APPLICATION OF INTEGRATED SEMI-HOT STAMPING TECHNOLOGY FOR THE PRODUCTION OF HUB AND FLANGE TYPE PARTS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The main part of the cost of machine-building products is the cost of the metal used to manufacture the part. In order to reduce the amount of metal waste and improve the quality of stamped forgings, new technologies have been developed for the production of standard machine-building parts such as "hub" and "flange" based on the integrated technology of semi-hot stamping from a ball blank. According to the factory technology, the parts in question are produced by hot-dip stamping: metal is divided into cylindrical blanks for subsequent stamping by cutting on press shears, the weight spread of such blanks is 10 ‒ 12 %; metal is heated for stamping to a temperature of 1150 – 1200 °C, when heated to such temperatures, scale forms on the surface of the workpiece; stamping in open dies with pre-laying of a cylindrical billet and clipping of a chip. According to the developed technologies, the initial blank is an accurate ball blank obtained by separation in cross-screw rolling mills, the mass spread of which does not exceed 8 %. The heating temperature for stamping is reduced and is in the range of 850 ‒ 900 °C, when heated to temperatures of semi-hot stamping, scale does not form on the surface of the blank; stamping is carried out in one the transition is in a closed stamp. Comparative schemes of manufacturing parts according to factory and developed technologies are presented. The conducted studies have shown that the use of integrated technology allows to obtain accurate forgings by weight with minimal allowances for subsequent machining in fewer operations and save up to 25 % of the metal from the initial mass of the workpiece.

About the authors

Marina V. Filippova

Institute of the Federal Penal Service of Russia

Author for correspondence.
Email: filippova_mv@mail.ru
SPIN-code: 1854-5071
Russian Federation

Aleksey B. Yuryev

Siberian State Industrial University

Email: rector@sibsiu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9932-4755
SPIN-code: 1104-0168

Mikhail V. Temlyancev

Siberian State Industrial University

Email: uchebn_otdel@sibsiu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7985-5666
SPIN-code: 6169-5458

References

  1. Favi C., Campi F., Mandolini M., Germani M., Martinelli I. Key features and novel trends for developing cost engineering methods for forged components: a systematic literature review. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021;117:2601‒2625.
  2. https://doi.org/10.1007/s00170-021-07611-4
  3. Peretyatko V.N., Bakhaev A.V., Filippova M.V., Vakhman S.A. Stamping axisymmetric forgings. Steel in Translation. 2009;39(4):300–301. https://doi.org/10.3103/S0967091209040032
  4. ГОСТ 7524 – 2015. Шары мелющие стальные для шаровых мельниц. (Технические условия). Москва: Изд-во стандартов, 2016:20.
  5. Chila P., Pater Z., Tomczak J., Chila P. Nu-merical analisis of rolling process for producing steel balls using helical rolls. Archives of Metallurgy and Materials. 2016;61(2):485–492. https://doi.org/10.1515/amm-2016-0085
  6. Ren, X., Liu Y. Study on the influence of deforming velocity on steel ball quality based on DEFORM. Applied Mechanics and Materials. 2012;117-119:1806‒1809. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.117-119.1806
  7. Pater Z. etc. Experimental and numerical analysis of helical-wedge rolling process for producing steel balls. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2013;67:1–7. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2012.12.006
  8. Шварц Д.Л., Семенов А.А., Галимьянов И.К. Компьютерное моделирование двухзаходной прокатки при производстве мелющих шаров диаметром 100 мм из легированных сталей. Металлург. 2022;1:79–84. https://doi.org/10.52351/00260827_2022_01_79
  9. Du S., Ren X. Analysis of factors influencing the skew rolling ball quality. Materials. 2013;12(9):248–250. https://doi.org/10.52351/00260827_2013_01_32
  10. Pater Z. Analysis of helical rolling process of balls formed from a head of a scrapper rai. Advances in Science and Technology Research Journal. 2016;10(30):110–114. https://doi.org/ 10.12913/22998624/62702
  11. Shvarts D.L., Galim’yanov I.K. Improvment of a double-helical roll pass design for rolling 100-mm grinding balls. Metallurgist. 2022;66(3-4):422–432. https://doi.org/ 10.1007/s11015-022-01343-w
  12. Рубцов В.Ю., Щевченко О.И., Алыпов П.А., Лебедев В.А. Мелющие шары повышенной точности. Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки. 2020;2(54):86–96. https://doi.org/10.21685/2072-3059-2020-2-9
  13. Темлянцев М.В., Коротков С.Г., Темлянцева Е.Н. Развитие теории и практики малоокислительных и малообезуглероживающих технологий нагрева стали. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2019;3(29):20‒24.
  14. Лялин В.М. Полугорячая штамповка детали «клапан» в разъемных матрицах. Известия тульского государственного университета. Технические науки. 2013;6-2:263–269.
  15. Железков О.С., Галиахметов Т.Ш., Лизов С.Б. Поиск рациональных технологий изготовления болтов с шестигранными головками из нержавеющей стали на основе комплексного критериального подхода. Механическое оборудование металлургических заводов. 2022;1(18):55–60.
  16. Филиппова М.В., Перетятько В.Н., Темлянцев М.В. Разработка и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий обработки металлов давлением. Новосибирск: СО РАН, 2016:266.
  17. Filippova M.V., Peretyatko V.N., Prudkiy E.E., Temlyantsev M.V., Nikitin A.G. Complex technology of stemping details «hub» from ball blank. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. https://doi.org/10.1088/1757-899X/411/1/012083
  18. Филиппова М.В., Прудкий Е.Е., Перетятько В.Н. Безоблойная штамповка детали «ступица» из шаровой заготовки. В кн.: Российская наука в современном мире. Сборник статей XI международной научно-практической конференции. Москва: ООО «Актуальность. РФ», 2017:58–61.
  19. Филиппова М.В., Сметанин С.В., Прудкий Е.Е. Комплекс полугорячей объемной штамповки. В кн.: Металлургия: новые технологии, управление, инновации и качество. Труды Всероссийской научно-практической конференции. Новокузнецк: СибГИУ, 2016:227–229.
  20. Филиппова М.В., Сметанин С.В. Производство точных по массе шаровых заготовок на станах поперечно-винтовой прокатки. Прокатное производство (приложение к журналу «Технология металлов»), 2025;22:32–40.
  21. Filippova M.V., Temlyantsev M.V., Peretyat`ko V.N., Prudkii E.E. Rolling of metal ball. Steel in Translation. 2017;47:435–439. https://doi.org/ 10.3103/S0967091217070038
  22. Филиппова М.В., Прудкий Е.Е., Бахаев А.В. Моделирование штамповки детали «фланец» из шаровой заготовки. В кн.: Инновационный конвент «Кузбасс: образование, наука, инновации». Материалы инновационного конвента. Новокузнецк: СибГИУ, 2019:543–546.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Журнал «Вестник Сибирского государственного индустриального университета»

Свидетельство о регистрации: ПИ № ФС77-77872 от 03.03.2020 г.

Журнал имеет международный стандартный номер сериального издания ISSN 2304-4497 (Print) и подписной индекс в каталоге «Урал-Пресс» – 41270

Учредитель:

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Адрес редакции:

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, г. Новокузнецк, Центральный район, ул. Кирова, зд. 42, Сибирский государственный индустриальный университет, каб. 483гт, тел. 8-950-270-44-88

Ответственный за выпуски: Запольская Е.М. 

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк, Россия

Исключительные авторские права на статьи принадлежат авторам ©

Обработка персональных данных

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).