Способ изготовления кольцевых поковок Советский патент 1992 года по МПК B21J5/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления дисков автомобильных колес.

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.

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 предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является

способ изготовления кольцевых поковок, заключающийся в предварительном получении полой поковки с перемычкой, буртом и облоем у другого торца, приложении усилия раздачи к торцу ступицы, прошивке перемычки и- последующей обрезке облоя, при этом перемычку на поковке образуют на расстоянии от торца ступицы, равном Т,8...2,0 от толщины поковки в зоне ступицы, а затем производят высадку второго бурта поковки и прошивку перемычки и обрезку облоя одновременно с раздачей ступицы.

К существенным недостаткам указанного способа относится потеря пластической устойчивости второго торца штампованного полуфабриката, вследствие высокой пластичности изделий из алюминиевых сплавов при температуре свыше 200°С, что снижает качество изделий из-за несоответствия геометрических размеров. Другим недостатком является невозможность получения изделий с высокой ребордой, т.к. она регламентируется высотой кольцевого

Х|

1

со

выступа, которая равна 1,8-2,0 толщины поковки в зоне ступицы, поэтому увеличение высоты кольцевого выступа приводит к увеичению толщины второго торца, т.е. к увеичению припусков на механическую обработку.

Целью изобретения является повышение качества получаемых изделий, преимущественно из алюминиевых сплавов, и снижение расхода металла за счет уменьшения припуска на механическую обработку.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления кольцевых поковок, например, дисков автомобильных колес, заключающемся в осадке заготовки, предварительном деформировании для получения поковки с перемычкой, кольцевым выступом, ребордой, и облоем у другого торца и высадкой второй реборды, предварительное деформирование производят за два перехода, причем на первом осуществляют распределение металла заготовки по элементарным объемам, на втором получают полуфабрикат с высотой кольцевого выступа, равной 1,9...3,0 его средней толщины, и диаметром, равным 0,88...0,93 диаметра первой реборды, причем с целью расширения технологических возможностей формовку второй реборды производят путем отгиба и высадки кольцевого выступа при температуре 160 ±40°С.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом обусловлены расширением технологических возможностей способа путем получения изделий с высокими ребордами, улучшением качества изделий и уменьшением расхода металла на 20-25% за счет уменьшения припусков на механообработку.

На фиг.1 показана форма первого перехода; на фиг.2 - форума второго перехода; на фиг.З - форма окончательно изготовленной поковки, где Dp - диаметр реборды; DK - диаметр кольцевого выступа; В - средняя ширина кольцевого выступа; Н - средняя высота кольцевого выступа

Способ осуществляют следующим образом.

Деформацию первого и второго переходов производят известным методом горячей штамповки, причем на втором переходе получают полуфабрикат - полую штампованную поковку с одной ребордой и кольцевым выступом, диаметр которого равен (0,88-0,93) диаметра реборды, а высота (Н) равна (1,9-3,0) средней толщины кольцево- го выступа. Формовку второй реборды производят при температуре (160 ±40)°С путем

отгиба кольцевого выступа и высадки в специальном штампе.

Пример (конкретное выполнение). Проводили изготовление дисков колес размером 5x13 из алюминиевого сплава марки АВ из прессованной заготовки диаметром 150x340 мм.

Заготовки нагревали до ()°С, после чего осаживали в торец на высоту 70 ±5

мм, после подогрева до температуры (420- 460)°С проводили предварительную штамповку на гидравлическом прессе усилием 4,7тыс.т. Предварительно отштампованные формы нагревали до температуры 420460°С, после чего проводили окончательную штамповку полуфабриката с ребордой и кольцевым выступом, размеры которого равны предельным, средним заявленным размерам, а также запредельным размерам.

Далее штампованные полуфабрикаты нагревали до температуры 160 ±40°С, а также проводили эксперимент с нагревом штампованных полуфабрикатов ниже и выше заявленных пределов температур.

Средняя ширина В равна частному от деления площади поперечного сечения кольцевого выступа на его высоту.

Результаты проведенного эксперимента сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, при штамповке по способу, выполненному по пп. с 1.2 по 1.6 и 2.2, 2.3, полуфабрикаты имели полное оформление, отсутствовало искажение геометрии. Штампованные поковки дисков колес полностью соответствовали заданным размерам.

При штамповке полуфабриката по п. 1.1 наблюдалось незаполнение второй реборды ввиду недостаточного объема металла в

кольцевом выступе.

При штамповке полуфабриката по п. 1.7 увеличивается припуск на механообработку, что вызывает увеличение объема металла на 12% ввиду увеличения диаметра кольцевого выступа.

При штамповке по п. 2.1 на поверхности полуфабрикатов были обнаружены трещины, что указывает на недостаточную пластичность материала.

При штамповке по п. 2.4 на поверхности полуфабрикатов обнаружены складки, а также деформация торца, выводящие изделия в брак.

На всех полуфабрикатах, полученных по

способу по авт.св. № 1433611, наблюдалось неоформление второй реборды, изгиб торца Изделия были забракованы.

В результате проведенного эксперимента можно сделать вывод, что предлагавмый способ по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:

за счет предварительного деформирования в два перехода получают полуфабрикат с кольцевым выступом заданных размеров;

за счет совмещения отгиба кольцевого выступа с его высадкой получают полное заполнение второй реборды;

за счет тепловой деформации (при темпе- ратуре 160±40°С) получают высокую устойчивость второго торца.

Формула изобретения

1. Способ изготовления кольцевых поковок, например дисков автомобильных ко- лес, заключающийся в осадке заготовки, предварительном деформировании для получения полой поковки с перемычкой, кольцевым выступом, ребордой и облоем у другого торца и высадкой второй реборды,

отличающийся тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий преимущественно из алюминиевых сплавов и снижения расхода металла за счет уменьшения припуска на механическую обработку, предварительное деформирование производят за два перехода, причем на первом осуществляют распределение металла заготовки по элементарным объемам, на втором получают полуфабрикат с высотой кольцевого выступа 1.9...3.0 его средней толщины и диаметром 0,88...0,93 диаметра первой реборды.

2. Способ по п.1,отличающийся тем. что, с целью расширения технологических возможностей, формовку второй реборды производят путем отгиба и высадки кольцевого выступа при температуре 160 ±40°С.

Использование: обработка металлов давлением, в частности к способам изготовления двубуртных кольцевых поковок, например, дисков автомобильных колес. Сущность изобретения: после осадки заготовки осуществляют предварительное деформирование за два перехода. На первом осуществляют распределение металла заготовки по элементарным объемам, на втором получают полуфабрикат с высотой кольцевого выступа, равной 1,9...3,0 его средней толщины, и диаметром, равным 0,88...0,93 диаметра первой реборды. Формовку второй реборды производят путем отгиба и высадки кольцевого выступа при температуре 160 ±40°С. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Предлагаемый способ:

Характеристика размеров кольцевого выступа (D ,Н)

Характеристика способа по температуре нагрева полуфабриката под формовку

.Прототип (авт.св. V 1 133611)

Незаполнение второй реборДы

Геометрические размеры полуфабрикатов соответствуют чертежу

То же

-Ч

- Расход металла увеличился на 121

Трещины на поверхности полуфабриката

Поверхностных дефектов нет

То же

Складка не реборде, деформация торца

Неоформление второй реборды, изгиб торца, изделие - брак

/У//////////%2

JW

.г

//у/т5.

-, i