Способ штамповки конических шестерен

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения горячей штамповкой конических шестерен. Цель - повышение коэффициента использования металла и стойкости штамповой 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 К 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ч

)(л)

, „„Д (л)

1СО ! О (21) 4799027/27 (22) 06,03.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Акционерное общество "КамАЗ" (72) А.А.Ромашов. B.Н.Михайлов, В.Д.Филатов, А.В.Перевертов и 3.P.Çèíàòóëëèí (53) 621.73 (088.8) (56) Ковка и штамповка. Справочник./Под ред. Е.И.Семенова, том 2, М.: Машиностроение, 1986, с.192, рис.19. (54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ КОНИЧЕСКИХ

ШЕСТЕРЕН (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения горячей штамповкой конических шестерен. Цель — повышение коэффициента использования металла и стойкости штамповой оснастки, Способ штамповки конических шестерен с оформлением зубьев включает нагрев мерной заготовки до ковочИзобретение 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.

Недостатком известного способ,1. является необходимость изготовления удвоенного комплекта штампового инстр)ментa формообразующего зубья, и нево!:моЖность автоматизации процесса штамгдвки.

„„. Ж„„1731399 А1 ных температур, осадку, штамповку полуфабриката без оформления зубьев, окончательную штамповку шестерни. Штамповку полуфабриката осуществляют таким обра зом, 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. B 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.

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 значиГ

1731399

15

40

50

55 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 качественного 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 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 части осаженной заготовки в осевом направлении, внутренний диаметр основания которого равен внутреннему диаметру основания зубчатого венца; а наружный диаметр не более наружного диаметра основания зубчатого вен ца окончательно отштампованной поковки, При этом верхний 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 окончательном 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 облоя. 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 основания 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 (Г4п) равен внутреннему диаметру основания зубчатого венца (D») (фиг.3), а наружный диаметр (О л) не более наружного диаметра основания зубчатого венца (D> ) окончательно отштампованной поковки,,, алее 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 20ХГН МТА. Размеры исходной заготовки: диаметр 110 мм, длина

147 мм. Исходную заготовку нагревают в индукционном нагревателе до ковочной температуры, подают в штамп горячештамповочного пресса усилием 40000 кН на первую позицию штамповки, осаживают до высоты 43 мм. Осаженную заготовку перекладывают в следующий ручей и штампуют

1731399

Формула изобретения

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

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг„3

Составитель А,Ромашов

Редактор С.Патрушева ТехрВд М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 1536 Тирах Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Мс .",ква, Ж-35, Раушская наб., 4/5.

Производственно-издательск и комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 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 облай составляет 0,746 кг или 6,79 от массы заготовки. без оформления зубьев, окончательную штамповку шестерни, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования металла и стойкости штам5 повой оснастки, при штамповке полуфабриката объем металла, необходимый для заполнения зубчатого венца шестерни, формируют в виде наружного кольцевого выступа со свободной поверхностью верхнего

10 торца деформированием центральной части осаженной заготовки в осевом направлении. внутренний диаметр- основания которого равен внутреннему диаметру основания зубчатого венца, а наружный ди15 аметр не более наружного диаметра основания зубчатого венца окончательно отштампованной поковки.