СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ПОКОВОК Российский патент 1997 года по МПК B21J5/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления двубуртных кольцевых поковок.

Известен способ получения поковок путем штамповки заготовок высотой в 1,04-1,08 раза превышающей высоту готовой поковки, прошивки заготовки с формообразованием на внутренней поверхности заготовки симметрично расположенных по окружности выступов, с диаметром вписанной в них окружности составляющим 0,85-0,9 диаметра отверстия и раздачей поковки с одновременным приложением сжимающего усилия к торцу со стороны приложения усилия раздачи [1]
Основным недостатком способа является недостаточная высота кольцевого выступа (0,04-0,08) от высоты готовой поковки) для набора второй реборды, что ограничивает возможности его применения.

Наиболее близким к предложенному техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления кольцевых поковок, например, дисков автомобильных колес, заключающийся в осадке заготовки, предварительном деформировании для получения полуфабриката с внутренней полостью, конфигурация которой соответствует внутренней полости готовой поковки, и нижней ребордой, окончательном деформировании с получением верхней реборды [2]
Недостатком указанного способа является неустойчивость тонкостенного торца при проведении формовки, приводящая к искажению геометрии штампованной поковки. Другим недостатком указанного способа является низкий коэффициент использования металла ввиду наличия большого напуска, закрывающего, например, кольцевые впадины и канавки на наружной поверхности штампованной поковки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является исключение искажения геометрии штампованной поковки, что повышает качество поковки и экономию металла.

Этот результат достигается тем, что в способе изготовления кольцевых поковок, например, дисков автомобильных колес, заключающемся в осадке заготовки, предварительном деформировании для получения полуфабриката с внутренней полостью, конфигурация которой соответствует внутренней полости готовой поковки, и нижней ребордой, окончательном деформировании с получением верхней реборды, при предварительном деформировании получают полуфабрикат, диаметр нижней реборды которого составляет 0,96-1,0 диаметра нижнего торца готовой поковки и объемом, составляющим 1,04-1,16 объема готовой поковки, а при окончательном деформировании линию разъема штампа переносят на верхнюю реборду и осуществляют одновременное получение верхней реборды и кольцевой впадины, расположенной между ребордой и дисковой частью поковки.

Существенными признаками, отличающими заявляемое техническое решение от ближайшего аналога, являются:
получение при предварительном деформировании полуфабриката, диаметр нижней реборды которого составляет 0,96-1,0 диаметра нижнего торца готовой поковки;
получение при предварительном деформировании полуфабриката, объем которого составляет 1,04-1,16 объема готовой поковки;
перенос при окончательном деформировании линии разъема штампа на верхнюю реборду;
одновременное получение при окончательном деформировании верхней реборды и кольцевой впадины, расположенной между ребордой и дисковой частью поковки;
Получение при предварительном деформировании полуфабриката с нижней ребордой, диаметр которой равен 0,96-1,0 диаметра нижнего торца готовой поковки способствует экономию металла и получению высококачественного готового изделия.

При диаметре нижней реборды менее 0,96 диаметра торца готовой поковки для соблюдения заданного объема полуфабриката необходимо увеличение его высоты, что при окончательной штамповке приведет к искажению структуры металла и снижению качества готового изделия.

При диаметре нижней реборды более 1,0 диаметра торца готовой поковки предварительная форма не сможет разместиться в окончательном штампе, а приведение к заданным размерам, например, механообработкой, приведет к увеличению расхода металла.

Получение при предварительном деформировании полуфабриката, объем которого составляет 1,04-1,16 объема готовой поковки способствует качественному формообразованию верхней реборды и оптимальному расходу металла.

При объеме предварительного полуфабриката менее 1,04 объема готовой поковки не обеспечивается качественное и полное заполнение верхней реборды (при облойной штамповке).

При объеме предварительного полуфабриката более 1,16 объема готовой поковки весь избыточный металл выходит в облойную канавку, получают большой облой, что ведет к перерасходу металла.

Получение верхней реборды при окончательном деформировании путем переноса линии разъема штампа на верхнюю реборду обеспечивает высокое качество изделий за счет получения волокнистой структуры в соответствии с конфигурацией детали.

Получение при окончательном деформировании кольцевой впадины, расположенной между верхней ребордой и дисковой частью поковки обеспечивает осуществление ориентации волокна металла относительно конфигурации детали.

Таким образом, исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что благодаря действию совокупности существенных признаков, отличающих заявляемое техническое решение от ближайшего аналога, достигается технический результат предположенного изобретения.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1, изображена форма предварительного деформированного полуфабриката; на фиг.2 схема размещения полуфабриката перед окончательным деформированием; на фиг.3 форма поковки после окончательной штамповки.

Способ осуществляется следующим образом.

Получение предварительно деформированного полуфабриката осуществляют известным методом штамповки. При этом полуфабрикат представляет собой штампованную поковку с внутренней полостью, конфигурация которой соответствует внутренней полости готовой штамповки. Поковка содержит реборду, диаметр Д_пр которой равен 0,96-1,0) диаметра нижнего торца готовой поковки Д_ок, а объем V_пр составляет 1,04-1,16 объема готовой поковки V_ок. Перед окончательным деформированием предварительный полуфабрикат укладывают таким образом, чтобы линия разъема штампа была перенесена на верхнюю реборду. При окончательном деформировании получают верхнюю реборду и кольцевую впадину, расположенную между верхней ребордой и дисковой частью поковки.

Пример конкретного выполнения.

Производили изготовление дисков автомобильных колес размером 5J'•16 из алюминиевого сплава марки АК6 из заготовки размером диаметра 150-380 мм. Заготовки нагревали до температуры 420-460^oС после чего осаживали в торец на высоту 85±5 мм. После подогрева до температуры 420-460^oС на гидравлическом прессе усилием 10 тыс.т проводили предварительную штамповку поковок. Полученные полуфабрикаты имели внутреннюю полость, конфигурация которой соответствовала внутренней конфигурации готовой поковки, нижнюю реборду, диаметры которой соответствовали предельным, средним и запредельным заявляемым размером. Также проводили эксперименты, в которых объем получаемого полуфабриката соответствовал также предельным, средним, запредельным заявляемым параметрам. При окончательном деформировании получали одновременно с ребордой кольцевую впадину, расположенную между верхней ребордой и дисковой частью поковки.

Для сравнения проводили изготовление аналогичных кольцевых поковок по способу-прототипу.

Результаты проведенных экспериментов сведены в таблицу 1.

По результатам экспериментов можно сделать вывод:
1. При Д_пр 0,85 Д_ок не происходит полного заполнения штампа ввиду недостаточности металла в нижней реборде;
2. При Д_пр 1,1 Д_ок также происходит незаполнение штампа, т.к. предварительная форма не размещается в нижнем штампе. Также вследствие последнего при деформации происходит изгиб внутреннего контура предварительной формы и образование складок металла;
3. При V_пр 1,02 V_ок наблюдается неоформление поковок ввиду недостаточного объема металла в предварительном форме;
4. При V_пр 1,18 V_ок наличие большого облоя указывает на перерасход металла;
5. Эксперименты по пп. 1.2-1.4 и 1.7-1,9 показали, что поковки по геометрическим размерам соответствуют требованиям чертежа, а направление волокна в макроструктуре следует конфигурации готовой поковки.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения по сравнению с ближайшим аналогом обусловлены повышением качества и экономией металла.

Сущность: способ изготовления кольцевых поковок после осадки заготовки заключается в том, что при предварительном деформировании получают полуфабрикат с внутренней полостью, конфигурация которой соответствует внутренней полости готовой поковки. Диаметр получаемой при этом нижней реборды составляет 0,96-1,0 диаметра нижнего торца готовой поковки, а объем - 1,04-1,16 объема готовой поковки. При окончательном деформировании получают одновременно верхнюю реборду и кольцевую впадину, расположенную между ребордой и дисковой частью поковки. 3 ил. 1 табл.

Способ изготовления кольцевых поковок, например, дисков автомобильных колес, заключающийся в осадке заготовки, предварительном деформировании для получения полуфабриката с внутренней полостью, конфигурация которой соответствует внутренней полости готовой поковки, и нижней ребордой, окончательном деформировании с получением верхней реборды, отличающийся тем, что при предварительном деформировании получают полуфабрикат, диаметр нижней реборды которого составляет 0,96 1,0 диаметра нижнего торца готовой поковки, а объем 1,04 1,16 объема готовой поковки, при окончательном деформировании линию разъема штампа переносят на верхнюю реборду и осуществляют одновременное получение верхней реборды и кольцевой впадины, расположенной между ребордой и дисковой частью поковки.