Способ изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК B21K1/18 

I

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться в машиностроительном производстве при изго- товчении поршней двигателей внутреннего сгорания

Цель изобретения - повышение качества поршней и их эксплуатационной надежности за счет искчючения растрескивания и изгиба кольцедержателя при штамповке поршня а также упрощение технологии изготовления поршней благодаря однопере- ходнои штамповке при отсутствии необходимости осуществлять центровку кольцедер жателя при штамповке

На фиг 1 показана цилиндрическая за готовка поршня, на фиг 2 - кольцедержатель, на фиг 3 - штамп для изотермической штамповки поршня с установленной в матрице заготовкой с кольцедер- жателем, на фиг 4 - заготовка при штамповке, начальный момент деформирования;

на фиг 5 - то же. конечный момент штамповки

Способ осуществляется счеиющим об разом

На цилиндрическою заготовку 1 стана ливают кольцедержатель 2 На1рет ю ю тем пературы штамповки заготовк 1 с колыц держателем 2 устанавливают в матрицу 3 с натягом между наружным диаметром ко н, цедержателя и внутренним диаметром iai рицы до упора ко шцедержатетя в фик сирующий бурт 4 матрицы Пуансоном 5 проводят деформацию заготовки 1 В про цессе штамповки обеспечиваются изотер мические условия сформирования заготов ки благодаря нагреву штампа посредством индукционного нагревателя 6 В нача ьнын момент заготовка деформируется над кои, цедержателем и касается стенок УЫТРИЦЫ между ними возникает сила трения ко-о рая растет с уветичением илота in кон

Јь 3

00 00 СО

00

такта деформируемой заготовки со стенками матрицы. Когда сила трения превысит усилие сжатия упругих элементов 7, поддерживающих матрицу 3, последняя начнет смещаться вниз, надвигаясь на выталкиватель 8. При этом происходит высадка головки поршня. После этого матрица своей нижней плоскостью упирается во фланцевую часть проставки 9. При дальнейшем ходе пуансона 5 вниз происходит окончательное оформление штампованной поковки поршня (фиг. 5). При поднятии пуансона 5 матрица 3 под действием упругих элементов 7 возвращается в исходное положение, а поковку выталкивают из матрицы 3 выталкивателем 8.

Установка заготовки с кольцедержателем в матрицу с натягом между наружной поверхностью кольцедержателя и внутренней поверхностью матрицы устраняет растрескивание кольцедержателя при деформировании заготовки, а также изгиб кольцедержателя из-за неравномерности течения металла при формировании внутренней полости поршня. Натяг выбирают из соотношения

1,,0035,

г

где D - наружный диаметр кольцедержателя при температуре штамповки; DI - внутренний диаметр матрицы при

температуре штамповки. При меньшем натяге не устраняются трещинообразование в кольцедержателе и изгиб его во время формообразования заготовки, при большем затрудняется установка заготовки с кольцедержателем в матрииуУстановка кольцедержателя на цилиндрическую заготовку без зазора относительно матрицы штампа обеспечивает стабильное положение кольцедержателя на заготовке и устраняет неточное распределение объемов металла над кольцедержателем и под ним, что вместе с неподвижным положением кольцедержателя относительно матрицы во время всего процесса штамповки обеспечивает стабильное положение кольцедержателя на деформируемой заготовке.

Каждый в отдельности взятый отличительный признак способа не обеспечивает поставленной цели. На внешней поверхности поставленного в матрицу с натягом и перемещающегося во время формообразования относительно матрицы кольцедержателя появляются микротрещины и вырывы из-за схватывания кольцедержателя со стенками матрицы. Если кольцедержатель не перемещается относительно матрицы во время штамповки, но установлен в матрице с зазором, то во время штамповки происходит растрескивание кольцедержателя из-за возникающих растягивающих напряжений. Без выполнения указанных условий и без перемещения матрицы совместно с кольцедержателем при высадке штамповка поршня с

0

кольцедержателем в один переход невозможна.

Пример. Поршни штампуют из цилиндрических заготовок из сплава АК12Д. Нире- зистовые кольцедержатели 2 устанавливают

на заготовки 1 без зазора с легким трением. Заготовки 1 с кольцедержателями 2 нагревают под штамповку в печи электросопротивления до 500±Ю С. Штамповку проводят на гидропрессе ДБ 2436 усилием 4 МН в штампе для изотермической штамповки.

Соотношение - для штампуемых порш1/г

ней приведено в таблице.

Нагретую заготовку 1 устанавливают в

5 штамп до упора кольцедержателя 2 в фиксирующий бурт 4 матрицы 3. Штамповку проводят в изотермических условиях при 500±10°С за один технологический переход, включающий штамповку поршня до оформления 30-50% внутренней полости, промежуточную подмазку пуансона 5 и доштам- повку поршня до полного оформления поковки. Количество подмазок определяется качеством смазки.

Таким образом, предлагаемый способ поз5 воляет исключить растрескивание и изгиб кольцедержателя во время процесса формообразования, обеспечить стабильное положение кольцедержателя на поковке, упростить технологический процесс и уменьшить количество необходимого инструмента, что обес печивает получение качественных штампованных поковок поршней за один технологический переход.

Формула изобретения Способ изготовления поршней двигате лей внутреннего сгорания, включающий установку цилиндрической заготовки и кольцедержателя поршня в матрицу штампа до упора кольцедержателя в фиксирующий внутренний бурт матрицы и последующую объемную штамповку заготовки с формированием

0 полости и высадкой головки поршня на окончательной стадии штамповки, отличаю- щийся тем, что, с целью повышения качества и эксплуатационной надежности поршней, а также упрощения технологии их изготовления, установку кольцедержателя в

5 матрицу производят с натягом между наружной поверхностью кольцедержателя и внутренней поверхностью матрицы, выбираемым из условия

1, 1,0035,

П

U где DI - наружный диаметр кольцедержателя при температуре штамповки; - внутренний диаметр матрицы при температуре штамповки заготовки, а объемную штамповку производят за один 5 переход, перемещая матрицу в направлении штамповки совместно с неподвижным относительно нее кольцедержателем в процессе высадки головки поршня.

-ta

Фие.2

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на машиностроительных предприятиях. Цель изобретения - повышение качества и эксплуатационной надежности поршней, а также упрощение технологии процесса. Устанавливают цилиндрическую заготовку и кольцедержатель в матрицу штампа с упором кольцедержателя в фиксирующий бурт матрицы. Формируют внутреннюю полость поршня фигурным пуансоном. Кольцедержатель устанавливают на заготовку без зазора. Заготовку с установленным кольцедержателем устанавливают в матрицу с натягом наружной поверхности кольцедержателя по внутренней поверхности матрицы. Кольцедержатель оставляют неподвижным относительно матрицы в течении всего процесса формирования поршня. Штамповку производят за один технологический переход, совмещая формообразование внутренней полости поршня с высадкой головки и заштамповкой кольцедержателя. При этом исключается растрескивание и изгиб кольцедержателя во время процесса формообразования. 1 табл. 5 ил.

Фиг.З

Фие 5