RU1811430C - Способ изготовлени изделий типа колес - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : способ включает подготовку исходной заготовки, изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковой части, формирование профил  ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработки. Изготовление чаши ведут пр мым выдавливанием цилиндрической стенки посто нной толщины с образованием с обратной стороны донной части над стенкой обратным выдавливанием кольцевого выступа - реборды . Затем производ т предварительную формовку участка цилиндрической стенки, противолежащего донной части, раздачей на конус, после чего формуют радиальным обжатием стенку в профиль ободной части, доформовыва  ее изнутри и продолжа  воздействовать радиальным усилием. Перед раздачей на конус упом нутый участок цилиндрической стенки дополнительно обжимают по диаметру. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть широко ис- пользовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении объемной штамповки автомобильных и им подобных колес и деталей типа корпусов или сосудов высокого давлени  с перегородкой внутри.

Технический результат достигаемого изобретением выражаетс  в снижении числа переходов обработки и уменьшении припуска на механическую обработку при радиальных видах полученных изделий. ,

В способах изготовлени  изделий типа колес, включающем 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, изготовление чаши ведут

пр мым выдавливанием цилиндрической стенки посто нной толщины с образованием с обратной стороны донной части над стенкой обратным выдавливанием реборды , затем производ т предварительную формовку участка цилиндрической стенки, противолежащего донной части, раздачей на конус, после чего формуют радиальным обжатием стенку в профиль ободной части, доформовыва  ее изнутри и продолжа  воздействовать радиальным усилием.

Перед раздачей на конус упом нутый участок цилиндрической стенки дополнительно обжимают по диаметру.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что дл  расширени  сортамента изготавливаемых изделий типа колес применен комбинированный процесс обработки металлов давлением, включающий поочередно примен емые операции пр мого и обратного выдавливани  с одновременным

С

СА)

LO

перераспределением металла относительно оси заготовки и сочетающиес  с ними операции раздачи и обжати  стенки получаемого полуфабриката. 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 , значительно сократить расход металла и повысить общую производительность как за счет уменьшени  объема механической обработки , так и за счет предложенной совокупности операций.

На фиг.1 показано образование чаши; на фиг.2 - образование рельефа на наружной поверхности донной части и формовка фланца по периметру; на фиг.З - раздача участка цилиндрической стенки на конус; на фиг.4 - формирование радиальным перемещением (обжатием) участка стенки в профиль ободной части; на фиг.5 - образование минимального диаметра профил  ободной части радиальным обжатием.

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 с цилиндрической стенкой 6 посто нной толщины диаметра D и кольцевым выступом 7 с обратной стороны чаши отличного от стенки диаметра (фиг. 16). По окончании процесса изготовлени  промежуточного полуфабриката в виде чаши последнюю удал ют из полости матрицы выталкивателем 8,

Полученный промежуточный.полуфабрикат 9 опускают в матрицу 10 следующего штампа, закрепленного на столе 3 пресса, размеща  стенку полуфабриката в кольцевом зазоре, образованном полостью матрицы 10 и центральным пуансоном 11 (фиг.2а). Опуска  затем пуансон 12, производ т с усилием Р формовку сначала донной части, образу  на ее наружной поверхности требуемый рельеф 13. а затем, заканчива  процесс: образуют из металла кольцевого

выступа и излишков, вытесн емых из донной части, фланец (реборду) 14, состо щий из основани  и полки. При этом диаметр D, равный посадочному диаметру обода (с учетом припусков) не мен етс  (фиг.26). Полученный полуфабрикат удал ют с центрального пуансона 11 выталкивателем 15.

В дальнейшем полуфабрикат 16 размещают донной частью на опоре 17 следующего штампа, также закрепленной на столе 3 пресса (фиг.За), и, опуска  конический, например , нагреваемый пуансон, 18, закрепленный на траверсе пресса, радиальным

5 перемещением раздают по крайней мере участок цилиндрической стенки 6 полуфабриката на конус с максимальным диаметром , равным диаметру второй реборды (фиг.Зб). 0 Подготовленный таким образом полуфабрикат 19 размещают в окончательном штампе 20 на выталкивателе 21, который усилием Рт удерживаетс  в верхнем положении . На выталкиватель опираютс  части

5 разъемной матрицы 22, которые с помощью направл ющих (на чертеже не показаны) разведены в стороны. При опускании траверсы пресса с закрепленным на ней пуансоном 23 и буферным устройством 24

0 последнее усилием Рп Рт будет смещать части матрицы 22 и выталкиватель 21 с полуфабрикатом 19 вниз (фиг.4а). При этом частицы матрицы будут конической поверхностью окончательного штампа 20

5 сводитьс  к центру, производ  таким образом предварительное формирование профил  ободной части.

После того, как выталкиватель и части матрицы под действием усили  Рп - будут

0 опущены в нижнее крайнее положение, поверхность полуфабриката окажетс  обжатой част ми матрицы. При продолжении движени  траверсы пресса будет производитьс  сжатие буферного устройства 24, в

5 опускающимс  при этом пуансоном 23 производитс  окончательное формование профил  ободной части 25 с доформовыванием наружной 26 и внутренней 27 реборды (фиг.4б).

0

В некоторых случа х, например при меньшем перепаде между диаметрами реборд и ободной части,радиальное перемещение металла при формовании ободной 5 части у полуфабриката 16, полученного по фиг.2, ведут, устанавлива  последний донной частью 28 на опору 29, размещенную на столе 3 пресса, и обжима  участок 30 стенки конусным инструментом 31, размещенным на траверсе пресса (фиг.5а,б).

Предварительно отформованный таким образом полуфабрикат в дальнейшем размещают в штампах, аналогичных показанным на фиг.З и 4, в которых и производ т окончательное формование обода и реборд, осуществл   радиальное перемещение (раздачу) пуансоном части стенки полуфабриката с образованием профил  обода и обеих реборд.

Отштампованные в соответствии с фиг.4 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 дл  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, объем 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 процессов 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 заготовки, или с нагревом и заготовки и инструмента (высокопрочные малопластичные алюминиевые, магниевые и титановые сплавы).

Примеры осуществлени .

1. Изготовление колеса размером 5,5 х х13 из сплава АДЗЗ с дисковой частью, рас- полрженной в одной плоскости с основанием наружной реборды.

В качестве исходной заготовки был ис- пользрван обточенный слиток сплава 1420 размерами 220 х 150 мм, который предварительно подвергали изостатической обработке в аргоновой среде в газостате.

В дальнейшем, заканчива  подготовку, исходную заготовку вновь нагревали и осаживали на плоских бойках в шайбу,

Произвед  подогрев шайбы 1 в камерной электрической печи, шайбу укладывали в полость матрицы 2 на неподвижный пуансон 4 (фиг.1а), после чего опускали пуансон

5 и производили пр мое выдавливание мо талла шайбы в кольцевой зазор между мат- рицей 2 и пуансоном 4, образу  чашу со стенкой 6 толщиной 8 мм и диаметром D 5 332 мм (посадочный диаметр обода плюс припуск на механическую обработку) и кольцевым выступом 7 с обратной стороны диаметром , равным 335 мм (фиг. 16).

Полученный промежуточный полуфаб- 0 рикат 9 подогревали и опускали в матрицу 10 следующего штампа, закрепленного на столе 3 пресса, размеща  стенку полуфабриката в кольцевом зазоре, образованном полостью матрицы 10 и центральным пуан- 5 соном 11)(фиг.2а). Затем ходом пуансона 12 производили усилием Р формовку сначала донной части, образу  на ее наружной поверхности требуемый рельеф 13, после чего, заканчива  процесс, образовывали из ме0 талла кольцевого выступа и излишков, вытесн емых из донной части, фланец (реборду) 14, состо вший из основани  и полки. При этом диаметр D 332 мм не мен етс  (фиг.26). Полученный полуфабри5 кат удал ли с центрального пуансона 11 выталкивателем 15.

Дл  упрощени  процесса последующей формовки полуфабрикат 16 без нагрева размещали донной частью на опоре 17 следую0 щего штампа, расположенного на столе 3 - .пресса (фиг.За) и, опуска  конический нагретый пуансон 18, закрепленный на траверсе пресса, производили раздачу по диаметру (радиальное перемещение металла стенки) участка цилиндрической стенки.

5 на конус с максимальным диаметром, равным диаметру второй реборды (диаметром 367 с учетом припуска на механическую обработку ), Конец операции проиллюстрирован на фиг.56.

0Подготовленный таким образом полуфабрикат 19 нагревали и размещали в холодном (охлаждаемом) .штампе 20 на выталкивателе 21, который усилием Рт удерживалс  в верхнем положении. При опуска5 нии траверсы пресса с закрепленным на ней пуансоном 23 и буферным устройством 24, последнее усилием Рп Рт смещало части матрицы 22 и выталкиватель 21 с полуфабрикатом 19 вниз (фиг.4а). При этом части

0 матрицы по конусной поверхности окончательного штампа сводились к центру, благодар  чему производилось предварительное формирование профил  ободной части. После опускани  выталкивател , частей

5 матрицы и полуфабриката под действием .усили  Рп в нижнее крайнее положение, движение траверсы пресса продолжалось, буферное устройство 24 сжималось и опускающимс  при этом пуансоном 23 производилось окончательное формование профил  ободной части 25 с доформовыванием наружной 26 и внутренней 27 реборды. При этом одновременно с формовкой про водилось интенсивное охлаждение полуфабриката штампом, т.е. осуществл лась закалка непосредственно в штампе, что позволило исключить отдельные нагрев и охлаждение полуфабриката, а также коробление полуфабриката при его свободном охлаждении при закалке, что позволило уменьшить припуски под механическую обработку , сократив тем самым расход метал- ла и повысив производительность мехобработки и процесса изготовлени  колеса в целом.

Дл  исключени  короблени  донной части и ее интенсивного охлаждени  одновременно с формированием профил  обода осуществл ли калибровку части со степенью деформации, равной 0,51 %, что позволило превысить упругие деформации и получить стабильную форму дна (фиг.4б). Отштампованное таким образом изделие в дальнейшем подвергалось завершающей термообработке (искусственному старению) и окончательной механической обработке.

2. Изготовление колеса размера 6,0 х 13 из сплава АДЗЗ с дисковой частью, также расположенной в одной плоскости с основанием наружной реборды., но с уменьшенной высотой последней.

В качестве исходной заготовки был использован обточенный слиток сплава АД 33 размерами 229 х 160 мм, который нагревали и осаживали на выпукло-вогнутых бойках в шайбу (на чертежах не показано).

Произвед  подогрев шайбы 1 в камерной электрической печи, шайбу укладывали в полость матрицы 2 на неподвижный пуансон 4 (фиг.1а), после чего пуансоном 5 пр мым выдавливанием металла шайбы в зазор между полостью матрицы 2 и пуансоном 4 образовали чащу со стенкой 6 толщиной 7 мм и диаметром D 332 мм (с учетом припуска по 1 мм на сторону дл  механической обработки) и кольцевым выступом 7 с обратной стороны, диаметр которого равн лс  340 мм (фиг. 16).

Полученный промежуточный полуфабрикат 9 подогревали и опускали в матрицу . 10 следующего штампа, размеща  стенку полуфабриката в кольцевом зазоре, образованном полостью матрицы 10 и центральным пуансоном 11 (фиг.2а). Затем пуансоном 12 производили формовку сначала донной части, образу  на ее поверхност х требуемый рельеф 13. после чего, заканчива  процесс, образовывали из металла кольцевого выступа и излишков, вытесн емых из донной части , фланец (реборду ) 14, состо вший из основани  и полки,

При этом диаметр 0 332 мм не мен лс  (фиг.26). Полученный полуфабрикат удал ли

с центрального пуансона 11 выталкивателем 15 и без подогрева устанавливали донной частью 28 на опору 29, размещенную на столе 3 пресса, и производили радиальное перемещение участка 30 стенки, обжима 

последнюю на диаметрО 298 мм инструментом 31, размещенным на траверсе пресса (фиг. 5а,б).

Предварительно отформованный таким образом полуфабрикат в дальнейшем нагревали и размещали в штампах, аналогичных показанным на фиг.З и 4, в которых и производили окончательное формование обода и реборд, осуществл   радиальное перемещение (раздачу) пуансоном части

стенки полуфабриката с образованием профил  обода и обеих реборд. Отштампованное изделие подвергалось стандартным закалке и искусственному старению, после чего механически обрабатывалось на окончательные размеры.

Как показали проведенные эксперименты , предложенный способ позвол ет по сравнению с известным существенно расширить сортамент изготавливаемых колес,

так как обеспечивает не только изготовление колеса с различным рисунком дисковой части, но и изготовление принципиально различных колес, а именно:

- колес, дискова  часть которых соеди- нена 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 объема металла и расчленени  процесса на р д элементарных операций, общее количество которых на 10-25%

меньше, чем в прототипе..

Claims (2)

1. Формулаизобретени  1. Способ изготовлени  изделий типа колес, включающий подготовку исходной заготовки, изготовление промежуточного

   полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковой части, формирование про- фил  обводной части ребордами, окончательную термическую и механическую обработку, отличающийс  тем, что изготовление чаши ведут пр мым выдавливанием цилиндрической стенки посто нной толщины с образованием с обратной стороны донной части над стенкой обратным выдавливанием реборды, затем производ т предварительную формовку

   0

   участка цилиндрической стенки, противолежащего донной части, раздачей на конус, после чего формуют радиальным обжатием стенку в профиль ободной части, доформо- выва  ее изнутри и продолжа  воздействовать радиальным усилием.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что перед раздачей на конус упом нутый участок цилиндрической стенки дополнительно обжимают по диаметру.

   pf. f

   cpuS.B