Способ изготовления колес Советский патент 1993 года по МПК B21J5/00 B21K1/28 

Йзобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть широко использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении объемной штамповкой автомобильных и им подобных колес и деталей.

Известен способ изготовления колес из алюминиевых сплавов, включающий операции формообразования обратными выдав- лением полуфабриката в виде чаши со стенкой чаши реборды и оформление дисковой части с последующими термообработкой и механической обработкой.

К недостаткам известного способа необходимо отнести ограниченность сортамента изготавливаемых колес, которые могут иметь только одну несъемную реборду, а вторая должна быть съемной, что усложняет процесс изготовления колеса в целом из-за необходимости изготовления дополнительных съемных деталей (второй реборды, замка и т.д.).

Известен способ изготовления колес из алюминиевых сплавов, включающий операции подготовки исходной заготовки, формообразования промежуточного полуфабриката в виде чаши со стенкой переменной толщины, формовки на чаше реборды и дисковой части, формирования из стенки профиля ободной части и второй реборды; окончательной термической и механической обработки.

Известный способ характеризуется значительным количеством переходов (более 5), применением оборудования с различной производительностью и точностью обработки, что приводит к общему снижению произЯ

СА

водительности процесса по изготовлению колес и не позволяет расширять их сортамент как за счет формы, так и за счет разнообразия сплавов (не все алюминиевые сплавы могут подвергаться ротационному выдавливанию с рекомендуемыми величинами деформации).

Сущность изобретения состоит в том, чта в способе изготовления колес, включающем подготовку исходной заготовки, формообразование промежуточного полуфабриката в виде чаши со стенкой переменной толщины, формовку на чаше реборды и дисковой части, формирование, из стенки профиля ободной части и второй реборды, окончательнуюогермимескую и механическую обработку, формообразование чаши осуществляют обратным выдавливанием со стенкой высотою равной 0,98-1,01 расстояния от дисковой части до торца внут- рен-ней реборды готового колеса, после формообразования чаши производят прошивку центрального отверстия и путем смещения всего объема Заготовки осуществляют фо рмовку рельефа на дисковой части, а формирование реборд производят одновременно с формированием ободной части, обратным выдавливанием перемещая из- лишки металла с образованием кольцевого ребра внутренней реборды, ширина которого равна 0,3-0,5 ширины торца стенки чащи и с одновременным образованием центрального трубчатого отростка. / . Техническая сущность изобретения заключается в том, что для сокращения технологических переходов , повышения производительности и расширения сортамента изготавливаемых колес с транспортных средств применен комбинированный процесс их Изготовления, включающий операции образования чаши со стенкой,равной высоте стенки готовой детали, прошивки центрального отверстия, формовки рельефа дисковой части путем смещения всего объема чаши относительно наружной поверхности, . окончательное формйрс-ваниё обеих .реборд одновременно, с формированием ободной части и выдавливание излишков металла в виде центрального трубчатого отростка, это обеспечивает неs только сокращение числа переходов., но и гарантирует получение на дисковой части большой гаммы рисунков (рельефа), а,это существенно расширяет сортамент изготавливаемых колес. ..-.

На фиг.1 показана: а) подготовка исходной заготовки осадкой слитка на пяоских бойках; б) то же, на выпукло-вогнутых бойках; на фиг.2 - формообразование промежуточного полуфабриката в виде чаши; на

фиг.З - прошивка центрального отверстия; на фиг.4 - формирование рельефа на дисковой части; на фиг.5 - окончательное формирование реборд, ободной части и выдавливание трубчатого отростка.

Способ изготовления деталей осуществляют следующим образом. Сначала производят свободной ковкой или осадкой на выпукло-вогнутых бойках подготовку из, например, слитка 1 исходной заготовки в виде плоской или фасонной шайбы 2 (фиг.1).

Полученную исходную заготовку укладывают в полость матрицы 3 и опускают пуансон 4 (фиг.2а). Нагружая пуансон 4 уси5 лием Р, производят обратным выдавливанием формообразование чаши 5 со стенкой 6 переменкой толщины и донной частью с кольцевым выступом 7 по периметру (фиг.2б). При этом высота стенки I от диско0 вой части до торца равна 0,98-1,01 расстояния Нот дисковой части до торца кольцевого ребра внутренней реборды готового колеса. Полученный таким образом, промежуточный полуфабрикат 5 укладывают в окон5 чательную матрицу 8 и подводят пуансон 9, центральной частью ТО которого сначала прошивают донную часть 11 с образованием выдры 12 (фиг.З), после чего, продолжая движение пуансона 9, смещают весь объем

0 заготовки относительно наружных поверхностей благодаря тому, что рельеф внутренней поверхности полуфабриката 5 (чаши) . близок форме поверхности пуансона 9 (кроме центральной зоны), осуществляя тем са5 мым формовку требуемого рельефа на дисковой (донной) части 11 (фиг.4), а затем, заканчивая движение пуансона, формируют кольцевые ребра обеих реборд 13 и 14 одновременно с окончательным формированием

0 ободной части 15, обеспечивая соотношение размеров

S-(0,3-0,5)9,

где S - ширина кольцевого ребра внутрен- . ней реборды;:

5 g. ширина торца стенки чаши.

При этом излишки металла выдавливают в виде центрального трубчатого отростка 16(фмг.5).

В зависимости от конкретных условий

0 способ может осуществляться без нагрева заготовки и инструмента (штамповка высокопластичных материалов) или с нагревом заготовки, или с нагревом и заготовки, и инструмента (высокопрочные малопластич5 ные алюминиевые, магниевые и титановые сплавы).

Примеры осуществления, 1. Изготовление спортивного колеса размером 6 х 13 из магниевого сплава МА 2-1.

От предварительно прессованного прутка 0 200 мм отрезали заготовку, которую нагребали в печи аэродинамического нагрева (ПАН), после чего помещали в матрицу 3 и пуансоном 4 производили осадку в шайбу (фиг.2а). Продолжая движение в пуансоне, производили обратным выдавливанием формообразование чаши 5 со стенкой 6, толщина которой менялась от 40 до 22 мм, и донной часть с плавным кольцевым выступом 7 по периметру (фиг.26).. Максимальная ширина выступа по его основанию при этом приблизительно равнялась наибольшей толщине стенки. Высота образованной стенки от донной части до торца приблизительно равнялась расстоянию от дисковой части колеса до торца основания внутренней реборды, которой считалась реборда, обращенная к машине.

Полученный таким образом промежуточный полуфабрикат 5 нагревали до той же температуры и укладывали в матрицу 8 окончательного штампа, подводили пуансон 9, центральной частью 10 которого сначала прошивали донную часть 11 с образованием выдры 12 (фиг.З), после чего, продолжая движение пуансона 9, смещали весь объем заготовки относительно наружных поверхностей/осуществляя тем самым формовку требуемого рельефа на дисковой (донной) части 11 (фиг.4).

Необходимо отметить, что смещение всего.объема заготовки относительно по-, верхностей матрицы осуществлялось благодаря тому, что форма пуансона 9 близка рельефу внутренней поверхности промежуточного полуфабриката5 (кроме центральной зоны). Поэтому после прошивки отверстия поверхность пуансона соприкасается с внутренней поверхностью полуфабриката, что и позволяло, продолжая движение пуансона 9, смещать весь объем заготовки вниз (фиг.4).

В дальнейшем, заканчивая движение пуансона, формировали кольцевые ребра 13

и 14 обеих реборд одновременно с окончательным формированием ободной части 15, при этом излишки металла выдавливались в виде центрального трубчатого отростка 16

(фиг.5).

2. Изготовление спортивного колеса размером 5 х 14 из алюминиевого сплава АДЗЗ.

Из слитков готовили заготовки размераи J0 230x120, которые нагревали в индукционной печи и осаживали на выпукло-вогнутых бойках в фасонную шайбу 2 (фиг. 1). Полученную шайбу перекладывали в матрицу 3 предварительного штампа и. деформируя

пуансоном 4, получали промежуточный полуфабрикат 5 в виде чаши (фиг.2а,б). В дальнейшем операции соответствовали операциям в примере 1.

Как показали проведенные эксперименты, предложенный способ позволяет по Сравнению с известным существенно сократить число переходов (операций), повысив тем самым производительность, отказаться

отузко специализированного оборудования и расширить сортамент изготавливаемых колес, благодаря тому, что, как указывалось выше, предложенный порядок перемещения металла как по переходам, так и внутри

перехода позволяет образовывать как обод- ную, так и донную часть сложной формы без образования зажимов и складок, что сводит к минимуму необходимое количество переходов (или комплектов сменного инструмента), а это, естественно, приводит и к повышению производительности при изготовлении подобных изделий. Кроме того, исключение операций ротационного выдавливания позволяет использовать все деформируемые металлические сплавы, без какой-либо потери механических свойств, каковое явление наблюдается при последующей термической обработке деталей, предварительно подвергнутых рртационному выдавливанию;

Сущность изобретения; способ изготовления-колес включает операции подготовки исходной заготовки, формообразования промежуточного полуфабриката в виде чаши со стенкой переменной толщины, формовки на чаше реборды и дисковой части, формирования из стенки профиля ободной части и второй реборды, окончательной термической и механической обработки. Формообразование чаши осуществляют обратным выдавливанием с получением стенки высотою, примерно равной расстоянию от дисковой части до торца внутренней реборды готового колеса. После формообразования чаши производят прошивку центрального отверстия и путем смещения всего объема заготовки осуществляют формовку рельефа на дисковой части. Формирование реборд производят одновременно с формированием ободной части, обратным выдавливанием перемещая излишки металла с образованием кольцевого ребра внутренней реборды, ширина которого равна 0,3...0.5 ширины торца Стенки чаши и с одновременным образованием центрального трубчатого отростка. 5 ил. tO

Формула изобретения

Способ изготовления колес, включающий операции подготовки исходной заготовки, формообразования промежуточного полуфабриката в виде чаши со стенкой переменной толщины, формовки на чаше реборды и дисковой части, формирования из стенки профиля ободной части и второй реборды, окончательной термической и механической, обработки, отличающийся тем, что формообразование чаши осуществляют обратным выдавливанием с получением стенки высотою, равной 0,97-1,01. расстояния от дисковой части до торца кольцевого ребра внутренней реборды готового колеса, после формообразования чаши производят прошивку центрального отверстия и путем смещения всего объема заготовки осуществляют формовку рельефа на дисковой части, а формирование реборд производят одновременно с формированием ободной части, обратным выдавливанием перемещая излишки металла с образованием кольцевого ребра внутренней реборды, ширина которого 0,3-0,5 ширины торца стенки чаши, и с одновременным образованием центрального трубчатого отростка.