DE1025701B

DE1025701B - Filler core for forging thin-walled hollow bodies

Info

Publication number: DE1025701B
Application number: DES34392A
Authority: DE
Inventors: Pierre Victor Enfer; Marcel Madesclaire
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1952-07-29
Filing date: 1953-07-18
Publication date: 1958-03-06

Description

Füllkern zum Schmieden von dünnwandigen Hohlkörpern Die Erfindung betrifft in der Hauptsache das Schmieden von Hohlschaufeln für Turbomaschinen, jedoch ist sie auf dieses Anwendungsgebiet nicht beschränkt.Filler core for forging thin-walled hollow bodies The invention mainly concerns the forging of hollow blades for turbo machines, however it is not limited to this area of application.

Beim Umformen dünnwandiger Hohlkörper durch Schmieden wird üblicherweise ein Füllkern, verwendet, der die Werkstückwandun:gen vom Hohlraum aus geigen den von außen wirkenden Druck der Gesenkfläche:n abstützt. Da sich das Volumen des Hohlraumes des Werkstückes beim Umformen ändert, muß sich der Füllkern dein: Verhältnissen anpassen können.When forming thin-walled hollow bodies by forging is usually a filling core is used to fiddle the workpiece walls from the cavity external pressure of the die surface: n is supported. As the volume of the cavity of the workpiece changes during the forming process, the filler core must change according to the conditions can customize.

Es ist bekannt, den Füllkern durch einen Werkstückverschluß in den Hohlraum fest einzuschließen, so z. B. beim Flachformen von Luftschra:ubenblättern. Der Füllkern hat in diesem Fall in Richtung seiner Längsachse keine wesentliche Fließ- bzw. Ausweichmög-lichkeit. Er besteht deshalb aus einem Hohlräume zwischen sich belassenden Füllstoff, vorzugsweise aus Bleischrot. Dass Volumen des Stoffes selbst entspricht dem Hohlraumvolumen des fertigen Werkstückes, d. h. das Stoffvolumen. eines bestimmten, Füllkernquerschnittes stimmt mit dem Inhalt des Hohlraumquerschnittes der fertigen Werkstücke an der gleichen Stelle etwa übereiin, Nach Beendigung des Verformungsvorganges muß der Füllstoff durch Ausschmelzen entfernt werden.It is known, the filling core by a workpiece closure in the To enclose the cavity tightly, so z. B. when flattening air screws. In this case, the filler core does not have any substantial in the direction of its longitudinal axis Opportunity to flow or to evade. It therefore consists of a cavity between remaining filler, preferably made of lead shot. That volume of matter itself corresponds to the cavity volume of the finished workpiece, i.e. H. the volume of material. a certain, filler core cross-section agrees with the content of the cavity cross-section of the finished workpieces in the same place, after completion of the Deformation process, the filler must be removed by melting.

Eine andere bekannte Möglichkeit besteht in, der Verwendung eines im wesentlichen inkompressiblen Füllkernes, so, entweder eines festen Metallkernes oder eines Kernes aus, feuerfester Masse" wie Ton. oder Graphitpulver. So, ist. z. B. zum Schmieden von hohlen . Turbinenschaufeln mit Fuß in: Querrichtung des Bla:ttes die Verwendung eineis Füllkernes aus Ton: bekannt. Der Kern füllt dein, Hohlraum von Anfang an, dicht aus und muß daher -eine Fließ- bzw. Ausweichmöglichkeit in Längsrichtung des Kernes haben. Bei Anwendung körniger bzw. pulveriger Stoffe, wie z. B. beim Stauchen der Köpfen von: Hohlventilen, wird am einen, offenen Ende: des Hoblraumeis ein nachgiebiger Druck auf den. Füllstoff ausgeübt, um diesen am unkontrollierten Entweichen zu hindern. Das Entfernen im wesentlichen, festgefügter Kerne ist infolge. ihres Pre-ßsitzes beschwerlich.Another known possibility is to use a essentially incompressible filling core, so either a solid metal core or a core of "refractory mass" such as clay. or graphite powder. So, is. z. B. for forging hollow. Turbine blades with foot in: transverse direction of the Bla: ttes the use of a filling core made of clay: known. The core fills your Void from the beginning, tight and must therefore -a flow or evasive possibility have in the longitudinal direction of the core. When using granular or powdery substances, such as B. when upsetting the heads of: hollow valves, at one, open end: the hobby ice a yielding pressure on the. Filler applied to this at to prevent uncontrolled escape. Removing essentially, more firmly established Cores is owing. their pre-ßsitz arduous.

Die: Erfindung bezieht sich auf einen. Füllkern aus feuerfeister, feinkörniger Massei. Sie besteht darin, daß die Hasse, z. B. Sand, in eine aus verhältnismäßig weichem Bleich beistehende Tasche dicht eingeschlossen ist, deren von ihrem Außenumfang begrenzte, Querschnitte, inhaltlich mit den entsprechenden. Hohlraum- : querschnitten: des fertigen Werkstückes übereinstimmen. Vorzugsweise hat die, Blechtasche ovalen. Querschnitt.The: Invention relates to a. Fireproof filling core, fine-grain mass egg. It consists in the fact that the haters, e.g. B. sand, in one out of proportion soft pale standing pocket is tightly enclosed, whose of its outer circumference limited, cross-sections, content with the corresponding. Cavity: cross sections: of the finished workpiece match. The sheet metal pocket is preferably oval. Cross-section.

Hinsichtlich des Merkmals., daß die: Querschnitte des .Füllkernes inhaltlich mit den entsprechenden Hohlraumquerschnitten des fertigen: Werkstückes übereinstimmen, lehnt sich die Lösung an Bekanntes an, mit dem Unterschied jedoch, daß die Masse von vornherein. dicht ist und infolge, des Einschließens in eine, Tasche keines Verschlusses am Werkstück bedarf, dein bei vielen Werkstückformen, so gerade auch Turbinenschaufeln, ohne weiteres nicht herstellba:r ist. Andererseits bedarf es aber auch keines besonderen: Mittels; um den feinkörnigen Füllstoff am Auslaufen zu hindern.. Ein solches Mittel wäre beim Querpressen von Turbinenschaufeln, praktisch kaum a'n'wendbar. Außerdem kann, sich: das körnige Material bei dem Füllkern. nach der Erfindung in: die Innenfläche des, Hohlraumes nicht eingraben,, so, daß die: innere Fläche des Fertigstückes glatt und ebenmäßig ist. Dies gilt insbesondere im Falle, von. Schaufeln. Die Schaufeln erhalten eine sehr gleichmäßige Wandstärke und benötigen: auf ihren Außen- und Innenseiten keinerlei Nachbearbeitung.With regard to the feature. That the: cross-sections of the .filler core content with the corresponding cavity cross-sections of the finished: workpiece match, the solution is based on what is known, with the difference, however, that the mass from the start. is dense and as a result of being enclosed in a, Pocket does not require a closure on the workpiece, yours with many workpiece shapes, turbine blades, too, cannot be manufactured without further ado. on the other hand but there is also no need for anything special: means; around the fine-grained filler am To prevent leakage .. One such means would be when cross-pressing turbine blades, practically hardly applicable. In addition, you can: the granular material in the case of the filler core. according to the invention in: the inner surface of the, cavity not dig, so that the: inner surface of the finished piece is smooth and even. This is especially true in case of. Shovels. The blades are given a very even wall thickness and do not require any post-processing on their outside or inside.

Der Füllkern gemäß der Erfindung kann: aus dem fertigen Werlcstück leicht entfernt werden, indem die Tasche gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vor dem Herausziehen, z. B. durch Anbohren, entleert wird. Die Erfindung äst an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert, in der verschiedene Phasen der Herstellung hohler Schaufeln unter Anwendung eines Füllkern,efs gemäß der Erfindung veranschaulicht sind. Es zeigen Fig. 1 und 2 in Seiten- bzw. Stirnansicht den zylin, irischen Rohling, Fig. 3 und 4 ähnliche Ansichten eines aus diesem Rohling hergestellten rohrförmigen Vo,rweirkstückes mit einer Sackbohrung, Fig. 5, 6 und 7 einen Füllkern in Draufsicht, Seitenansicht und im Querschnitt, Fig. 8, 9 und 10, im Längsschnitt, in Draufsicht und Stirnansicht das mit dem Füllkern versehene Vorwerkstück, das vorher einem ersten. Schmiedevorgang unterworfen. worden ist, um den. Fuß und den. angrenzendem, Teil der Schaufel zu bilden, Fig. 11, 12 und 13 in Draufsicht, Seitenansicht und im Querschnitt das Vorwerkstück, nachdem eis die ungefähre Gestalt der Schaufel erhalten hat, Fig. 14, 15 und 16 das feirtiggeschmiedete Werkstück in, Draufsicht, Seitenansicht und im Querschnitt. Der Rohling 1 (Fig. 1 und 2) wird mit einer Bohr rang gemäß Fig. 3 und 4 versehen und bildet ein Vorwerkstück 2, das, an seinem Ende 3, welches. den Fuß der Schaufel bilden soll, verschlossen, und, verhältnismäßig dick und an seinem entgegengesetzten. Ende 4 offen ist.The filling core according to the invention can be made from the finished piece of material easily removed by the bag according to a further feature of the invention before pulling out, e.g. B. is emptied by drilling. The invention Aest explained using the drawing, for example, in the various phases of the Manufacture of hollow blades using a filling core, efs according to the invention are illustrated. There show Fig. 1 and 2 in side and front view of the cylinder, Irish blank, views similar to FIGS. 3 and 4 of one made from this blank tubular Vo, rweirkstückes with a blind hole, Fig. 5, 6 and 7 a filling core in plan view, side view and in cross section, FIGS. 8, 9 and 10, in longitudinal section, in plan view and front view of the pre-workpiece provided with the filling core, the before a first. Subject to forging process. has been to the. Foot and the. adjacent to form part of the blade, FIGS. 11, 12 and 13 in plan view, side view and in cross-section the preliminary workpiece, after the approximate shape of the shovel 14, 15 and 16 the finished forged workpiece in, top view, Side view and in cross section. The blank 1 (Fig. 1 and 2) is with a drill 3 and 4 and forms a preliminary workpiece 2, which, at its end 3, which. to form the base of the shovel, closed, and, proportionately thick and at its opposite. End 4 is open.

Der äußere Teil des Füllkerns ist eine aus Blech bes.tehen:de Tasche 5 von. etwa ovalem Querschnitt, die auf der einen. Seite durch ein abgerundetes. Ende 6 begrenzt und auf der anderen: Seite zunächst offen ist. Das offene Ende dieser Tasche wird nach dem Füllen mit Sand durch Zusammenquetschen verschlossen, wie dies bei 7 angedeutet ist (Fig. 5, 6 und 7).The outer part of the filling core is made of sheet metal: the pocket 5 of. approximately oval cross-section, which on the one hand. Side by a rounded one. End 6 limited and on the other: side is initially open. The open end of this Bag is closed by squeezing like this after filling with sand at 7 is indicated (Fig. 5, 6 and 7).

Der etwa dolchartige Füllkern wird mit seinem abgerundeten Ende 6 in das Innere des Vorwerkstückes 2 eingeführt, und in, einem ersten Schmiedevorgang wird das geschlossene dicke Ende 3 des Vorwerkstückes der Gestalt des Fußes, der Schaufel angepaßt, wobei in dem Ausführungsbeispiel dieser Fuß einen massiven Zylinder 8 bildet, der in ein, entsprechendes zylindrisches Lager des Rotors der Turbomaschine eingesetzt wird:.The rounded end 6 of the roughly dagger-like filling core introduced into the interior of the preliminary workpiece 2, and in, a first forging process is the closed thick end 3 of the pre-workpiece of the shape of the foot, the Shovel adapted, in the embodiment of this foot a massive cylinder 8 forms, which is in a corresponding cylindrical bearing of the rotor of the turbomachine is used :.

In der darauffolgenden Axbeitsstufe (Fig. 11, 12 und 13) wird das Vorwerkstück, dass jetzt diel in Fig. 8, 9 und 10 wiedergegebene Form besitzt, durch Schmieden der endgültigen Form der Schaufel nähergebracht (vgl. den: in. Fig. 13 wiedergegebenen Querschnitt). Der in dein Vorwerkstück befindliche Kern ermöglicht diese Verformung auf Grund seiner Ausbildung, indem er auf diel Innenseite des Vo-rwerkstückes einen Gegendruck gegen den von außen einwirkenden Druck der Gesenkflächen ausübt und eine unzulässige Verformung verhindert.In the following working stage (Fig. 11, 12 and 13) the Pre-workpiece that now has the shape shown in FIGS. 8, 9 and 10 Forging brought closer to the final shape of the blade (see: in. Fig. 13 reproduced cross-section). The core in your pre-workpiece enables this deformation due to its formation, by being on the inside of the pre-work piece exerts a counter pressure against the external pressure of the die surfaces and prevents impermissible deformation.

Das so, vorgeformte Werkstück wird danach einem letzten Schmiedevorgang unterworfen., durch den es seine: endgültige: Form erhält (Fig. 14, 15 und 16).The preformed workpiece is then used in a final forging process by which it receives its final form (Figs. 14, 15 and 16).

Es ist nur noch. nötig, den Kern 5 herauszuziehen, indem auf sein Ende 7 einer Zugkraft ausgeübt wird; dieses Herausziehen wird durch Anbohren der Tasche erleichtert.It's just still. necessary to pull out the core 5 by being on End 7 of a tensile force is exerted; this pulling out is done by drilling the Bag relieved.

Das Volumen des Kerns muß denn Hohlraumvolumeai des herzustellenden Körpers im Endzustand ange-paßt sein, wobei die Inkompressibilität der Kernfüllung zu berücksichtigen ist.The volume of the core must be the cavity volume to be produced Body in the final state be adapted, with the incompressibility of the core filling is to be considered.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Filling core made of refractory, fine-grained mass, the one used for forging. thin-walled hollow bodies, especially turbine blades, inserted into the cavity of the blank and after the forging process out of the workpiece is removed, characterized in that the mass z. B. sand, in one out of proportion soft sheet metal existing pocket (5) is tightly enclosed, whose outer circumference limited cross-sections with the. corresponding cavity cross-sections of the finished. Match the workpiece.

2. Filler core according to claim 1, characterized in that the sheet metal pocket has a substantially oval cross-section.

3. A method for removing the filling core according to claim 1 or 2 from the finished workpiece, characterized in that the sheet metal pocket beforehand, for. B. by drilling, is emptied .. Considered! Publications: Franzäsischie, Patent Specifications No. 760 643, 868 275; U.S. Patent No. 1751758.