SU1505648A1 - Способ изготовлени профильного колеса - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий в форме профилированных тел вращени , например колес дл  сельскохоз йственных машин и механизмов. Цель изобретени  - снижение трудоемкости изготовлени  колеса. Заготовки 2 дл  обода колеса 1 изготавливают выт жкой по внутренней части в виде шарового по са, по периферийной в форме тороидального кольца, а среднюю часть в форме плоского кольца. Затем на тороидальной части раскатывают кольцевую канавку глубиной (1,2-0,6)S и шириной (2-5)S , где S -толщина заготовки в зоне раскатки. Одновременно на внутренней поверхности тороидального кольца раскатывают кольцевой выступ шириной (4-10)S . При этом толщину стенки заготовки по вершинам канавки и выступа выполн ют в пределах (0,6-0,8)S . Изготовленные заготовки 2 собирают в колесо, центрируют по ступице 16, сваривают их между собой встык и с центрирующей ступицей 16.

Description

01

о сд

а

00

Фиг.

Изобретение относитс  к обработке, металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий в форме профилированных тел вращени , например колес дл  сельскохоз йственных машин и механизмов.

Целью изобретени   вл етс  снижение трудоемкости изготовлени  KOviec.

На фиг. 1 показано изготавливаемое по предлагаемому способу колесо, общий вид; на фиг. 2 - заготовка половины колеса , полученна  после операци щтамповки; на фиг. 3 - заготовка в период раскатки; на фиг. 4 - параметры заготовки, получаемые в процессе щтамповки; на фиг. 5 - параметры заготовки, получаемые в процессе раскатки.

Способ изготовлени  профильного колеса 1 (фиг. 1) включает выт жку в штампе дл  одного колеса двух заготовок 2 в виде колец наружным диаметром D с внутренним отверстием d и в.ысотой Н/2 (фиг. 2). Среднюю часть каждого кольца 2 выт гивают в форму шарового по са 3 рад1|усом кривизны R, размер шарового по са 3 ограничен диаметром di. Периферийную часть кольца 2 выт гивают в форму тороидального кольца 4 с радиусом кривизны Ri. Промежуточную часть заготовки калибруют в форме плоского кольца 5. Окончательный размер отверсти  6 получаетс  в процессе выт жки и не требует последующей доработки.

После операции штамповки заготовку устанавливают на оправку 7, (фиг. 3), фиксируют ее положение упорным фланцем

8и поджимают заготовку к оправке роликом 9, который располагают в одной плоскости с канавкой 10, выполненной на наружной поверхности оправки 7.

Враща  оправку 7 и поджима  ролик

9к заготовке, на ее наружной поверхности раскатывают кольцевую канавку 11 на глубину hi(l,2-0,6) S, где S - толщина заготовки в зоне раскатки (фиг. 5), ширина канавки 11 после раскатки должна быть Bi(2-5) S. Одновременнор на внутренней поверхности тороидального кольца в плоскости канавки раскатывают кольцевой выступ 12 шириной 82 (4-10) S. При этом толщину стенки заготовки по вершинам канавки и выступа выполн ют в пределах h2(0,6-0,8) S. Переход поверхности кольцевой канавки 11 к наружной поверхности 13 тороидального кольца 4 формируют в виде излома 14, а переход поверхности выступа 12 к внутренней поверхности тороидального кольца - в виде радиусного сопр жени  15.

После раскатки осуществл ют сборку заготовок 2 в колесо, центрируют по ступице 16, сваривают их между собой встык и с центрирующей ступицей 16 колеса 1.

0

Формирование перехода поверхности кольцевой канавки 11 к наружной поверхности 13 тороидального кольца 4 под острым углом обусловлено тем, что при эксплуа- тации колеса на влажной и рыхлой почве излом поверхности обеспечивает повышение устойчивости колеса, снижение его осевого смещени .

Пример 1. Изготавливают колесо 1 с наружным диаметром D 500 мм, размер обода колеса мм. Наружный диаметр ступицы мм. Обод колеса в форме тороидального кольца с радиусом кривизны мм.

В качестве заготовки используют лист 5 из стали 10, из которого вырубают плоское кольцо с наружным диаметром 0605 мм, и внутренним диаметром 081,5 мм. Производ т выт жку в щтампе каждой кольцевой заготовки 2 в форму половины колеса, при этом внутреннюю часть каждого кольца 2 выт гивают в форму шарового по са 3 с радиусом кривизны мм, а периферийную - в форму тороидального кольца

4диаметром 500 мм и радиусо.м кривизны .мм, при этом среднюю часть коль5 цевой заготовки 2, расположенную между тороидальным кольцом и шаровым по со.м, калибруют в форме плоского кольца 5 с внутренним диаметром 390 мм, сопр гающегос  с тороидальным кольцом 4, радиус сопр же щ  мм. В результате выт ж0 ки получают заготовку половины колеса высотой 70 мм, при этом диаметр отверсти  6 в процессе выт жки увеличиваетс  до 84-84,8 мм, что в пределах допуска на размер 84 по квалитету 14. В случае необходимости заготовку 2 торцуют на размер

5 мм.

При правильно подобранных параметрах заготовки необходимость торцовки может возникнуть только в случае предельного износа рабочих поверхностей штампа.

0 После операции штамповки кольцевую заготовку 2 устанавливают на оправку 7, фиксируют положение заготовки 2 упорным фланцем 8 так, что заготовка 2 имеет возможность смещатьс  в радиальном направлении на оправке 7 и не перемешаетс 

5 в осевом направлении. Заготовку 2 поджимают к оправке 7 роликом 9 и начинают вр ащать оправку 7 совместно с заготовкой 2, постепенно поджима  ролик 9. На наружной поверхности оправки 7 выполнена кольцева  канавка 10, форма и размеры кото0 рой соответствуют форме и размерам кольцевого выступа 12 (фиг. 5). Форма и размеры наружной поверхности ролика 9 соответствуют форме и размера.м кольцевой канавки 11, которую необходимо получить па наружной поверхности тороидальною кольца 4.

Толщина заготовки в зоне раскатки

5 4 мм. Кольцевую канавку 11 раскаты5

вают на глубину (1,2-0,6) S, т.е. на глубину 4,8-2,4 мм. Канавка 11 раскатываетс  на ширину (2-5) S или 8-20 мм. Одновременно с канавкой 11 раскатываетс  кольцевой выступ 12 в плоскости канавки 11 шириной (4-10) S или 16-40 мм. При этом h2(0,6-0,8) S или 2,4-3,2 мм. Переход поверхности кольцевой канавки 11 к наружной поверхности 13 тороидального кольца 4 фор.мируют в виде излома 14, а переход поверхности выступа 12 к внутренней поверхности тороидального кольца 4 - в виде сопр жени  15.

При раскатке кольцевой канавки 11 и выступа 12 обеспечиваетс  равномерное уплотнение металла в зоне канавки - выступ , при этом в процессе раскатки металл перераспредел етс  из канавки в выступ, не измен   геометрии тороидального кольца 4.

Диаметр D увеличиваетс  в процессе раскатки с 500 мм до 502-505 мм, размер П/2 измен етс  в пределах ±1 мм. Это позвол ет производить изготовление колеса из двух заготовок после раскатки без их доработки . Две заготовки 2 собирают в колесо, центриру  по ступице 16, сваривают их между собой встык и с центрирующей ступицей колеса.

Пример 2. Изготавливают колесо I аналогично примеру 1. Кольцевую канавку 11 на наружной поверхности тороидального коль- ца раскатывают на глубину более 1,2 S, т.е. более 4,8 мм.

В процессе раскатки в результате чрезмерного наклепа металла образуютс  трещины в перемычке металла, соедин юшей вершины канавки 1 и выступа 12.

Пример 3. Изготавливают колесо 1 аналогично примеру 1. Кольцевую канавку 11 на наружной поверхности тороидального кольца раскатывают па глубину менее 0,6 S, т.е. менее 2,4 мм.

В процессе раскатки при глубине ка- панки 11 2,3 мм и менее не обеспечиваетс  заполнение металлом заготовки профил  канавки в оправке 7, при этом не обеспечиваетс  наклеп и упрочнение металла в зоне канавки 11. В результате жесткость колеса 1 незначительно отличаетс  от жесткости колеса бнз раскатанной канавки . Колесо в процессе эксплуатации деформируетс , в результате по вл ютс  ударные нагрузки, пргоскальзывание при взаимодействии колеса с грунтом и интенсивный абразивный износ в зоне нарун1енной геометрии колеса, что приводит к низкой эксплуатационной стойкости колеса.

Пример 4. Изготавливают колесо аналогично примеру 1. Кольцевую канавку II на наружной поверхности тороидального кольца раскатывают на ширину менее 2S, т.е. менее 8 мм. В процессе раскатки заготовки колеса 1 при п ирине канавки

5

0

5

5

с

0

5

5

G

7.9 мм менее наблюдаетс  перемещение зон наклепа на боксовые поверхности канавки 11, а в средней части преобладают раст гиваюшие усили , что приводит к по влению трешин в средней части канавки И.

Пример 5. Изготавливают колесо ана. ю- гично примеру 1. Кольцева  канавка 11 на наружной поверхности тороидального кольца шириной более 5S, т.е. бо..ее 20 мм. В процессе раскатки заготовки колеса при ширине канавки более 20 мм наблюдаетс  нарушение геометрии тороидального кольца в сторону увеличени  диаметра D с 500мм до 540-550 мм, что в дальнейшем приводит к интенсивному износу колеса н средней части его обода.

Пример 6. Изготавливают колесо аналогично примеру 1, толщина стенки по нам канавки и выступа Кз менее 0,65 (2,4 мм). При этом снижаютс  прочность и жесткость колеса 1 в зоне канавки 1 1 и выступа 12, увеличиваетс  веро тность деформации колеса в процессе его эксплуатации , что приводит к интенсивному абразивному износу в зоне нару|пенной геометрии колеса.

Пример 7. Изготавливают ко.чесо аналогично примеру 1. При этом л-2 более 0,8S (3,2 .мм). При высоте выступа более 3,2 мм наблюдаетс  по вление трешин на поверхности выступа, особенно в зоне его вершины. .Механическа  прочность колеса снижаетс , нарушаетс  его геометри  и, как результат, повьинаетс  абразивный износ.

Пример 8. Изготавливают колесо аналогично примеру 1. Кольцевой выступ 12 имеет лирину менее 4S (16 мм). При ишрине выступа 12 менее И) мм происходит чрезмерное уплотнение боковых поверхностей канавки 11 и выступа 12 и недостаточное уплотнение материала в районе вершины выступа 12. В результате наблюдаютс  сколы металла на боковой поверхности канавки 11 и выступа 12, обрыв мстал,-1а в зоне перехода тороидального кольца в KO. цевой выступ 12, что ведет к неустранимому браку при изготовлении ко.чес.

Пример 9. Изготавливают колесо аналогично примеру 1. Кольцевой выступ 12 имеет ширину более 10S (40 мм). При пшрине выступа более 40 мм,так же, как и в примере 5, наблюдаетс  наруп1ение геометри тороидального кольца в сторону увеличени  его диаметра D до 530-540 мм.

Предлагаемы способ позво.ч ет снизить- трудоемкость изготов.юни  полого колеса благодар  уменьн1енп1о количества техно. ю- гических опера ци11, обеспечению возможности испо. 1ьзовани  высокоэффектнви 51х операций штамповки и раскатки в едином технологическом цик.че.

Формула и: ,о6реген11.ч

Способ изготовлени  iipocjiii.ibiKiro ко.-юса. включаю щп |1:;ск;м :-, ofni/ui. сб. -« ini,и ступицы и их сварку, отличающийс  тем, что, с целью снижени  трудоемкости изготовлени , колесо формируют из двух заготовок в виде колец, имеющих среднюю, периферийную и промежуточные чаети, на средней части каждого из которых формо- образуют сферическую иоверхность, нери- ферийную их часть штампуют в форме кольца с образующей, вынолненной но радиусу , промежуточную часть ка;|нбруют в форме клоского кольца, на наружной новерх

ности периферийной части раскатывают кольцевую канавку глубиной {,2,..0,6)8 и шириной (2...5)5, где S - толщина заготовки в зоне раскатки, одновременно на внутренней поверхности периферийной части формируют ко;1ьцевой выступ шириной (4...10)5, нри этом толшину стенки заготовки но вершинам канавки и выступа вынолн ют в пределах (0,6...0,8)5, затем собирают две заготовки в колесо.

Н/2

{.ffif.fffj

-5

(

В

Ъ

Сриз.2

срцг.З

Фиг.

Щи г.5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ изготовления профильного колеса. ВКЛЮЧАЮЩИЙ рИСКИГК\ ОСиЩА. СОС'рчх ->όη j,'! и ступицы и их сварку, отличающийся гем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления, колесо формируют из двух заготовок в виде колец, имеющих среднюю, периферийную и промежуточные части, на 5 средней части каждого из которых формообразуют сферическую поверхность, периферийную их часть штампуют в форме кольца с образующей, выполненной по радиусу, промежуточную часть калибруют в форме плоского кольца, на наружной поверх ности периферийной части раскатывают кольцевую канавку глубиной (1,2...0,6) S и шириной (2...5)S, где S — толщина заготовки в зоне раскатки, одновременно на внутренней поверхности периферийной части формируют кольцевой выступ шириной (4...10)S, при этом толщину стенки заготовки по вершинам канавки и выступа выполняют в пределах (0,6...0,8)S, затем собирают две заготовки в колесо.

   фиг.З

   Со ст а в иге л ь М. .Антошин