method for producing a piston or piston shaft
RU2635990C2 (en) Method to form part of semispherical shape from hard-deformable titanium alloy bt6-c in one die
JP2009131874A (en) Method of manufacturing ring product having annular recessed groove on outside-diameter surface by conrolling fiber flow in form rolling
CN109663878B (en) Progressive warm-hot upsetting-torsion alternating strong deformation method
JP2006110621A (en) Method for producing aluminum alloy-made die-forged product, and aluminum alloy-made preformed article for warm die-forging
RU2687524C1 (en) Harrow discs making method
RU2572687C1 (en) Method of production of steel forgings of ball valve half-casings
JP5185558B2 (en) Press molding blank and press molding method
RU2584195C1 (en) Method of making cylindrical components with conical part
JP6605006B2 (en) Forging method
RU2791478C1 (en) Method for producing thin-walled spherical shells
CN108856613B (en) Method for controlling forging size of metal ring piece
EP2987568A1 (en) Hot press forming device for coated steel and hot press forming method using same
JP3746828B2 (en) Manufacturing method for cylindrical parts
CN109676070A (en) A kind of manufacturing method of the Fluid Sealing cover for nuclear power voltage-stablizer
JP5188283B2 (en) Manufacturing method of ring product having annular groove on inner diameter surface by controlling fiber flow in rolling
JPH05123808A (en) Plastic working method for stainless steel

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190905