PL222597B1 - Sposób kształtowania końcówek tłoczysk amortyzatorów oraz urządzenie do jego realizacji - Google Patents

Description

(21) Num^{er z}gł^oszeni^a: 400¹⁷¹ B21J 5/02 (2006.01)

B21K 21/12 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 30.07.2012

Sposób kształtowania końcówek tłoczysk amortyzatorów oraz urządzenie do jego realizacji

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 03.02.2014 BUP 03/14	(73) Uprawniony z patentu: KUT STANISŁAW, Wielopole Skrzyńskie, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2016 WUP 08/16	(72) Twórca(y) wynalazku: STANISŁAW KUT, Wielopole Skrzyńskie, PL

PL 222 597 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób kształtowania końcówek tłoczysk amortyzatorów oraz urządzenie do jego realizacji, zwłaszcza amortyzatorów stosowanych w przemyśle samochodowym.

Końcówki tłoczysk amortyzatorów stosowanych w przemyśle samochodowym i nie tylko są zazwyczaj wykonywane z prętów stalowych z wykorzystaniem metod obróbki skrawaniem. W zależności od rodzaju, wielkości i przeznaczenia amortyzatora kształt i wymiary gabarytowe końcówek tłoczysk mogą być różne. Niemniej jednak są to elementy technologicznie podobne. Z reguły posiadają kształt trójstopniowego wałka o różnej proporcji wymiarów średnicowych i długości poszczególnych stopni. W części walcowej końcówki tłoczyska o największej średnicy wykonane jest gniazdo. Jego głębokość zależy od rodzaju końcówki. Końcówka wykonana jako oddzielna część łączona jest nierozłącznie z tłoczyskiem amortyzatora najczęściej metodą zgrzewania tarciowego.

Zasadniczo w procesach wytwórczych końcówek tłoczysk amortyzatorów samochodowych nie wykorzystuje się metod kształtowania plastycznego. Jest to spowodowane przede wszystkim brakiem opracowań efektywnych technologii przeróbki plastycznej dla tego typu części. Znane technologie kształtowania plastycznego części podobnych w technologii produkcji końcówek tłoczysk amortyzatorów jak dotychczas nie znalazły zastosowania. Jest to spowodowane koniecznością realizacji wielu różnych operacji między innymi wielozabiegowego kucia swobodnego, a następnie matrycowego p oszczególnych fragmentów końcówki. Dodatkowo każdy typ końcówki wymaga stosowania innego oprzyrządowania i konieczności dysponowania parkiem wielu różnych maszyn i urządzeń kuźniczych. Te i szereg innych nie wymienionych tu czynników powoduje iż końcówki tłoczysk amortyzatorów w całości wykonywane są metodami obróbki skrawaniem z materiału wyjściowego w postaci pręta o średnicy co najmniej równej największej średnicy gotowego wyrobu.

Proces wytwarzania końcówek tłoczysk amortyzatorów wyłącznie metodami obróbki skrawaniem pomimo, iż spełnia wymogi stawiane gotowym wyrobom jest uzasadniony co najwyżej w produkcji jednostkowej czy małoseryjnej. W większości jednak, tego typu części wytwarzane są w skali produkcji wielkoseryjnej i masowej. W takich przypadkach występują bardzo duże straty materiału przerabianego na wiór, długi czas nadawania ostatecznego kształtu przedmiotowi obrabianemu oraz intensywne zużycie narzędzi skrawających, co generuje wysoki koszt wytwarzania.

Przedstawione wady występujące w dotychczasowej technologii można wyeliminować wprowadzając do technologii wytwarzania metodę kształtowania plastycznego oraz urządzenie do jego realizacji będące przedmiotem wynalazku.

Sposób kształtowania końcówek tłoczysk amortyzatorów o kształcie trójstopniowego wałka poprzez kształtowanie plastyczne, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że w pierwszej kolejności przygotowuje się materiał wyjściowy w postaci okrągłego pręta o średnicy mniejszej od średnicy środkowej gotowej końcówki, korzystnie nie więcej niż 1 mm a długość ustala się z założeniem warunku stałej objętości. Tak przygotowany pręt wprowadza się do matrycy, przed którą nagrzewany jest indukcyjnie od jednego końca w objętości co najmniej równej objętości końcówki o największej średn icy D do temperatury, najlepiej przeróbki plastycznej na półgorąco. Z kolei z przeciwległego końca pręta do matrycy wprowadza się stempel na odległość przy której objętość materiału pręta umieszczonego w mniejszym otworze matrycy będzie co najmniej równa sumie objętości części środkowej o średnicy d oraz części o najmniejszej średnicy d wykonywanej końcówki, po czym uruchamia się stempel usytuowany po przeciwległej stronie matrycy i rozpoczyna kształtowanie wykonywanej końcówki tłoczyska. W trakcie kształtowania części końcówki o największej średnicy z gniazdem, korzystnym jest wspomożenie tego zabiegu poprzez uruchomienie wcześniej wymienionego stempla, który równocześnie zacznie formować część końcówki o najmniejszej średnicy. Po zakończeniu tego procesu następuje wycofanie obu stempli, umieszczenie w otworze stempla kształtującego małą średnicę końcówki tłoczyska amortyzatora wypychacza i usunięcie gotowego wyrobu z matrycy.

Z kolei urządzenie do kształtowania końcówek tłoczysk amortyzatorów, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że z podstawą połączone są płyty z siłownikami hydraulicznymi i stemplami oraz usytuowana jest między nimi płyta narzędziowa z matrycą, które są ze sobą sprzężone kolumnami. Siłowniki z tłoczyskami i umieszczonymi w ich gniazdach stemplami są współosiowo umieszczone między sobą jak również matrycą oraz wzbudnikiem indukcyjnym, który może być zamocowany w gnieździe płyty narzędziowej przed matrycą od strony profilu kształtującego największą średnicę z gniazdem końcówki tłoczyska amortyzatora.

PL 222 597 B1

Sposób kształtowania końcówek tłoczysk amortyzatorów zgodny z wynalazkiem umożliwia uzyskanie tego wyrobu na gotowo bez konieczności wykonywania dodatkowych operacji obróbki skrawaniem. Efektem są oszczędności materiałowe, krótki czas realizacji tych produktów, oszczędność energii, brak konieczności angażowania do tej produkcji drogich obrabiarek. Realizacja procesu kształtowania według wynalazku nie stanowi źródła hałasu charakterystycznego dla typowych procesów kuźniczych. Opracowanie urządzenia do realizacji sposobu według wynalazku, stosunkowo prostego i taniego w porównaniu do uniwersalnych pras, które należałoby wykorzystywać do tej produkcji stanowi również istotną oszczędność środków finansowych. Poza tym urządzenie zgodne z wynalazkiem nie wymaga stosowania żadnych kosztownych fundamentów, co jest wymagane w przypadku typowych pras i młotów kuźniczych i może być ustawione na normalnej podłodze hali produkcyjnej. Urządzenie to poza wykonywaniem końcówek tłoczysk amortyzatorów można wykorzystać do kształtowania różnych wyrobów z metalu, na przykład tłoczków hamulcowych i tym podobnych.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładowym wykonaniu, ilustrując go rysunkami, na których fig. 1 przedstawia typową końcówkę tłoczyska amortyzatorów z częściowym wykrojem uwidaczniającym gniazdo w jej części o największej średnicy, z kolei na fig. 2-9 pokazano kolejne fazy kształtowania plastycznego przedmiotowej końcówki, natomiast na fig. 10 zobrazowano w ujęciu schematycznym konstrukcje urządzenia do realizacji sposobu według wynalazku.

Jak to przedstawiono na fig. 1 przedmiotem będącym produktem wytwarzanym sposobem według wynalazku jest końcówka tłoczyska amortyzatorów 1, która jest stypizowana i ukształtowana w formie trzystopniowego wałka z gniazdem 2 usytuowanym w części o największej średnicy D. Środkowa część 3 końcówki 1 o średnicy d jest podstawą do określenia średnicy pręta 4, który będzie stanowił materiał wyjściowy do uformowania wyrobu finalnego, przy czym jego długość l_p określa się poprzez określenie stałej objętości gotowego wyrobu i materiału wyjściowego a średnica będzie mniejsza od wymienionej średnicy d o 1 mm. Jak to przedstawiono na fig. 2 przygotowany pręt 4 wprowadza się do matrycy 5, przed którą nagrzewany jest indukcyjnie przez wzbudnik indukcyjny 6 na co najmniej ¹/s długości do temperatury 700°C. Z kolei z przeciwległego nienagrzanego końca pręta 4 do matrycy 5 wprowadza się stempel 7 na odległość 1 w stosunku do dna 8 gniazda matrycy 5 formującego część końcówki 1 o największej średnicy D. Po wykonaniu tego ustawienia, co przedstawiono na fig. 3, uruchamia się stempel 9 usytuowany po przeciwległej stronie matrycy 5 i rozpoczyna kształtowanie wykonywanej końcówki 1 co przedstawiono na kolejnych fig. 4, fig. 5, fig. 6 i fig. 7. W trakcie kształtowania części końcówki 1 o największej średnicy D z gniazdem 2, co przedstawia fig. 4 uruchamia się stempel 7 wspomagając ten zabieg i równocześnie rozpoczyna się kształtowanie części końcówki o najmniejszej średnicy dj_, co pokazano na fig. 6. Po zakończeniu tego procesu następuje wycofanie obu stempli 7 i 9 jak to uwidoczniono na fig. 8 oraz w otworze stempla 7 umieszcza się wypychacz 10 i usuwa gotową końcówkę tłoczyska amortyzatora 1 z matrycy 5.

Wyżej przedstawiony sposób według wynalazku realizuje się na urządzeniu, które przedstawiono na fig. 10. Zawiera ono podstawę 11, z którą połączone są płyty 12 i 13 z siłownikami hydraulicznymi podwójnego działania 14 i 15 i stemplami 7 i 9, oraz usytuowana między nimi płyta narzędziowa 16 z matrycą 5, które są ze sobą sprzężone kolumnami 17 i 18. Siłowniki 14 i 15 z tłoczyskami 19 i 20 i umieszczonymi w ich gniazdach stemplami 7 i 9 są współosiowo umieszczone między sobą jak również z matrycą 5 oraz wzbudnikiem indukcyjnym 6. Cykl pracy urządzenia jest ustalony z programowalnego sterownika nie uwidocznionego na rysunku.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób kształtowania końcówek tłoczysk amortyzatorów o kształcie trójstopniowego wałka poprzez kształtowanie plastyczne, znamienny tym, że w pierwszej kolejności przygotowuje się materiał wsadowy w postaci okrągłego pręta (4) o średnicy mniejszej od średnicy środkowej (d) gotowej końcówki (1), korzystnie nie więcej niż 1 mm, a długość (l_p) ustala się z założeniem warunku stałej objętości, wprowadza się go do matrycy (5) przed którą nagrzewany jest indukcyjnie od jednego końca w objętości co najmniej równej objętości końcówki o największej średnicy (D) do temperatury najlepiej przeróbki plastycznej na półgorąco, następnie z przeciwległego końca pręta (4) do matrycy (5) wprowadza się stempel (7) na odległość przy której objętość materiału pręta (4) umieszczonego w mniejszym otworze matrycy (5) będzie co najmniej równa sumie objętości części środkowej (3) o średnicy (d) oraz części o najmniejszej średnicy (d.1) wykonywanej końcówki (1), po czym uruchamia się stempel (9) usytuowany po przeciwległej stronie ma4

   PL 222 597 B1 trycy (5) i rozpoczyna kształtowanie wykonywanej końcówki tłoczyska (1) przy czym w trakcie kształtowania końcówki o największej średnicy (D) z gniazdem (2) korzystnym jest wspomożenie tego zabiegu poprzez uruchomienie wcześniej wymienionego stempla (7), który równocześnie zacznie formować część końcówki (1) o najmniejszej średnicy (dr), a po zakończeniu tego procesu następuje wycofanie obu stempli (7, 9), umieszczenie w otworze stempla (7) kształtującego małą średnicę (di) końcówki tłoczyska (1) wypychacza (10) i usunięcia gotowego wyrobu (1) z matrycy (5).
2. 2. Urządzenie do kształtowania końcówek tłoczysk amortyzatorów, znamienne tym, że z podstawą (11) połączone są płyty (12, 13) z siłownikami hydraulicznymi (4, 5) i stemplami (7, 9) oraz usytuowana między nimi płyta narzędziowa (16) z matrycą (5), które są ze sobą sprzężone kolumnami (17, 18) przy czym siłowniki (14, 15) z tłoczyskami (19, 20) i umieszczonymi w ich gniazdach stemplami (7, 9) są współosiowo umieszczone między sobą jak również z matrycą (5) oraz wzbudnikiem indukcyjnym (6), który może być zamocowany w gnieździe płyty narzędziowej (16) przed matrycą (5) od strony profilu kształtującego największą średnicą (D) z gniazdem (2) końcówki tłoczyska amortyzatora (1).