CS259829B1

CS259829B1 - Tool for free forging

Info

Publication number: CS259829B1
Application number: CS867097A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Jilek; Svatopluk Burda
Original assignee: Ladislav Jilek; Svatopluk Burda
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1988-11-15
Also published as: CS709786A1

Abstract

Řešení se týká nástroje pro volné kování, zejména výkovků z ingotů, kde na horní vodorovný úsek pracovní plochy, přiléhající k jedné čelní hraně horní i dolní části, navazuje pod úhlem A/fc v rozmezí od 30 do 60° šikmý úsek, na nějž navazuje dolní vodorovný úsek, přiléhající k druhé čelní hraně horní i dolní kovací části, přičemž každý šikmý úsek je rovnoběžný s oběma čelními hranami.The solution relates to a tool for open forging, in particular forgings from ingots, where the upper horizontal section of the working surface, adjacent to one front edge of the upper and lower parts, is connected at an angle A/fc in the range from 30 to 60° by an inclined section, which is connected by a lower horizontal section, adjacent to the other front edge of the upper and lower forging parts, each inclined section being parallel to both front edges.

Description

Vynález se týká nástroje pro volné kování výkovků z ingotů, zejména plných výkovků podélného tvaru.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a tool for the free forging of ingot forgings, in particular solid forgings of longitudinal shape.

Dosud se pro volné kování plných výkovků podélného tvaru, například tyčí, hřídelů a podobně používají plochá, úhlová nebo kombinovaná kovadla, sestávající z horní a dolní kovací části, jejichž nevýhodou je, že rozdrobení licí struktury a uzavírání vnitřních vad je pomalé, přičemž k dosažení kvalitního výkovku je třeba kováním zmenšit průřez ingotu třikrát. Pokud je poměr průřezu ingotu k průřezu výkovku menší než tři, je nutné zvětšit průřez tohoto ingotu pěchováním, někdy dokonce i dvojím napěchováním, čímž se zvyšuje jednak počet operací a jednak počet ohřevů. Největší ingoty však nelze pěchovat, poněvadž není k dispozici tvářecí lis o dostatečné tvářecí síle. Proto byl vyvinut postup kování, u něhož se použije dolní široké kovadlo a horní úzké kovadlo, čímž se zvětší podíl tlakových napětí a urychlí se uzavírání vad. K dosažení dobrých vlastností je však třeba stupeň prokování 2, což v některých případech opět vyžaduje zařadit do tohoto postupu operaci pěchování a také je nevýhodou potřeba velké tvářecí síly. Jiný typ kovadla má pracovní plochu příčně drážkovanou, tím se rovněž mírně zvyšuje podíl tlakových napětí a poněkud se urychluje protváření, ale efekt je však malý a navíc se zvyšují ztráty tepla a je větší nebezpečí vzniku povrchových vad. Totéž platí i pro kovadlo se šikmými drážkami, pro úhlové kovadlo s podélnými drážkami a pro úhlové kovadlo s výstupky. Dále je znám nástroj vybavený zasouvatelnými vložkami, v němž se materiál tváří ze čtyř stran, kde opět se tak zvětšuje podíl tlakových napětí, ale nevýhodou je jeho složitost a pokud bychom ho dimenzovali na velké tvářecí síly, pak by se značně zvýšila jeho pořizovací cena. Totéž platí i pro kovedlo s lichoběžníkovým vybráním s bočními pohyblivými vložkami a dále pro kovadlo se dvěma posuvnými kvádry a dvěma posuvnými tříbokými hranoly. V posledních třech výše uvedených případech jde o kovadla s mechanickými pohyblivými částmi, kde vlivem okují, které se dostanou na kluzné plochy, však dochází k zadírání, přičemž další nevýhodou je malý rozsah rozměrů, který lze na jednom nástroji kovat a dále to, že tyto nástroje jsou velmi nákladné. U jiného typu kovadla, které má pracovní část tvořenou dvěma rovnými plochami, kde jedna je skloněna vlevo a druhá vpravo, se tvářený materiál při prodlužování současně zkrucuje. Při použití tohoto kovadla sice vznikají v tvářeném materiálu intenzívní smykové deformace, které nejúčinněji rozrušují licí strukturu a nejrychleji uzavírají vnitřní vady, avšak ke zkrucování k nim dochází hlavně na povrchu a směrem ke středu klesají k nule, takže protváření středu se v tomto případě nezrychluje, přičemž právě ve středu ingotu je nejvíce vad. Totéž platí i pro kovadlo s rovnými pracovními plochami, avšak natočenými k ose prodlužování o úhel „a“ tak, že jeho jedna pracovní část je natočena dopředu a druhá dozadu (tzv. zkřížená kovadla) a pro úhlové kovadlo se zkosenými pracovními plochami.Until now, flat, angled or combined anvils consisting of upper and lower forging parts have been used for the free forging of solid forgings of longitudinal shape, for example rods, shafts and the like, the disadvantage of which is that the casting structure is crumbled and internal defects are slow, Forging a high-quality forging is necessary to reduce the ingot cross-section three times by forging. If the ratio of the ingot cross section to the forging cross section is less than three, it is necessary to increase the cross section of the ingot by upsetting, sometimes even double upsetting, thereby increasing both the number of operations and the number of heats. However, the largest ingots cannot be tamped because there is no forming press with sufficient forming force. Therefore, a forging process has been developed in which the lower wide anvil and the upper narrow anvil are used, thereby increasing the proportion of compressive stresses and speeding up the closing of defects. However, to achieve good properties, a forging step 2 is required, which in some cases again requires the upsetting operation to be included in this process and also the disadvantage of the need for large forming force. Another type of anvil has a cross-grooved working surface, which also slightly increases the proportion of compressive stresses and somewhat accelerates the deformation, but the effect is small and, in addition, heat losses are increased and there is a greater risk of surface defects. The same applies to the anvil with oblique grooves, the angular anvil with longitudinal grooves and the angular anvil with protrusions. Further, there is known a tool equipped with retractable inserts, in which the material is formed from four sides, where again the proportion of compressive stresses increases, but the disadvantage is its complexity and if it were dimensioned for large forming forces, its purchase price would increase considerably. The same is true for the trapezoidal recess with side movable inserts and the anvil with two sliding blocks and two sliding triangular prisms. In the last three cases mentioned above, these are anvils with mechanical moving parts, where, due to the scale, which reach the sliding surfaces, seizure occurs, while the other disadvantage is the small size range that can be forged on one tool and that tools are very expensive. In another type of anvil having a working portion formed by two flat surfaces, one being inclined to the left and the other to the right, the formed material is simultaneously twisted during elongation. While this anvil produces intense shear deformations in the molded material that most effectively disrupt the casting structure and fasten the internal defects, they are mainly twisted on the surface and drop to zero to the center, so that the center deformation does not accelerate in this case, with the most defects in the center of the ingot. The same applies to an anvil with flat working surfaces, but rotated to the extension axis by an angle "a", so that one of its working parts is turned forward and the other back (so-called crossed anvils) and for an angled anvil with beveled working surfaces.

Rovněž je známo i kovadlo, opatřené na pracovních plochách dvěma deskami, spojenými pákami tak, že při vzájemném přibližování desky vykonávají pohyb ve směru prodlužování. Tím se sice vyvolávají smykové deformace téměř v celém průřezu kovaného materiálu, ale nevýhodou je, že toto kovadlo je však složité a tím i nákladné a náročné na údržbu.It is also known to provide two plates on the work surfaces connected by levers so that they move in the direction of elongation when the plates are brought closer together. This induces shear deformations in almost the entire cross-section of the forged material, but the disadvantage is that the anvil is complex and thus expensive and maintenance-intensive.

Uvedené nevýhody odstraňuje nástroj pro volné kování podle vynálezu, sestávající z horní a dolní kovací části, jejichž pracovní plocha je tvořena rovinnými úseky, jehož podstata spočívá v tom, že na horní vodorovný úsek pracovní plochy, přiléhající k jedné čelní hraně i dolní kovací části, navazuje pod úhlem „a“ v rozmezí od 30 do 60° šikmý úsek, na nějž navazuje dolní vodorovný úsek, přiléhající k druhé čelní hraně horní i dolní kovací části, přičemž každý šikmý úsek je rovnoběžný s oběma čelními hranami.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the free-forging tool according to the invention, consisting of an upper and a lower forging part, the working surface of which is formed by planar sections, which consists in the lower horizontal part of the working surface adjacent to one front edge. adjoins at an angle α of 30 to 60 ° an oblique section adjoining the lower horizontal section adjacent to the second leading edge of the upper and lower forging sections, each oblique section being parallel to both leading edges.

Výhodou nástroje podle vynálezu je, že při jeho použití vznikají v tvářeném kovu silné smykové deformace, a to v celém jeho průřezu včetně osových oblastí, čímž se urychluje rozrušení licí struktury a uzavírání dutin v celém průřezu a k protváření kovu tak stačí jen menší deformace. Tím je možné u výkovků podélného tvaru s velkým průřezem -vynechat operace pěchování, čímž se ušetří nejméně jeden ohřev a pro výkovky podélného tvaru s malým průřezem je možné použít štíhlejší ingot, který má méně vad a je u něho menší odpad. Další výhodou je jeho jednoduchost, neboť nemá žádné pohyblivé části a dále možnost univerzálního využití, neboť je ho možno použít například ke konvenčnímu prodlužování a rovněž k sekání, kde sekáč se opírá o plochu, která je málo opotřebená a tím je podepřen po celé ploše, což je důležitým předpokladem bezpečnosti práce.The advantage of the tool according to the invention is that when used, strong shear deformations occur in the wrought metal throughout its cross-section including axial regions, thereby accelerating the destruction of the casting structure and closing the cavities throughout the cross-section and thus less metal deformation. As a result, upsetting operations can be omitted for longitudinal forgings with a large cross-section, thereby saving at least one heating, and for a longitudinal forgings with a small cross-section, a leaner ingot with fewer defects and less waste can be used. Another advantage is its simplicity, since it has no moving parts and further universal use, since it can be used, for example, for conventional elongation as well as for mowing, where the chisel rests on a low-wear surface and is thus supported over the entire surface. which is an important prerequisite for occupational safety.

Na připojených výkresech je příkladně zobrazen nástroj podle vynálezu, kde na obr. je jeho axonometrický pohled, na obr. 2 je situace před prvním záběrem, na obr. 3 je situace na konci prvého záběru, na obr. 4 je situace na počátku druhého záběru, na obr. 5 je situace na konci druhého záběru, na obr. 6 je jeho použití ke konvenčnímu prodlužování a na obr. 7 je jeho použití k sekání, přičemž obr. 2 až 7 jsou kreslené ve svislých osových řezech.In the accompanying drawings, a tool according to the invention is shown, by way of example, in an axonometric view, FIG. 2 showing the situation before the first engagement, FIG. 3 showing the situation at the end of the first engagement, FIG. Fig. 5 shows the situation at the end of the second engagement, Fig. 6 shows its use for conventional elongation and Fig. 7 shows its use for chopping, Figs. 2 to 7 are drawn in vertical axial sections.

Nástroj pro volné kování podle příkladného provedení sestává z horní a dolní kovací části 1, 2, jejichž pracovní plocha je tvořena třemi rovinnými úseky v půdorysu ve tvaru obdélníku, kde na horní vodorovný úsek 3, přiléhající k jedné čelní hraně 4 horní iThe free forging tool according to the exemplary embodiment consists of the upper and lower forging parts 1, 2, the working surface of which is formed by three planar sections in a rectangular plan view, where on the upper horizontal section 3 adjacent to one front edge 4 the upper i

259 dolní kovací části 1, 2, navazuje pod úhlem „a“ 45° šikmý úsek 5, na něhož navazuje dolní vodorovný úsek 6, přiléhající k druhé čelní hraně 7 obou kovacích částí 1, 2, přičemž šikmý úsek 5 je rovnoběžný s oběma čelními hranami 4, 7.259 of the lower forging section 1, 2 is connected at an angle "α" of 45 ° to the oblique section 5, to which the lower horizontal section 6 adjoins the second leading edge 7 of the two forging sections 1, 2, the oblique section 5 being parallel to both edges 4, 7.

Horní vodorovný úsek 3 a šikmý úsek 5 na horní kovací části 1 mají stejnou šířku rovnou šířkám šikmého úseku 5 a dolního vodorovného úseku 6 na dolní kovací části 2. Dolní vodorovný úsek 6 na horní kovací části 1 a horní vodorovný úsek 3 na dolní kovací části 2 jsou rovněž stejně široké, ale jejich šířka je polovinou šířky ostatních úseků. Šířka vodorovných úseků 3, 6 a šířka vodorovného průmětu šikmých úseků 5 jsou shodné. Pracovní plocha obou kovacích částí 1, 2 je stejná. V blízkosti obou kratších stran jsou v dolním vodorovném úseku 6 dolní kovací části 2 zasazeny dva vodicí čepy 8, proti nimž jsou v dolním vodorovném úseku 6 horní kovací části 1 vytvořeny slepé otvory 9.The upper horizontal section 3 and the oblique section 5 on the upper forging section 1 have the same width equal to the widths of the inclined section 5 and the lower horizontal section 6 on the lower forging section 2. The lower horizontal section 6 on the upper forging section 1 and the upper horizontal section 3 on the lower forging section 2 are equally wide, but their width is half the width of the other sections. The width of the horizontal sections 3, 6 and the horizontal projection width of the inclined sections 5 are identical. The working surface of the two forging parts 1, 2 is the same. In the vicinity of both shorter sides, two guide pins 8 are inserted in the lower horizontal section 6 of the lower forging part 2, against which blind holes 9 are formed in the lower horizontal section 6 of the upper forging part 1.

Při volném kování plných výkovků podélného tvaru z ingotů nástrojem podle vynálezu se výchozí materiál zasune mezi horní a dolní kovací část 1, 2 a záběrem kovacího lisu se provede první operace, naznačená na obr. 3, načež beran lisu se vrátí do své horní výchozí polohy, kovaný předmět se posune o vzdálenost rovnou šířce vodorovného průmětu šikmých úseků 5 a druhým záběrem kovacího lisu se provede další operace, naznačená na obr. 5, přičemž vodicí čepy 8 zachycují vodorovnou složku síly vznikající při kování. Tuto sílu je však možné zachytit i ozubem nebo jinými vhodnými do sebe zapadajícími výstupky na horní i dolní kovací části 1, 2.In the free forging of longitudinal forged solid forgings with a tool according to the invention, the starting material is inserted between the upper and lower forging parts 1, 2 and the first press operation is shown by engaging the forging press shown in Fig. 3. The forged object is moved a distance equal to the horizontal projection width of the inclined sections 5 and the second engagement of the forging press carries out the further operation indicated in Fig. 5, wherein the guide pins 8 absorb the horizontal component of the forging force. However, this force can also be absorbed by a tooth or other suitable interlocking projections on the upper and lower forging portions 1, 2.

Nástroje podle vynálezu je možné použít i ke konvenčnímu prodlužování zobrazenému na obr. 6, kdy v tomto případě dolní kovací část 2 se bočně posune tak, aby horní vodorovný úsek 3 dolní kovací části 2 byl uspořádán proti dolnímu vodorovnému úseku 6 horní kovací části 1, přičemž mezi těmito úseky dochází k prodlužování kovaného materiálu. Rovněž je ho možno použít i k sekání, zobrazenému na obr. 7, kde horní a dolní kovací část 1, 2 je uspořádána proti sobě ve stejné poloze jako při prodlužování se smykem. V tomto případě se sekáč 12 vkládá pod horní vodorovný úsek 3 horní kovací částí 1 a tvářený materiál se opírá o horní vodorovný úsek 3 dolní kovací části 2.The tools according to the invention can also be used for the conventional extension shown in FIG. 6, in which case the lower forging section 2 is laterally displaced such that the upper horizontal section 3 of the lower forging section 2 is aligned with the lower horizontal section 6 of the upper forging section 1. the forged material extending between these sections. It can also be used for cutting as shown in Fig. 7, wherein the upper and lower forging portions 1, 2 are aligned in the same position as the shear extension. In this case, the chisel 12 is inserted below the upper horizontal section 3 of the upper forging section 1 and the formed material is supported on the upper horizontal section 3 of the lower forging section 2.

Claims

Tool for free forging, consisting of upper and lower forging parts, the working surface of which is formed by planar sections, characterized in that on the upper horizontal section (3) of the working surface adjacent to one front edge (4) of the upper and lower forging parts (1) 2) adjoins at an angle of 30 to 60 ° an inclined section (5) adjoining the lower horizontal section (6) adjacent to the second leading edge (7) of the upper and lower forging sections (1, 2), each the inclined section (5) is parallel to the two leading edges (4, 7).