Abstrak
Penekan penempaan termasuk satu set acuan, yang mempunyai acuan tetap, acuan boleh alih dan kekangan luaran. Acuan boleh alih mempunyai satah rujukan, yang biasanya terletak pada satah bahan kerja berserenjang dengan paksi akhbar, dan tiga blok sektor simetri putaran menonjol di atas satah rujukan. Setiap blok sektor termasuk sudut sektor cakera dengan sudut tertentu, yang dipisahkan daripada blok sektor lain oleh sudut tertentu. Mekanisme menekan termasuk mekanisme pemacu paksi untuk memanipulasi acuan alih untuk bergerak ke arah yang selari dengan paksi akhbar, dan mekanisme pengindeksan untuk memanipulasi acuan alih untuk berputar di sekitar paksi akhbar dengan sudut putaran yang telah ditetapkan.
Penerangan
Proses penempaan die tertutup dan penempaan langkah berputar
Ciptaan ini berkaitan dengan kaedah penempaan untuk produk axisymmetric am dan penekan penempaan, di mana produk axisymmetric am ditempa secara berperingkat.
Semasa proses penempaan, mesin yang dipanggil penekan penempaan digunakan untuk menekan bahan kerja dalam dua atau lebih acuan penempaan. Bentuk yang dibentuk oleh ubah bentuk plastik bahan kerja ditentukan oleh bentuk acuan penempaan dan magnitud daya menekan. Penempaan boleh diselesaikan dalam satu pukulan menekan, atau mungkin terdapat beberapa pukulan penekan untuk mengubah bentuk secara beransur-ansur bahan kerja ke dalam bentuk produk yang diperlukan.
Operasi penempaan menyebabkan bahan kerja menjadi lebih nipis ke arah daya dan menyebabkan ia meregang di sepanjang satah menegak, mengakibatkan ubah bentuk kepada bentuk palsu terakhir. Bentuk tempa akhir bahan kerja tidak dapat dielakkan berbeza daripada bentuk produk akhir. Kerana secara amnya, adalah mustahil atau tidak praktikal untuk menempa bahan kerja dengan tepat ke dalam bentuk produk akhir yang diperlukan. Tahap penghampiran antara bentuk palsu akhir dan bentuk produk yang diperlukan sedikit sebanyak menentukan kesukaran operasi penempaan. Ia agak mudah untuk memalsukan keseluruhan permukaan pandangan satah bahan kerja, yang dipanggil penempaan rata. Walau bagaimanapun, dalam kes biasa yang melibatkan bahan kerja berbentuk kompleks, penempaan rata meninggalkan sejumlah besar bahan yang perlu dipotong untuk mencapai bentuk produk akhir yang diperlukan. Dalam kaedah penempaan yang lebih maju, bahan kerja ditempa menjadi bentuk jaring hampir (NNS), yang menghampiri bentuk bahan kerja akhir tetapi dengan sengaja menjadikan saiz lebih besar sedikit untuk ujian ultrasonik, mengeluarkan bahan yang mencukupi untuk menampung ubah bentuk semasa rawatan haba dan akhir. elaun pemotongan. Dalam kaedah penempaan NNS ini, jumlah logam yang perlu dipotong adalah agak kecil. Penempaan NNS memerlukan lebih kreativiti dalam mereka bentuk proses penempaan daripada penempaan rata.
Penempaan digunakan secara meluas dalam pelbagai operasi untuk menghasilkan produk kecil atau besar. Untuk mengubah bentuk bahan kerja, penekan penempaan mesti memberikan daya yang diperlukan. Pengeluaran produk besar adalah sangat kompleks, kerana lebih besar produk, lebih besar tekanan penempaan yang diperlukan. Oleh itu, mesin penempaan yang lebih besar dan lebih mahal diperlukan untuk melengkapkan penempaan. Seperti yang dinyatakan, penempaan NNS biasanya memerlukan tekanan penempaan yang lebih besar daripada penempaan rata, dan oleh itu memerlukan penempaan penempaan yang lebih besar.
Dalam sesetengah kes, adalah perlu untuk menghasilkan produk yang dimensi dan bahan strukturnya melebihi kapasiti mesin penempaan sedia ada. Untuk menempa produk ini, diketahui umum bahawa operasi penempaan acuan terbuka boleh digunakan untuk melakukan penempaan langkah pada bahan kerja. Dalam penempaan langkah, reka bentuk acuan penempaan dan operasi penempaan penempaan adalah seperti berikut: pada bila-bila masa, hanya sebahagian daripada bahan kerja ditempa, dan selepas setiap bahagian penempaan, bahan kerja bergerak relatif kepada penempaan. mati dalam beberapa langkah, akhirnya mencapai penempaan lengkap seluruh bahan kerja. Malangnya, penempaan dadu terbuka dan penempaan dadu terbuka secara berperingkat tidak boleh mencapai bentuk hampir akhir untuk kebanyakan produk, kerana bahagian tanpa kekangan pada bahan kerja boleh memanjang ke dalam sebarang saiz dan bentuk, bukannya bentuk hampir akhir.
Dalam satu aplikasi, bahan kerja telah ditempa menjadi cakera turbin axisymmetric untuk digunakan dalam turbin gas berasaskan darat yang besar. Diameter cakera turbin ini ialah 70-96 inci atau lebih besar. Ia diperbuat daripada keluli aloi tinggi berasaskan nikel atau berasaskan besi dan tidak boleh ditempa ke dalam bentuk hampir akhir yang diperlukan walaupun pada mesin penekan dengan kapasiti 50000 tan. Sifat mekanikal yang diperlukan untuk bentuk, saiz, dan cakera turbin akhir bagi bentuk axisymmetric berhampiran bentuk akhir agak ketat. Untuk jenis cakera ini, teknologi penempaan langkah sedia ada tidak dapat memenuhi keperluan ini.
Oleh itu, kaedah yang lebih baik diperlukan untuk menempa produk axisymmetric yang besar. Ciptaan sekarang boleh memenuhi keperluan ini dan seterusnya menyediakan ciri-ciri yang sepadan.
Ciptaan ini menyediakan penekan penempaan stepper dan teknologi untuk menghasilkan penempaan bentuk axisymmetric yang besar. Bentuk, saiz dan sifat mekanikal penempaan sesuai untuk operasi yang tepat, seperti pemotongan akhir cakera turbin berasaskan darat yang besar. Dalam operasi penempaan terakhir, hanya sebahagian daripada bahan kerja bersentuhan dengan acuan penempaan semasa setiap lejang penempaan, jadi saiz bahan kerja mungkin lebih besar daripada kapasiti penempaan penempaan sedia ada. Berbanding dengan kaedah sedia ada, jumlah pemotongan akhir yang diperlukan untuk produk telah dikurangkan dengan ketara. Yang terakhir ini penting kerana bahagian utama kos penempaan ialah penggunaan bahan bahan kerja, iaitu keluli aloi tinggi berasaskan nikel. Mengurangkan jumlah bahan yang diperlukan untuk memotong juga mengurangkan kos pengeluaran produk.
Menurut ciptaan ini, kaedah penempaan bahan kerja boleh digunakan untuk pengendalian bahan kerja asal am iaitu bahan kerja berbentuk cakera axisymmetric dengan permukaan pandangan satah. Kaedah ini melibatkan penempaan keseluruhan permukaan pandangan satah bahan kerja asal dahulu, dan kemudian langkah penempaan bahan kerja tempa pertama untuk menjadikannya bentuk penempaan akhir. Dalam operasi penempaan pertama, acuan penempaan (jenis bukan langkah) yang meliputi keseluruhan permukaan pandangan satah digunakan untuk menempa bahan kerja asal. Bahagian dalam jejari bahan kerja lebih disukai ditempa untuk menghampiri kontur penempaan akhir, tetapi bahagian luar jejari bahan kerja tidak ditempa kepada kontur penempaan akhir. Dalam proses penempaan langkah seterusnya, bahagian luar jejari bahan kerja adalah langkah pertama ditempa ke dalam bentuk penempaan akhir, tanpa ubah bentuk ketara bahagian dalam jejarian bahan kerja, walaupun mungkin terdapat ubah bentuk dalaman jejari yang agak kecil pada bahan kerja dalam proses penempaan langkah.
Ciptaan ini menggunakan teknologi penempaan dadu tertutup, yang boleh menempa produk dengan bentuk jejari yang lebih besar dan pada asasnya axisymmetric berbanding teknologi penempaan dadu tertutup tanpa langkah biasa. Kapasiti penempaan maksimum penempaan penempaan ditentukan oleh saiz produk maksimum yang boleh ditempa oleh penekan penempaan acuan tertutup. Penggunaan penempaan cetakan tertutup langkah demi langkah membolehkan produk yang lebih besar (tetapi sebaliknya sama) ditempa menggunakan keadaan penekan dan penempaan yang sama. Mengikut aspek ciptaan ini, kaedah untuk menempa bahan kerja besar terdiri daripada langkah-langkah berikut: mengkonfigurasi penekan penempaan dengan kapasiti penempaan maksimum yang mencukupi untuk menempa produk axisymmetric dengan saiz akhir terbesar menggunakan penempaan acuan tertutup. Kaedah ini juga termasuk menyediakan bahan kerja axisymmetric dan, dalam keadaan penempaan tertentu, menggunakan penempaan dadu tertutup dalam penekan penempaan untuk melakukan penempaan langkah pada bahan kerja, menyebabkan ia berubah bentuk menjadi produk penempaan langkah. Produk ini mempunyai saiz akhir penempaan langkah yang lebih besar daripada saiz akhir penempaan bukan langkah terbesar. Untuk membuat perbandingan yang sepadan, semua keadaan penempaan lain seperti bahan, suhu, jumlah penempaan, dan persamaan geometri adalah sama, hanya saiz bahan kerja dan acuan mempunyai perbezaan. 'Saiz' merujuk kepada dimensi jejari yang diukur ke luar dari paksi simetri.
Penempaan langkah demi langkah, sebaik-baiknya penempaan die tertutup langkah demi langkah, digunakan untuk membentuk bentuk penempaan akhir hampir yang menghampiri produk akhir yang diperlukan, tetapi dengan dimensi yang lebih besar sedikit untuk ujian ultrasonik, dan untuk mengeluarkan bahan berlebihan untuk menampung ubah bentuk semasa rawatan haba dan pemotongan akhir. Penekan dan teknologi penempaan dadu terbuka jenis langkah sedia ada tidak boleh menghasilkan bentuk hampir akhir dalam aplikasi ini, jadi adalah perlu untuk membangunkan penekan penempaan dadu tertutup dan teknologi untuk menempa bahan kerja beraksimetrik, biasanya berbentuk cakera yang ditempa dalam proses penempaan awal.
Mengikut aspek ciptaan sekarang ini, penekan tempa terdiri daripada acuan tetap yang mempunyai permukaan acuan tetap dan acuan boleh alih mempunyai permukaan acuan boleh alih yang bertentangan dengan permukaan acuan tetap di sepanjang paksi penekan tetapi dijarakkan antara satu sama lain. dengan jarak tertentu. Permukaan acuan tetap boleh rata, atau ia boleh direplikasi berdasarkan bentuk permukaan bahan kerja di mana acuan diletakkan. Permukaan acuan boleh alih termasuk permukaan rujukan yang terletak di dalam permukaan bahan kerja berserenjang dengan paksi penekan dan sekurang-kurangnya satu blok sektor, sebaik-baiknya tiga blok sektor simetri putaran yang menonjol tepat dari permukaan rujukan. Setiap blok sektor termasuk cakera berbentuk kipas selari dengan paksi akhbar dan mempunyai sudut berbentuk kipas berbanding paksi akhbar. Terdapat lebih daripada satu blok sektor, dan setiap blok sektor dipisahkan daripada sektor lain mengikut sudut tertentu. Terdapat juga kekangan sambungan anulus luaran untuk mengelakkan sambungan jejari bahan kerja apabila ia dimampatkan antara acuan tetap dan acuan alih. Maksudnya, penempaan adalah penempaan mati tertutup daripada penempaan mati terbuka. Kekangan luaran adalah sebaik-baiknya dinding luar bulat, yang boleh dipisahkan atau disepadukan dengan acuan tetap. Ruang yang dikelilingi oleh acuan tetap, acuan boleh alih dan kekangan luaran mengehadkan isipadu bahan kerja yang boleh ditampung. Mekanisme tekanan termasuk mekanisme pemacu paksi yang boleh memanipulasi acuan boleh alih untuk bergerak ke arah yang selari dengan paksi akhbar; Dan mekanisme pemacu pengindeksan boleh memanipulasi acuan boleh alih untuk berputar di sekitar paksi akhbar dengan sudut putaran yang ditentukan. Walaupun putaran dan gerakan paksi mungkin wujud bersama apabila acuan alih ditarik balik dan tidak lagi bersentuhan dengan bahan kerja, pergerakan paksi acuan alih dan gerakan putaran mekanisme pemacu pengindeksan hanya boleh dilakukan dalam mod penukaran apabila acuan alih alih. bersentuhan dengan bahan kerja.
Secara umum, penempaan penempaan terdiri daripada satu set acuan, yang termasuk acuan tetap dan acuan alih yang bertentangan dengan acuan tetap di sepanjang paksi akhbar, tetapi pada jarak tertentu antara satu sama lain. Terdapat juga kekangan luaran yang memanjang dalam bentuk bulat di sekeliling isipadu bahan kerja. Ruang yang dikelilingi oleh acuan tetap, acuan boleh alih dan kekangan luaran mengehadkan isipadu bahan kerja yang boleh ditampungnya. Sekurang-kurangnya satu daripada acuan tetap dan acuan boleh alih mempunyai bentuk yang menonjol di atas. Mekanisme menekan yang digunakan adalah sama seperti yang diterangkan di atas.
Dalam penjelmaan pilihan, terdapat tiga atau lebih tonjolan berbentuk kipas simetri di atas kawasan satah rujukan acuan boleh alih. Walaupun mungkin terdapat sekali-sekala aliran sisi dan/atau masuk tempatan untuk mengisi bentuk yang ditakrifkan oleh blok berbentuk kipas, blok berbentuk kipas ini, bersama-sama dengan kekangan luaran yang membentuk penempaan acuan tertutup, menyebabkan ubah bentuk separa bahan kerja, mengakibatkan bahan kerja yang mengalir secara umum ke luar. Ia juga menyebabkan ubah bentuk pada bahagian bahan kerja tanpa blok sektor untuk mendorong aliran logam.
Peralihan dari setiap sisi setiap blok sektor ke kawasan satah rujukan di sisi blok sektor sebaiknya mempunyai kecondongan serong kira-kira 45 darjah hingga 60 darjah. Tanpa sudut serong sedemikian, kedutan atau rekahan mungkin berlaku pada bahagian luar bahan kerja yang tidak boleh dihapuskan semasa pukulan penempaan berikutnya.
Dalam pengendalian penekan tempa stepper, bahan kerja dimuatkan ke tempat di mana ia ditempatkan. Tekan penempaan menempa sebahagian daripada bahan kerja semasa lejang penempaan pertama dalam arah paksi. Daya yang bertindak pada acuan penempaan dilepaskan, dan pada masa yang sama, acuan ditarik balik. Mekanisme pemacu pengindeksan mengendalikan acuan boleh alih untuk berputar di sekeliling paksi akhbar dengan sudut putaran tertentu, dan mekanisme pemacu paksi menyediakan satu lagi lejang penempaan. Apabila menempa keseluruhan bahan kerja, proses ini akan diulang.
Kaedah penempaan dan penempaan ini telah mencapai kemajuan yang ketara dalam teknologi penempaan produk axisymmetric yang besar. Produk palsu mempunyai kontur hampir akhir dan lebih besar daripada produk yang dihasilkan menggunakan mesin penempaan acuan tertutup sedia ada. Produk palsu dibentuk menjadi kontur hampir akhir, yang mengurangkan penggunaan bahan keseluruhan dan keperluan pemotongan, dengan itu mengurangkan kos produk.
Rajah 1 ialah gambarajah skematik aliran proses penempaan yang optimum;
Rajah 2 ialah pandangan hadapan bahan kerja asal;
Rajah 3 ialah pandangan hadapan bahan kerja selepas proses penempaan bukan langkah pertama;
Rajah 4 ialah pandangan hadapan bahan kerja selepas penempaan langkah selesai;
Rajah 5 ialah pandangan keratan bagi peralatan penempaan ciptaan sekarang;
Rajah 6 ialah pandangan perspektif yang meletup mengenai penempaan tanpa persediaan yang ditunjukkan dalam Rajah 5;
Rajah 7 ialah paparan atas acuan boleh alih yang diambil di sepanjang bahagian 7-7 dalam Rajah 5;
Rajah 8 ialah paparan keratan acuan boleh alih yang diambil sepanjang garis 8-8 dalam Rajah 5;
Rajah 9 ialah pandangan hadapan mesin penempaan besar dengan penarikan balik acuan boleh alih;
Rajah 10 ialah pandangan hadapan penekan penempaan yang ditunjukkan dalam Rajah 9 apabila acuan boleh alih menyentuh bahan kerja;
Rajah 11 ialah pandangan keratan bagi bilah turbin yang ditempa menjadi bentuk hampir akhir;
Skim pelaksanaan terbaik bagi proses ciptaan ini ditunjukkan dalam Rajah 1. Nombor 80 ialah bahan kerja asal. Bahan kerja asal boleh dibuat daripada sebarang logam mudah ditempa, seperti keluli, aloi aluminium, keluli aloi tinggi berasaskan besi, keluli aloi tinggi berasaskan nikel, atau aloi titanium. Dimensi bahan kerja asal adalah seperti berikut: ia mengandungi logam yang cukup untuk berubah bentuk menjadi bentuk penempaan akhir di mana logam mengalir ke arahnya. Reka bentuk bahan kerja asal boleh menggunakan mana-mana teknik reka bentuk aliran logam yang diketahui. Untuk cakera turbin berasaskan darat axisymmetric yang amat dibimbangkan oleh pencipta, seperti yang ditunjukkan dalam rajah, diameter akhirnya adalah kira-kira 70-96 inci dan ketebalan adalah kira-kira 20 inci. Bahan kerja asal axisymmetricnya 90 ialah badan silinder dengan diameter kira-kira 31 inci dan ketinggian kira-kira 65-75 inci. Bahan kerja asal 90 mempunyai permukaan paparan pelan asal 92, iaitu permukaan hujung bahan kerja yang terkena acuan penempaan semasa proses penempaan pertama.
Nombor 82, bahan kerja asal mula-mula ditempa menggunakan proses penempaan bukan langkah umum. Dalam operasi penempaan pertama, apabila ubah bentuk dijalankan, acuan penempaan pada asasnya meliputi keseluruhan permukaan pandangan satah 92. acuan penempaan boleh menjadi acuan tertutup atau acuan terbuka, tetapi sebaiknya menggunakan acuan tertutup. Bentuk acuan penempaan dalam penempaan pertama pada dasarnya rata, walaupun keratan rentas mungkin mempunyai bentuk tertentu di tengah. Oleh kerana logam terutamanya mengalir secara jejari ke luar, bahan kerja berubah bentuk ke arah bentuk akhir yang diperlukan. Untuk mengehadkan bentuk bahan kerja palsu, terdapat beberapa proses kecil dan pemanasan semula bahan kerja dalam skop operasi penempaan pertama 82. Adalah lebih baik untuk acuan mengubah bentuk bahagian dalam jejari 94 bahan kerja 90 kepada bentuk terakhirnya. . Bahagian hab yang ditetapkan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Walau bagaimanapun, jangan cuba untuk menempa bahagian luar jejari 96 bahan kerja 90 ke dalam bentuk terakhirnya. Jika penempaan pertama adalah acuan terbuka, bahagian luar jejari 96 berubah menjadi bentuk yang menyerupai sfera, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Jika ia adalah acuan tertutup, ia menjadi bentuk yang lebih tetap. Selalunya mustahil untuk menempa bahagian luar jejari 96 bahan kerja ke dalam bentuk terakhirnya kerana keupayaan penempaan penempaan tidak mencukupi untuk menyebabkan logam berubah bentuk menjadi bentuk hampir akhir yang diperlukan.
Selepas penempaan pertama 82 selesai, langkah seterusnya ialah menggunakan penempaan acuan tertutup untuk menempa bahan kerja secara berperingkat. Peralatan dan teknologi penempaan langkah yang diperlukan belum tersedia. Perbincangan berikut adalah mengenai langkah penempaan akhbar dan teknologi yang dikaji oleh pencipta. Dalam penekan penempaan stepper, acuan penempaan hanya menyentuh sebahagian permukaan pandangan satah bahan kerja 90. Sebaik-baiknya, kebanyakan daya penempaan hendaklah tertumpu pada bahagian gelang kipas bahagian luar jejari 96 bahan kerja 90. Walaupun mungkin terdapat beberapa penempaan pada bahagian dalam jejari 94, ia mengalami sedikit daya penempaan dan ubah bentuk. Apabila proses penempaan langkah 84 selesai, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, bahan kerja diubah bentuk menjadi produk akhir hampir, yang mempunyai bahagian luar jejari terutamanya ditempa dalam proses 82. Kaedah ini adalah yang terbaik, tetapi kaedah sedia ada juga boleh dilaksanakan di bawah syarat lain, seperti langkah 82 untuk menentukan bentuk akhir bahagian luar jejari 96, atau langkah 84 untuk menentukan bentuk akhir bahagian dalam jejari 94.
Nombor 86 ialah langkah pilihan untuk rawatan haba produk dengan bentuk akhir, tetapi adalah lebih baik untuk mempunyai langkah ini.
Proses sedia ada untuk menggabungkan penempaan bukan langkah pertama dan penempaan cetakan tertutup secara berperingkat telah dibangunkan untuk menempa bahan kerja yang besar dan kompleks ke dalam bentuk hampir akhir. Proses ini tidak bertujuan untuk menggantikan semua teknik penempaan umum, kerana ia lebih mahal untuk dilaksanakan daripada penempaan bukan langkah umum. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh had dalam kapasiti menekan penekan tempa atau sebab lain, proses penempaan umum tidak dapat mencapai bentuk cakera palsu yang terakhir. Oleh itu, kaedah ini adalah praktikal dan boleh mendapatkan struktur bentuk akhir hampir bagi penempaan besar, mencapai penjimatan yang tidak dapat dielakkan dalam bahan, pemprosesan pemotongan, dan kos lain.
Seperti yang dinyatakan, peralatan penempaan langkah telah dibangunkan untuk proses yang disebutkan di atas dan aplikasi lain. Rajah 5 menunjukkan penekan tempa 20 dengan acuan tetap 22 dan acuan boleh alih 24. Acuan bawah menunjukkan acuan tetap 22, manakala acuan atas menunjukkan acuan boleh alih 24, walaupun ia juga boleh disusun dalam arah yang bertentangan. Disebabkan bahan kerja diletakkan pada acuan bawah, acuan bawah adalah acuan tetap 22. Acuan tetap 22 mempunyai permukaan acuan tetap 26, dan acuan alih 24 mempunyai permukaan acuan alih 28. Permukaan acuan tetap 26 dan acuan mudah alih. permukaan 28 adalah bertentangan antara satu sama lain di sepanjang paksi 30 akhbar, tetapi dipisahkan dengan jarak tertentu antara satu sama lain. Acuan 22 dan 24 biasanya lebih disukai berpaksisimetri, walaupun permukaannya mungkin tidak beraksimetri dan boleh digantikan dengan ciri bukan langkah. Bahan kerja 32 diletakkan di antara acuan 22 dan 24.
Kekangan luar jejari 34 dalam bentuk dinding sambungan anulus memanjang di sekeliling lilitan bahan kerja. Acuan 22 dan 24 dan dinding sambungan anulus 34 mentakrifkan bahan kerja acuan tertutup yang menampung kedudukan 36 yang boleh menampung sepenuhnya bahan kerja 34. Dinding sambungan anulus 34 boleh menjadi gelang anulus yang berasingan daripada acuan tetap 22 atau disepadukan dengan acuan tetap 22 . Daripada Rajah 5, dapat dilihat bahawa sebelum memulakan operasi penempaan, bahan kerja mungkin atau mungkin tidak menghubungi permukaan dalam 38 dinding sambungan anulus 34. Semasa proses penempaan, bahan kerja 32 dimampatkan ke arah yang selari dengan paksi penekan, dan disebabkan oleh aliran keluar jejari logam, ia mengalami pengembangan jejari sehingga ia menyentuh permukaan dalam dinding terkeluar anulus 34, yang mengehadkan pengembangan jejari selanjutnya bahan kerja 32.
Penempaan dalam julat volum terhad ini merupakan intipati penempaan dadu tertutup dan telah menjadi kelebihan penting berbanding penempaan dadu terbuka. Dalam penempaan acuan tertutup, logam mengalami ubah bentuk plastik secara jejari ke luar, memaksanya berubah menjadi bentuk yang ditentukan oleh acuan dan/atau dinding lanjutan. Sebaliknya, dalam penempaan acuan terbuka, ubah bentuk plastik logam secara jejari ke luar tidak dikekang, supaya logam mengalami ubah bentuk plastik secara jejari ke luar sepanjang laluan dengan rintangan paling sedikit semasa penempaan tanpa berubah bentuk menjadi bentuk yang ditentukan. Walau bagaimanapun, ini adalah perlu untuk menghasilkan produk bentuk hampir akhir. Oleh itu, penempaan dadu tertutup mencapai keputusan yang mustahil diperoleh dengan penempaan dadu terbuka, termasuk struktur hampir akhir dengan bentuk permukaan yang ditakrifkan oleh acuan penempaan.
Rajah 6 menunjukkan pandangan keratan separa acuan 22 dan 24, dinding sambungan anulus 34, dan bahan kerja 32.
Die boleh alih 24 boleh digerakkan mengikut arah selari dengan paksi penekan dan bergerak ke arah acuan tetap semasa lejang penempaan, seperti yang ditunjukkan oleh anak panah paksi dalam Rajah 5, dan berputar mengelilingi paksi tekan 30 mengikut cara yang ditentukan, seperti ditunjukkan oleh anak panah putaran 42. (Dau boleh alih juga boleh bergerak ke arah yang bertentangan) Apabila dadu alih bersentuhan dengan bahan kerja 32, hanya satu gerakan boleh diselesaikan dalam arah lejang penempaan dan arah putaran pada masa tertentu. Oleh itu, pergerakan ini adalah pilihan, yang akan dibincangkan di bawah. Apabila acuan boleh alih ditarik balik dan tidak lagi bersentuhan dengan bahan kerja 32, pergerakan paksi dan putaran boleh diselesaikan secara serentak. Acuan boleh alih 24 digerakkan oleh mekanisme menekan 44, yang menyediakan dua jenis pergerakan 40, 42. Cara terbaik akan dibincangkan di bawah.
Permukaan acuan tetap 26 biasanya rata. Ia juga boleh digantikan dengan bentuk tiruan. Semasa proses penempaan, bentuk rata atau tiruan permukaan die tetap ditekan pada sisi bahan kerja yang menghadap (permukaan bawah bahan kerja dalam rajah).
Terdapat dua jenis bentuk yang disusun dalam corak bulat pada acuan boleh alih. Ciri ini boleh dilihat dalam Rajah 5-8. Salah satu cirinya ialah terdapat sekurang-kurangnya satu kawasan permukaan rujukan berbentuk kipas 46, sebaik-baiknya sekurang-kurangnya tiga, dan hanya tiga diutamakan. Kawasan permukaan rujukan berbentuk kipas 46 ini pada asasnya rata dan biasanya selari dengan satah bahan kerja berserenjang dengan paksi tekan 30. Ciri lain ialah kehadiran blok sektor 50 dengan bilangan yang sama, yang permukaan atasnya rata atau berkontur dan selari dengan satah bahan kerja 48. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8, satah permukaan atas 52 blok sektor ditetapkan secara membujur sepanjang paksi 30 daripada akhbar, dari kawasan satah rujukan 46 ke arah permukaan acuan tetap 26. Dengan kata lain, blok sektor 50 menonjol di atas kawasan satah rujukan 46. Bilangan kawasan penanda aras 46 adalah selaras dengan bilangan blok sektor 50.
Mesti ada sekurang-kurangnya satu blok sektor 50, dan jika terdapat lebih daripada satu blok sektor, sebaiknya tetapkan blok sektor ini secara simetri dengan bilangan kawasan permukaan rujukan yang sama pada permukaan acuan alih. Maksudnya, jika terdapat dua, tiga, empat atau lebih blok sektor, ia harus disusun secara simetri secara paksi apabila dilihat dari pandangan pelan untuk meminimumkan beban asimetri mesin penempaan. Jika bilangan blok sektor kurang daripada tiga, ia harus dipertimbangkan bahawa beban pada blok sektor mungkin terlalu tinggi dan penekan mungkin dikenakan beban tidak simetri. Untuk mesin penekan berkapasiti super besar yang digunakan oleh pencipta, seperti mesin penekan 50000 tan, adalah penting untuk mempertimbangkan asimetri beban untuk mendapatkan bentuk dan struktur produk yang diperlukan, hayat perkhidmatan dan kestabilan mesin, dan keselamatan. daripada pekerja. Untuk sektor 50 dengan tiga atau lebih segmen, sudut lengkok yang sepadan menjadi lebih sempit. Oleh itu, mereka cenderung menggigit logam lebih seperti caisson keluli berdasar bulat daripada mengubah bentuk logam melalui penempaan, mengakibatkan ubah bentuk plastik bahan kerja yang tidak berkesan. Pertimbangan teori dan praktikal ini membawa kepada penggunaan tiga blok sektor 50 dan tiga kawasan satah rujukan berperingkat 46 (seperti ditunjukkan dalam Rajah 7) sebagai pilihan optimum, walaupun menggunakan kurang atau lebih blok sektor 50 dalam permukaan acuan boleh dilaksanakan dalam beberapa kes. .
Blok berbentuk kipas 50 disusun secara simetri pada jarak tertentu di sekeliling permukaan acuan boleh alih 28, dan setiap blok berbentuk kipas individu sepadan dengan sudut kipas A. Salah satu kawasan satah rujukan 46 disusun antara setiap blok sektor 50, dan berada pada sudut C relatif kepada salah satu kawasan satah rujukan. Jumlah sudut A semua blok sektor, ditambah jumlah sudut C kawasan satah rujukan yang digunakan, ialah 360 darjah.
Sudut A bagi blok sektor yang diapit adalah sebaik-baiknya antara lebih kurang 45 darjah dan 65 darjah . Jika A sebenarnya lebih kecil, acuan mungkin tersangkut di dalam bahan kerja disebabkan oleh tindakan caisson keluli bawah bulat yang disebutkan di atas. Jika ia sebenarnya lebih besar, acuan akan menjadi lebih seperti acuan rata atau berbentuk biasa, dan kesan tork kilasan keupayaan pengecapan proses penempaan langkah akan menjadi sangat kecil. Sudut C ditentukan oleh sudut A dan bilangan blok sektor.
Bentuk geometri blok sektor 50 ditunjukkan dalam Rajah 7 dan 8. Blok kipas 50 ialah bongkah berbentuk pai, dan apabila ditunjukkan dalam Rajah 7, ia adalah blok kipas bulat. Dalam pandangan keratan rentas Rajah 8, blok sektor 50 termasuk permukaan sisi blok sektor condong 58 yang terletak di antara permukaan atas blok sektor 50 dan satah rujukan 46. Sisi 58 blok berbentuk kipas ini juga boleh dilihat sebagai kepingan yang agak sempit dalam paparan pelan Rajah 7. Bahagian sisi bongkah berbentuk kipas condong pada sudut D ke permukaan atas berbentuk kipas. blok. Sudut kecondongan optimum D adalah lebih kurang 45 darjah hingga 60 darjah . Jika sudut kecondongan D sebenarnya lebih kecil daripada 45 darjah, sudut A blok sektor sebenarnya dibesarkan, dan kesan tork kilasan keupayaan pengecapan akan dikurangkan. Jika sudut kecondongan D sebenarnya lebih besar daripada 60 darjah, kesan gigitan atau caisson keluli bawah bulat boleh diperhatikan. Dalam penempaan langkah, kecacatan seperti kedutan dan retak akan berlaku, yang akan dibincangkan di bawah. Sebaik sahaja kecacatan ini dijana, ia tidak boleh dihapuskan sepenuhnya dalam penempaan berikutnya atau operasi lain. Bahan kerja 32 diletakkan di antara acuan tetap 22 dan acuan alih 24 untuk penempaan menggunakan proses penempaan langkah 84 atau proses lain. Semasa strok penempaan pertama, kendalikan mekanisme penekan untuk menggerakkan permukaan acuan boleh alih 28 ke arah permukaan acuan tetap 26. Bahan kerja berubah bentuk di bawah keadaan tekanan yang dinyatakan di atas. Balikkan mekanisme penekan dan tarik semula acuan boleh alih daripada keadaan sentuhan dengan bahan kerja 32. Manipulasi mekanisme penekan 44 untuk memutarkan acuan boleh alih di sekeliling paksi penekan dengan nilai yang telah ditetapkan dalam gerakan pengindeksan. Pemilihan nilai putaran adalah berkaitan dengan sifat, bentuk, had yang diperlukan dan dimensi bahan kerja bahan. Nilai putaran setiap gerakan transposisi hendaklah kurang daripada sudut A. Semakin tebal bahan, semakin kecil putaran pengindeksan. Sebagai kes yang optimum, nilai putaran untuk pengindeksan biasanya sekitar 40 darjah hingga 60 darjah . Dalam senario biasa, dengan tiga sektor dan sudut A 55 darjah , nilai putaran optimum untuk pengindeksan ialah sekitar 40 darjah . Selepas gerakan putaran selesai, dalam lejang penempaan kedua, kendalikan mekanisme penekan 44 untuk menggerakkan acuan boleh alih ke arah permukaan acuan tetap 26. Selepas bahan kerja berubah bentuk, mekanisme penekan menarik balik acuan boleh alih 24 daripada bersentuhan dengan bahan kerja 32. Memanipulasi mekanisme menekan untuk memutar acuan boleh alih 24. Proses ini diulang beberapa kali untuk melengkapkan penempaan. Untuk keadaan optimum: terdapat tiga blok sektor, sudut A ialah 55 darjah, dan nilai putaran akhbar ialah 40 darjah. Jumlah keseluruhan tiga lejang penempaan diperlukan untuk melengkapkan satu ubah bentuk. Pelbagai ubah bentuk boleh digunakan untuk penempaan tebal dan penempaan dengan kekuatan bahan yang tinggi. Semasa proses penempaan, bahan kerja biasanya berada dalam keadaan suhu tinggi dan akan menjadi sejuk semasa operasi penempaan. Dalam operasi penempaan, bahan kerja boleh dipanaskan semula apabila perlu untuk mengurangkan tekanan terikan plastiknya dan mendapatkan struktur mikro tertentu dalam bahan kerja.
Perbincangan di atas menerangkan bahawa bentuk konvensional penekan tempa stepper sesuai untuk mana-mana peranti pemuatan tekanan atas. Aplikasi pencipta berkenaan dengan penempaan pendesak besar untuk turbin gas menggunakan keluli aloi tinggi berasaskan nikel atau keluli aloi titanium dengan penekan penempaan menegak mati tertutup 50000 tan. Saiz besar bahan kerja dan beban penempaan yang besar menghasilkan pertimbangan khusus untuk mekanisme menekan acuan.
Merujuk kepada Rajah 9 dan 10, plat sokongan atas 101 ialah komponen bergerak penekan penempaan. Permukaan tapak 102 dilekatkan pada plat sokongan atas dengan bolt, gelang 103 dipasang pada permukaan dasar 102 dengan bolt, dan plat sokongan berputar 104 dipasang secara berpusing di dalam gelang 103. Peranti sambungan acuan atas 105 dipasang pada plat sokongan berputar 104 dengan bolt. Acuan atas 106, sepadan dengan acuan boleh alih 24 yang dinyatakan di atas, dipasang pada peranti sambungan acuan atas dengan bolt. Plat sokongan berputar 104 dipasang dalam lekapan pemusatan 108, yang boleh memutarkan plat sokongan berputar 104 di sekeliling paksi 30 penekan dan membenarkan plat sokongan berputar 104 bergerak ke atas dan ke bawah dalam gelang 103. Lekapan pemusatan 108 menghalang plat sokongan berputar 104 daripada jejari bergerak relatif kepada paksi 30 akhbar.
Plat sokongan bawah 151 menyokong acuan bawah 152, sepadan dengan acuan tetap 22 yang disebutkan di atas. Acuan termasuk acuan bawah 152 dan lubang anulus 154. Acuan bawah 152 dan lubang anulus 154 membentuk ruang kosong dalam acuan bawah, dan bahan kerja boleh diletakkan di dalam rongga acuan bawah.
Dalam keadaan ditarik balik, kedudukan pembukaan penekan dalam Rajah 9, meja kerja berputar ditetapkan pada plat sokongan 109 tetap di dalam gelang 103. Plat sokongan ini 109 membolehkan meja kerja berputar dengan mudah berputar di sekitar paksi 30 penekan di bawah tindakan silinder hidraulik, dengan itu melengkapkan gerakan pengindeksan putaran. Pergerakan putaran yang stabil, boleh dipercayai dan agak pantas diperhatikan, yang meningkatkan kapasiti pengeluaran penekan penempaan dan juga membolehkan penempaan pantas bahan kerja panas apabila ia masih cukup panas. Kaedah di atas membolehkan putaran walaupun dalam mekanisme penempaan besar.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10, semasa sentuhan antara acuan atas 106 dan bahan kerja 155, platform sokongan berputar 104 ditolak ke atas dari plat sokongan 109 dan terhadap permukaan atas permukaan tapak 102. Sentuhan geseran antara berputar meja kerja 104 dan permukaan tapak 102 mengehadkan putaran. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 11, menggunakan acuan tiruan seperti acuan 106 dan 153, bahan kerja boleh ditempa menjadi bentuk hampir akhir melalui penempaan acuan tertutup. Profil 160 penempaan rata biasa biasanya dilengkapi dengan acuan rata yang sepadan untuk penempaan terbuka, yang dililitkan pada acuan penempaan akhir hampir 162 dan bahan kerja pemotongan akhir. Acuan penempaan akhir hampir dilengkapi dengan acuan tiruan 106 dan 153. Dalam setiap kes, sebarang bahan berlebihan mesti dipotong untuk menghasilkan produk akhir. Untuk kedua-dua penempaan akhir hampir dan penempaan rata, pemotongan akhir tidak dapat dielakkan. Walau bagaimanapun, proses pemotongan akhir adalah lebih kurang untuk penempaan cetakan tertutup bentuk hampir akhir berbanding penempaan rata. Kawasan berlorek mewakili lebihan bahan yang mesti dipotong daripada penempaan acuan terbuka rata melebihi apa yang diperlukan untuk dipotong daripada penempaan bentuk akhir hampir. Dalam kes ini, ia adalah kira-kira 30% daripada jumlah penempaan rata. Apabila bahan kerja diperbuat daripada keluli aloi tinggi berasaskan nikel yang mahal, seperti dalam kes turbin gas berasaskan darat berkelajuan tinggi, perbezaan antara kos suapan dan kos sisa bahan keluli aloi tinggi berasaskan nikel yang berlebihan mungkin menyumbang kepada bahagian yang agak tinggi daripada jumlah kos produk, seperti 10-20% atau lebih. Oleh itu, kaedah teknikal ini boleh mencapai penjimatan kos berubah dalam kos bahan dan penjimatan kos tetap dalam menempa bahan kerja pada tekanan yang lebih rendah daripada dalam situasi lain.
Pengeluaran produk seperti bilah turbin menggunakan keluli aloi tinggi berasaskan nikel biasanya dijalankan apabila bahan kerja berada pada suhu tinggi. Contohnya, untuk menempa bilah besar untuk turbin berasaskan darat, diameter bilah akhir ialah 70-96 inci, dengan berat lebih 15000 paun, diperbuat daripada keluli aloi tinggi berasaskan nikel seperti Inconel706 dan bahan kerja perlu dipanaskan dalam relau pemanasan melebihi suhu leburnya, biasanya 1825 darjah F. Bahan kerja penghabluran semula dipindahkan ke mesin penempaan, dan kemudian bahan kerja ditempa. Bahan kerja disejukkan kepada suhu pemejalan untuk tempoh masa, dan kemudian jatuh di bawah suhu pemejalan. Apabila bahan kerja menjadi sejuk, tekanan penempaan yang diperlukan meningkat dan tegasan ubah bentuk plastiknya juga meningkat, tetapi proses penempaan berperingkat membolehkan penempaan diteruskan. Lejang penempaan langkah terakhir paling baik dilakukan pada kira-kira 1750 darjah F di atas suhu pemejalan untuk mencapai saiz butiran ASTM yang agak kecil3-5. Kajian metalografi telah menunjukkan bahawa struktur metalografi yang diperoleh menggunakan penekan tempa stepper dan proses yang ditunjukkan dalam Rajah 1 pada asasnya adalah sama seperti yang diperoleh menggunakan proses penempaan umum dan rawatan haba (walaupun kaedah ini tidak dapat berjaya menempa bahan kerja yang sangat besar yang menjadi perhatian dalam ini. artikel). Perbincangan di atas secara khusus berkaitan dengan Incnel706, bahan pilihan yang digunakan dalam ciptaan ini. Untuk bahan lain, proses lain mungkin diperlukan, yang termasuk dalam skop ciptaan ini.
Walaupun ciptaan sekarang telah diterangkan bersama dengan penjelmaan khusus, pelbagai penambahbaikan dan penambahbaikan boleh dibuat tanpa berlepas dari semangat dan skop ciptaan. Oleh itu, ciptaan sekarang tidak terhad kepada tuntutan.
2024 1 DisemberCadangan Produk WBM Minggu:
Rolling Dies:
Sebagai salah satu pengeluar alat profesional, menyediakan rolling die dengan kekerasan yang tinggi, penghantaran cepat dan perkhidmatan yang baik.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
