RU1797514C - Способ изготовлени изделий типа колес - Google Patents

Abstract

Область использовани : обработка металлов давлением, изготовление колес транспортных средств и корпусов сосудов высокого давлени . Сущность изобретени : способ включает подготовку исходной заготовки , изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковой чаши, формирование профил  ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработку. Изготовление чаши ведут пр мым выдавливанием стенки посто нной толщины с одновременным образованием с обратной стороны донной части над стенкой кольцевого выступа, отличного от стенки диаметра. Формовку с образованием рельефа начинают деформированием наружной поверхности донной части, а заканчивают образованием по периметру из кольцевого выступа и металла, вытесн емого из донной части реборды, после чего формуют радиальным перемещением стенку в профиль ободной части, доформсвыва  из стенки вторую реборду. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области обработки металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении объемной штамповкой автомобильных и мм подобных колес и деталей типа корпусов или сосудов высокого давлени  с перегородкой внутри.

Известен способ изготовлени  автомобильных колес из легких сплавов, при. котором холодной штамповкой (комбинированным выдавливанием) изготавливают цилиндрическую заготовку с расположенной внутри ближе к одному из торцов перегородкой , затем в центре перегородки формируют ступицу с отверстием, после чего у .меньшей части трубчатой заготовки расшир ют в радиальном направлении кромки отверсти , форму  часть обода и фланец (реборду ), а заканчивают процесс, обжима  полуфабрикат в радиальном направлении роликами, уменьша  при этом диаметр перегородки и форму  обод 1.

К недостаткам известного способа необходимо отнести ограниченность сортамента изготавливаемых колес, которые могут быть выполнены со стенкой обода и реборд посто нной толщины, что в реальных услови х будет ограниченность возможности применени  способа и увеличивать расход металла и объем механической обработки при изготовлении колес с усиленными ребордами .

ел

со

Известен способ изготовлени  колес из легких сплавов, включающий подготовку исходной заготовки, изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковод части, фор- мировэние профил  ободной части с ребордами , окончательную термическую и механическую обработку 2.

- К недостаткам известного способа можно отнести значительное количество пере- ходов более 5, применение оборудовани  с различной производительностью и точностью обработки, что приводит к общему снижению производительности линии или участка по изготовлению колес и не позво- л ет расширить их сортамент за счет изменени  формы.

Сущность изобретени , касающегос  способа изготовлени  изделий типа колес, включающего подготовку исходной заготов- ки, изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковой части, формирование профил  ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработку вы- ражаетс  в том, что изготовление полуфабриката в виде чаши осуществл ют пр мым выдавливанием стенки посто нной толщины с одновременным образованием с обратной стороны донной части над стенкой кольцевого выступа, формовку реборды и дисковой части начинают деформированием наружной поверхности донной части, а заканчивают образованием по периметру из кольцевого выступа и металла, вытесн в- мого из донной части, фланца реборды, после чего формообразуют радиальным перемещением металла стенки профиль ободной части, доформовыва  из стенки вторую реборду, при следующем соотноше- нии размеров;

Р DB

0,01 Dn DB 0.,99DP, где D - наружный диаметр стенки, мм; .

DB -наружный диаметр выступа, мм;

.Dn - диаметр (посадочный) полки обода, мм;

Dp-диаметр выступа дл  наружной реборды , мм

При механической обработке часть дон- ного рельефа удал ют точением.

Технический результат выражаетс  в том, что дл  расширени  сортамента изготавливаемых изделий типа колес применен комбинированный процесс обработки ме- таллов давлением, включающий поочередно примен емые операции пр мого и обратного выдавливани м одновременным перераспределением металла относительно оси заготовки и сочетающиес  с ними

операции раздачи и обжати  стенки получаемого полуфабриката при определенном соотношении размеров. Такое сочетание операций позвол ет изготавливать гамму изделий с различным сочетанием получаемых толщин стенок обода, толщин стенок фланцев реборд и донной части, котора  может быть выполнена сколь угодно сложной , что позвол ет существенно расширить сортамент изготавливаемых изделий от колес легковых автомобилей к колесам грузовых автомобилей.

Получение стенок переменной толщины позвол ет, кроме того, сократить на 10-20% расход металла и повысить общую производительность какза счет уменьшени  объема механической обработки, так и за счет предложенной совокупности операций.

На фиг.1 представлен этап образовани  чаши; на фиг.2 - образование рельефа на донной части, и ступенчатой по периметру; на фиг.З - обжатие фланца и радиальное перемещение стенки раздачей.

Способ изготовлени  изделий осуществл етс  следующим образом.

Сначала любым из известных способов подготавливают исходную заготовку в виде плоской или фасонной (выпукло-вогнутой) шайбы 1. Полученную исходную заготовку 1 укладывают в полость матрицы 2, расположенной на столе 3 пресса, на неподвижный пуансон 4 (фиг.1 а), после чего опускают пуансон 5 и усилием Р производ т пр мое выдавливание металла заготовки в кольцевой зазор между матрицей 2 и пуансоном 4, образу  чашу со стенкой 6 посто нной толщины диаметра D и кольцевым выступом 7 с обратной стороны чаши с.диаметром DB большим, чем диаметр D (фиг.1б). По окончанию процесса изготовлени  промежуточного полуфабриката в виде чаши последнюю удал ют из полости матрицы выталкивателем 8.

Полученный таким образом промежуточный полуфабрикат 9 укладывают в матрицу 10 следующего штампа, закрепленного на столе 3 пресса, таким образом, чтобы стенка полуфабриката разместилась в кольцевом зазоре, образованном полостью матрицы 10 и центральным пуансоном 11 (фиг.2а), Затем подвод т пуансон 12 и усилием Р производ т формовку, деформиру  сначала донную часть с максимальной степенью деформации со стороны наружной поверхности 13, заканчива  процесс формовки образованием по периметру из кольцевого выступа и металла, вытесн емого из донной части, реборды, состо щей из собственно наружной реборды 14с диаметром Dp с основанием и полкой и части обода

15 его посадочного места, примыкающей к реборде и имеющей диаметр Dp, При этом обеспечиваетс  соотношение размеров 1,01Dn D 0,99DP с учетом припуска на мехобработку, если такова  предусматриваетс  (фиг,2б). Указанные соотношени  диаметральных размеров полуфабриката обеспечивают беспреп тственную его укладку в последующий штамп и позвол ют предварительно перераспредел ть металл с зав зкой волокна получаемой затем реборды , После формовки полуфабрикат удал етс  из полости штампа выталкивателем 16,

В дальнейшем полуфабрикат размещают донной частью на толкателе 17 окончательного штампа и с помощью буферного устройства 18 с усилием обжимают разъемной матрицей 19 отформованную раньше реборду и часть обода (фиг,За), а затем, не. снима  радиального усилил обжати , опускают пуансон 20 и раздают на конус и до- формовывают из стенки полуфабриката часть обода 21 и вторую реборду 22 (фиг.Зб).

Предварительно отформованный таким образом полуфабрикат в дальнейшем размещают в штампе, аналогичным показанному на (фиг.З), в котором и производ т окончательное формование обода и реборд, осуществл   радиальное перемещение (раздачу) пуансоном части стенки полуфабриката с образованием профил  обода и обеих реборд (фиг.3а,б).

Отштампованные в соответствии с фиг.З издели  подвергают окончательной термической обработке, после чего механически обрабатывают на требуемые размеры .

При этом при обработке донной части удал етс  часть выштампованного в донной части рельефа, что позвол ет вскрыть фасонные отверсти  в дне часть осуществлени  вентил ции тормозов и придани  оригинального вида.

В св зи с тем, что предложенный способ позвол ет приблизить форму получаемого издели  к форме готовой детали, обьем механической обработки резко сокращаетс , что в свою очередь резко снижает расход металла. Этому также способствует проведение операции формообразовани  без вытеснени  металла в облой.

Все изложенное одновременно вли ет и на повышение производительности, так как уменьшение объема заготовки и расчленение процесса на р д элементарных операций позвол ет строить технологические линии, работающие в автоматическом или близком к этому режиме.

В зависимости от конкретных условий способ может осуществл тьс  без нагрева заготовки и инструмента (штамповка высокопластичных материалов) или с нагревом 5 заготовки, или с нагревом и заготовки и инструмента (высокопрочные малопластичные алюминиевые, магниевые и титановые сплавы ).

Пример осуществлени . Изготовле0 ние спортивного колеса размера 6 х 13 из магниевого сплава МА 2-1.

От предварительно прессованного прутка 0200 мм отрезали заготовку длиной 210 мм, которую нагревали в печи аэродина5 мического нагрева, после чего производили осадку на плоских бойках в шайбу, закончив таким образом подготовку исходной заготовки . Произвед  нагрев в проходной электрической печи, исходную заготовку 1

0 укладывали в полость матрицы 2 на неподвижный пуансон 4 (фиг.1а), после чего опускали пуансон 5 и производили пр мое выдавливание металла заготовки в кольцевой зазор между матрицей 2 и пуансоном 4,

5 образу  чашу со стенкой 6 толщиной 8 мм и диаметром 296 мм и кольцевым выступом 7 с обратной стороны диаметром, равным 329 мм (фиг. 16). При этом длина стенки от дна до ее торца превышала длину средней ли0 нии обода от дна до торца внутренней реборды на 8 мм, а ширина выступа превышала толщину стенки в 2,5 раза и составл ла 20 мм, После изготовлени  чашу удал ли из поло.сти матрицы выталкиватё5 лем 8.

Полученный в виде чаши промежуточный полуфабрикат 9 подогревали и укладывали в матрицу 10 следующего штампа, размеща  стенку полуфабриката в кольце0 . вом зазоре, образованном полостью матрицы 10 и центральным пуансоном 11 (фиг.2а). После этого подводили пуансон 12 и проводили формовку, деформиру  сначала донную часть и образу  на ее наружной

5 поверхности 13 рельеф (рисунок), а заканчивали формовку образованием по периметру донной части из металла кольцевого выступа и металла, вытесн емого из донной части , фланца (реборды), состо щего из

0 собственно наружной реборды 14 с основанием и полкой и части обода 15 (его посадочного места) диаметром 330 мм, привыкающей к реборде (фиг.2б). Из полости штампа полуфабрикат удал ли толкате5 лем 16.

Полученный полуфабрикат еще раз подогревали и размещали донной частью на толкателе 17 окончательного штампа, а затем с помощью буферного устройства 18 обжимали разъемной матрицей 19 ранее отформованные реборду и часть обода (фиг.За), после чего, не снима  радиального усили  обжати , опускали пуансон 20 и раздавали на конус с одновременным доформо- выванием стенки полуфабриката в часть обода 21 и вторую реборду 22 (фиг.Зб).

Полученный полуфабрикат подвергали низкотемпературной термообработке (отжигу ), после чего проводили механическую обработку на окончательные размеры. При этом при проточке внутренней поверхности дисковой части часть ее поверхности с рельефом удал лась, что позвол ло, не примен   фрезеровку, вскрыть вентил ционные отверсти  (окна).

Как показали проведенные эксперименты , предложенный способ позвол ет по сравнению с известным существенно расширить сортамент изготавливаемых колес, так как обеспечивает не только изготовление колёса с различным рисунком дисковой части, но и изготовление принципиально различных колес, а именно:

колес, дискова  часть которых соединена с ободом вблизи плоскости симметрии его профил ;

колес, дискова  часть которых соединена с ободом под основанием наружной реборды .

В св зи стем, что предложенный способ

позвол ет приблизить форму получаемого издели  к форме готовой детали, т.е. величина припуска на механическую обработку составл ет 1,5-2 мм, то объем механической обработки приводитс  к минимальному, что

в свою очередь снижает на 10-15% расход металла. Этому также способствует формирование издели  без вытеснени  металла в облой.

Все изложенное вли ет и на повышение

производительности на 20-25% за счет меньшего обьема металла и расчленени  процесса на р д элементарных операций, общее количество которых на 10-15% расход металла. Этому также способствует формирование издели  без вытеснени  металла в облой.

Все изложенное вли ет и на повышение производительности на 20-25% за счет меньшего объема металла и расчленени 

процесса на р д элементарных операций, общее количество которых на 10-25% меньше , чем в прототипе.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ изготовлени  изделий типа колес, включающий подготовку исходной заготовки, изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковой части, формирование про- фил  ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработку, о тли ч а ю ;щ и и с   тем, что изготовление указанного полуфабриката в виде чаши осуществл ют пр мым вы- давливанием стенки посто нной толщины с одновременным образованием с обратной стороны донной части над стенкой кольцевого выступа, формовку реборды и дисковой части начинают деформированием наружной поверхности донной части, а заканчивают образованием по периметру из кольцевого выступа и металла, вытесн емого из донной части, фланца реборды, после чего формообразуют радиальным перемещением металла стенки профиль ободной части, доформовыва  из стенки вторую реборду , при следующем соотношении размеров

   D Do,

   1,01Dn DB 0,99DP, где D - наружный диаметр стенки, мм;

   DB - наружный диаметр выступа, мм;

   Dn - диаметр (посадочный) полки ободной части, мм;

   Dp - диаметр выступа дл  наружной реборды , мм.
2. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щи и с   тем, что при механической обработке часть донного рельефа удал ют точением.

   Фиг. I

   .З

   Составитель С. Басюк Редактор М. Кузнецов Техред М.Моргентал

   Корректор Н. Бучок