Способ ковки заготовок коленчатых валов Советский патент 1992 года по МПК B21K1/08 

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке металлов давлением, конкретно к способам ковки, и наиболее эффективно может быть использовано при изготовлении крупных многоколенчатых валов с расположением колен под углом 120°.

В металлургии, в частности в кузнечно- прессовом производстве, широко известен способ ковки коленчатых валов с использованием сочетаний операций протяжки и передачи отдельных участков колен вала относительно один другого. Однако эти широко известные способы ковки коленчатых валов неприемлемы при изготовлении коленчатых валов со сравнительно короткими коренными шейками.

Известен способ ковки коленчатого вала, включающий операции нагрева заготовки, ковку заготовки до получения прямоугольного сечения, формирования колен, ковку шеек вала на цилиндрическое сечение и последующее развертывание колен под требуемым углом путем закручивания шеек.

Формирование и разворот колен по известному способу является весьма сложным и трудоемким процессом в связи с передачей отдельных участков заготовки и изготовлением специальной кузнечной оснастки (сподков, бойков, приспособления для разворота бойков и т.д.).

Известен способ ковки коленчатых валов, включающий операции нагрева слитка, осадку, предварительную ковку под формирования коле вала, изотермический отжиг, предварительную проточку шеек, окончательное формирование шеек и колен вала. Изготовление коленчатых валов по указанной схеме является очень трудоемким и продолжительным процессом. Это связано как со специфическими особенностями разворота колен, так и с длительностью изготовления, обусловленной применением изотермического отжига и предварительной проточкой шеек механическим способом.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемму является способ ковки коленчатых валов, включающий операции

(Л

ю ю

5

ел

нагрева слитка, осадку, предварительную ковку под формирование шеек и колен, окончательное формирование шеек и колен вала.

Такой способ ковки исключает предварительную проточку шеек и последующий разворот колен с помощью спецприспособления. Однако изготовление многоколенчатых валов известным способом является сложным и трудоемким процессом вследствие специфических особенностей разворота колен и сложной формы коленчатого вала, что связано с применением большого количества выносов и подогревов. Это, в свою очередь, снижает производительность ковочного оборудования и пропускную способность нагревательных печей.

Цель изобретения - снижение трудоемкости процесса изготовления коленчатых валов.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу ковки коленчатых валов, включающему операции нагрева слитка, осадку, предварительную ковку под формирования шеек и колен, окончательное формирование шеек и колен пала, предварительную ковку под формирование шеек и колен вала осуществляют до получения поперечного сечения заготовки в виде равностороннего треугольника, окончательное формирование шеек и колен вала осуществляют путем механической ооработки.

На фиг,1 изображена заготовка коленчатого вала с поперечным сечением в виде треугольной формы, а пунктирными Линиями - контур колен 1-6; на фиг.2 - то же, вид сбоку (колено 3 и 4 расположены в одной плоскости).

При этом вершины треугольника скруг- лены по радиусу R с целью приближения размеров заготовки к чистовым размерам детали коленчатого вала.

Способ осуществляют следующим способом.

После осадки заготовку протягивают на диаметр, размер которого рассчитывают с учетом того, чтобы отношение площади поперечного сечения заготовки Зф.з. к конечной .площади поковки с поперечным сечением треугольной формы Зт.п. было в пределах 1,65-1 Д. являющимся важным моментом при формировании колен с указанной формой. При этом превышение значения отношения на 0,05 взято в качестве технологического припуска (запаса) для устранения ковочных трещин, возникающих в процессе формирования колен. При меньших или

больших отношениях -к

от.п.

это приводит

соответственно к недоштамповке заготовки или к образованию зажимов на ее поверхности.

Затем заготовку в нижнем подкладном

инструменте протягивают до получения треугольного сечения. В результате отковки опытной партии поковок по предлагаемому способу установлено, что при деформации цилиндрической заготовки в нижнем сподке

0 с треугольной формой образуется поковка тоже треугольной формы с равными сторонами и требуемым радиусом R скругления между углами, а оптимальная величина радиуса скругления между углами соответ5 ствует 0,7 диаметра окружности, описанной по его вершинам,

После получения заготовки с треугольной формой производят в зоне колен механическую обработку шеек, а расположения

0 колен 1,2 (3-4), 5 и 6 между собой получают под заданным углом 120°, что исключает в дальнейшем необходимость в развороте колен.

Пример. Поковка шестиколенчатого

5 вала имеет шейки диаметром 420 и 470 мм длиной 1000 и 1150 мм соответственно и участок приведенных колен на треугольное сечение с высотой 575 мм, общей длиной 2420 мм. Колена вала расположены между

0 собой под углом 120°, кроме колена 4 и 3. Материал - сталь 34ХНЗМ. Масса поковки 7600 кг, Поковку шестиколенчатого вала куют из слитка массой 11200 кг на прессе усилием 3000 тс за два выноса.

5 В первом выносе после нагрева до ковочной температуры слиток осаживают до диаметра 1220 мм и предварительно протягивают на 0700 мм, во втором - протягивают по всей длине в нижнем сподке

0 поочередно с кантовкой заготовки на 120° соответственно до высоты 650,610 и 580мм, производят разметку и обжатие концов заготовки на диаметр 420 и 470 мм.

После ковки производят изотермиче5 ский отжиг, механическую обработку коренных шеек и колен и окончательно обработку концевых шеек и колен до чистовых размеров, а также вырезку проб для испытаний на механические свойства.

0 Предлагаемый способ исключает предварительный изотермический отжиг и предварительную механическую проточку шеек под разворот колен, а также сам процесс разворота колен, так как треугольные фор5 мы заготовки способствуют расположить колена относительно одно другого под уг-. . лом 120°. Это позволяет значительно сократить расход газа,электроэнергии,увеличить производительность ковочного оборудования, пропускную способность нагревательных печей, сократить расходы на изготовление спецоснастки, что в целом позволит снизить трудоемкость и упростить цикл изготовления коленчатых валов.

Формула изобретения Способ ковки заготовок коленчатых валов, включающий нагрев слитка, осадку, предварительную ковку промежуточной заготовки под формирование шеек и колен, окончательное формирование шеек и колен

вала, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости последующей обработки заготовок валов, предварительную

ковку под формирование шеек и колен вала осуществляют до получения поперечного сечения промежуточной заготовки в виде равностороннего треугольника, а окончательное формирование шеек и колен вала

осуществляют путём механической обработки.

Изобретение может быть использовано для обработки металлов давлением, конкретно при ковке коленчатых валов. Предварительную ковку промежуточной заготовки под формирование шеек и коленвала осуществляют до получения поперечного сечения промежуточной заготовки в виде равностороннего треугольника. Окончательное формирование шеек и колен вала осуществляют путем механической обработки. 2 ил.