Способ штамповки конических шестерен Советский патент 1992 года по МПК B21K1/30 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к горячей штамповке, и может быть использовано при изготовлении конических шестерен.

Известен способ изготовления конических шестерен с оформлением зубьев, заключающийся в нагреве мерной заготовки до ковочных температур, осадке, предварительной штамповке полуфабриката с оформления зубьев, окончательной штамповке шестерни.s,

Недостатком известного способ.1} является необходимость изготовления удвоенного комплекта штампового инструмента формообразующего зубья, и нево:.мож- ность автоматизации процесса штамповки.

Известен также способ изготовления конических шестерен с оформлением зубьев, заключающийся в нагреве мерной заготовки до ковочных температур, осадке, штамповке полуфабриката без оформления зубьев, окончательной штамповке шестерни.

Недостатком известного способа является низкая стойкость штампового инструмента окончательного ручья, формообразующего зубья, обусловленная увеличенной нагрузкой при формировании зубчатого венца шестерни, в том числе из-за подстуживания поверхностных слоев металла полуфабриката при штамповке в предварительном ручье штампа и значи

со

CJ

о

Ю

тельных потоков пластического течения металла заготовки вдоль зубьев гравюры штампа, и большой расход металла в облой, связанный с необходимостью создания подпора в облойном мостике штампа для каче- ственного заполнения зубчатого венца шестерни.

Цель изобретения - повышение коэффициента использования металла и стойкости штамповой остнастки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу штамповки конических шестерен с оформлением зубьев, включающему нагрев мерной заготовки до ковочных температур, осадку, штамповку полуфабри- ката без оформления зубьев, окончательную штамповку шестерни, штамповку полуфабриката осуществляют таким образом, что объем металла, необходимый для заполнения зубчатого венца шестерни, фор- мируют в виде наружного кольцевого выступа со свободной поверхностью верхнего торца деформированием центральной части осаженной заготовки в осевом направлении, внутренний диаметр основания кото- рого равен внутреннему диаметру основания зубчатого венца, а наружный диаметр не более наружного диаметра основа- ния зубчатого венца окончательно отштампованной поковки. При этом верх- ний торец кольцевого выступа не входит в контакт со штампом, в результате чего не подстуживается, максимально снижаются потоки пластического течения металла вдоль зубьев гравюры штампа в окончатель- ном ручье, так как необходимый объем металла для этого и форма его сформированы в предварительном ручье штампа и зубья шестерни формуются, в основном, при течении металла от вершины зубьев штампа к их основанию, что несомненно способствует увеличению стойкости формообразующего инструмента окончательного ручья.

Равенство внутреннего диаметра основания кольцевого выступа полуфабриката и внутреннего диаметра основания зубчатого венца шестерни, устраняет возможность появления встречных потоков пластического течения металла и, как следствие, ковочного дефекта зажим в основании зубчатого венца шестерни.

В результате изменения схемы деформирования полуфабриката снижается нагрузка в предварительном ручье штампа, что тоже приводит к повышению стойкости штамповой оснастки.

Отсутствие подстуживания верхнего торца наружного кольцевого выступа полуфабриката и его форма, способствующая уменьшению пластических потоков относительно гравюры штампа, приводит к уменьшению величины подпора металла в облойном мостике, необходимого для качественного заполнения гравюры штампа, что дает возможность снизить объем об- лоя. закладываемого в объем заготовки для этой цели, что в конечном итоге приводит к повышению коэффициента использования металла.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что при штамповке полуфабриката, объем металла, необходимый для заполнения зубчатого венца шестерни, формируют в виде наружного кольцевого выступа со свободной поверхностью верхнего торца деформированием центральной части осаженной заготовки в осевом направлении, внутренний диаметр основания которого равен внутреннему диаметру основания зубчатого венца, а наружный диаметр не более наружного диаметра основа- ния зубчатого венца окончательно отштампованной поковки.

На фиг.1-3 показаны переходы штамповки конической шестерни с образованием зубьев по предлагаемому способу.

Способ осуществляется следующим образом,

Нагретую мерную заготовку 1 помещают в штамп, осуществляют осадку заготовки 2 (фиг.1), штампуют полуфабрикат 3 (фиг.2), причем объем металла, необходимый для заполнения зубчатого венца шестерни, формируют в виде наружного кольцевого выступа со свободной поверхностью верхнего торца деформированием центральной части осаженной заготовки в осевом направлении, внутрений диаметр основания которого (Den) равен внутреннему диаметру основания зубчатого венца (0Вш) (фиг.З), а наружный диаметр (DHn) не более наружного диаметра основания зубчатого венца (Онш) окончательно отштампованной поковки, ,va- яее полуфабрикат 3 перекладывают в окончательный ручей штампа и осуществляют окончательную штамповку шестерни 4 с оформлением зубьев.

Пример. Способ реализован при штамповке опытно-промышленной партии поковок ведомой конической шестерни главной передачи автомобиля КамАЗ. Материал шестерни - сталь 20ХГНМТА. Размеры исходной заготовки: диаметр 110 мм. длина 147 мм. Исходную заготовку нагревают в индукционном нагревателе до ковочной температуры, подают в штамп горячештам- повочного пресса усилием 40000 кН на первую позицию штамповки, осаживают до высоты 43 мм. Осаженную заготовку перекладывают в следующий ручей и штампуют

полуфабрикат с кольцевым выступом наружным диаметром 220 мм, внутренним диаметром 145 мм и свободной поверхностью верхнего торца, не контактирующего со штампом. Полученный полуфабрикат перекладывают в окончательный ручей и штампуют поковку с оформлением зубьев. Далее на обрезном прессе усилием 6300 кН производят обрезку облоя и пробивку перемычки. Отход металла в облой составляет 0,746 кг или 6,79% от массы заготовки.

Формула изобретения Способ изготовления конических шестерен с оформлением зубьев, включающий нагрев мерной заготовки до ковочных температур, осадку, .штамповку полуфабриката

0

5

без оформления зубьев, окончательную штамповку шестерни, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования металла и стойкости штам- повой оснастки, при штамповке полуфабриката объем металла, необходимый для заполнения зубчатого венца шестерни, формируют в виде наружного кольцевого выступа со свободной поверхностью верхнего торца деформированием центральной части осаженной заготовки в осевом направлении, внутренний диаметр основания которого равен внутреннему диаметру основания зубчатого венца, а наружный диаметр не более наружного диаметра основа- ния зубчатого венца окончательно отштампованной поковки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения горячей штамповкой конических шестерен. Цель - повышение коэффициента использования металла и стойкости штам- повой оснастки. Способ штамповки конических шестерен с оформлением зубьев включает нагрев мерной заготовки до ковочных температур, осадку, штамповку полуфабриката без оформления зубьев, окончательную штамповку шестерни, Штамповку полуфабриката осуществляют таким образом, что объем металла, необходимый для заполнения зубчатого венца шестерни, формируют в виде наружного кольцевого выступа со свободной поверхностью верхнего торца деформированием центральной осаженной заготовки в осевом направлении, внутренний диаметр основания которого равен внутреннему диаметру основания зубчатого венца, а наружный диаметр не более наружного диаметра основания зубчатого венца окончательно отштампованной поковки. В процессе разнообразования верхний торец кольцевого выступа не входит в контакт со штампом, в результате чего отсутствует его подстуживание, что благоприятно влияет на течение металла заготовки и стойкость штамповой оснастки. 3 ил. Ё

m

$яг. 2

А В