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 PDFInfo
- 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
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
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:
где Where
Dзаг. - диаметр исходной заготовки, мм;Dzag. - diameter of the initial billet, mm;
Dдет. - диаметр детали, мм;Ddet. - diameter of the part, mm;
- коэффициент вытяжки для сплава ВТ6-С, - 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
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)
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)
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)
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 |
-
2015
- 2015-12-08 RU RU2015152709A patent/RU2635990C2/en active
Patent Citations (4)
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)
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 |