Штамп для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания

 

Область применения: обработка металлов давлением. Сущность изобретения1 штамп для изготовления поршней содержит нижнюю половину с полостью. Полость образована боковой поверхностью и дном. Боковая поверхность образована двумя последовательно расположенными поверхностями , одна из которых от дна выполнена в виде цилиндра. Цилиндрическая и донная поверхности сопряжены кольцевой канавкой . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 К 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885952/27 (22) 28.11.90 (46) 23.08.92, Бюл. f4 31 (71) Ступинский металлургический комби. нат(72) В,M.Êàêîâèí и Е.В.Никонов (56) Заявка Великобритании

М 1312610, кл. В 21 К 1/18, 1973, (54) ШТАМП ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ llOPLUНЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

--Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться в машиностроительном производстве при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания, - Известен способ изготовления поршней для двигателей внутреннего сгорания методом кокильного литья из сплава

АК10М2Н, Недостатком данного способа является низкая прочность и качество литого поршня, ввиду высокой пористости и крупноэерйистой структуры металла, что свойственно данному производству, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре зультату является устройство для изготовления поршней, содержащее нижний штамп с полостью. и пуансон, форма которого соответствует внутренней конфигурации п6ршня.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно снабжено каналами, s которые затекает деформируемый металл, подлежащий удалению с получаемой поковки. Все это приводит к увеличению трудоемкости и расхода металла, .5U«, 1756013 А1 (57) Область применения: обработка металлов давлением. Сущность изобретения: штамп для изготовления поршней содержит нижнюю половину с полостью. Полость образована боковой поверхностью и дном. Боковая поверхность образована двумя последовательно расположенными поверхностями, одна иэ которых от дна выполнена в виде цилиндра. Цилиндрическая и донная поверхности сопряжены кольцевой канавкой.-1 з.п, ф-лы, 3 ил. 1 табл.

Цель изобретения — экономия металла за счет снижения припусков на механическую обработку, Поставленная цель достигается тем, что в штампе для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания. содержащем нижнюю половину с полостью, образованной боковой поверхностью и дном, и пуансон, форма которого соответствует внутренней конфигурации поршня, боковая поверхность образована двумя последовательно расположенными поверхностями, одна из которых от дна полости-выполнена в виде цилиндра высотой, составляющей

0,19 — 0,26 общей высоты полости, а цилиндрическая и донная поверхности сопряжены между собой кольцевой канавкой, заглубленной относительно дна полости на величину, составляющую 0.020 — 0,028 диаметра дна, и имеющей радиус. равный 2,5 указанной глублны.

Причем пуансон снабжен штамповочными уклонами в пределах 1" — 1 "30 .

При использовании изобретения за счет уменьшения припусков на механическую обработку повышается выход годного в сравнении с известным металлом на 5-8%, уменьшается масса готового иэделия на 31756013

5, увеличивается стойкость штампа на В качестве смазки использовали 50%-ную

25 . смесь графита с маслом "Вапор-Т", ЗаготовНа фиг,1 и 2 изображены схемы изготов- ки нагревали до 440--460 С, Для штамповки пения, на фиг,З вЂ” предлагаемый штамп, об- использовали штампы, в которых высота цищий вид, 5 линдрической части боковой поверхности

Штамп для изготовления поршней дви- полости нижней половины штампа соответгателей внутреннего сгорания состоит из ствовала предлагаемым предельным, занижней половины 1 штампа, снабженного предельным и средним значениям, Кроме полостью 2, Последняя образована боковой того, кольцевые канавки, сопрягающие циповерхностью 3 и дном 4. Боковая поверх- 10 линдрическуюидоннуюповерхности,также ность образована двумя последовательно были выполнены с размерами, соответствурасполо>кеннымй йоверхностями. Одна из ющими предельным, запредельным и средкоторых от дна 4 полости выполнена в виде ним значениям. На пуансонах были цилиндра 5 высотой и, составляющей 0,19 — выполнены штамповочные уклоны, равный

0,26 общей высоты полости Н. Цилиндриче- 15 1 30, ская 5 и донная 6 поверхности сопряжены Во время штамповки контролировали между собой кольцевой канавкой, заглуб- отделение отштампованных поршней отпуленной относительно дна полости на вели- ансона и от нижнего штампа. чину 41, составляющую 0,020 — 0,028 После штамповки на штампованных диаметра дна и имеющей радиус R, равный 20 поршнях проводили контрольную механи2,5 указанной глубины. На верхней полови- ческую обработку со снятием стружки по не 7 штампа закреплен пуансон 8, форма 1,5 мм на сторону по боковой поверхности. которого соответствует внутренней конфи- и днищу, гурации поршня и который снабжен штам- С целью получения сравнительных данповочными уклонами в пределах 1 — 1 30. 25 ных проводилась штамповка поршней при

Штамп работает следующим образом. тех же условиях в известном штампе, ПриШтамп перед установкой на пресс на- чем штамповочные уклоны на пуансонетакгревают до 150 — 350 С, В полость 2 нижней >ке бь1пи равны 1 30 . половины 1 штампа укладывают нагретую Результаты экспериментов сведены в до температуры 420-460 С заготовку, диа- 30 таблицу, метр которой равным 0,85 — 1,0 диаметра Как видно из таблицы, штампованные дна 4 полости. Включают ход верхней тра- поршни, изготовленные в штампах 2 — 4 версы пресса и производят штамповку до имели полное оформление, хорошо Отделясмыкания верхней 7 и нижней 1 половины лись от пуансона, легко снимались с нижнештампа, При этом пуансон 8 формирует 35 го штампа. После контрольной внутреннюю поверхность поршня, а кольце- механической обработки путем снятия привая канавка 6 заполняется металлом. После пуска 1,5 мм черноты на изделиях не обнаокончаниядеформациивключаютобратный ружено. Таким образом, можно сделать ход и траверса с верхней половиной штампа вывод, что отштампованные поршни, изгоподнимается. При этом отштампованный 40 товленные в штампах 2 — 4, соответствуют поршень залипает на боковой цилийдриче- заданным параметрам. ской поверхности 5 полости 2 и временно При штамповке поршней в 1-м штампе удерживается в нижней половине 1 штампа, поршень не отделился от пуансона, что укаа пуансон 8 отделяется от поршня, Подъем зывает на недостаточность высоты цилиндтраверсы пресса осуществляется в течение 45 рической поверхности. После охлаждения

2 — 3 с. В течение этого времени отштампо- штампа и применениядополнитепьных приванный поршень под воздействием более способпений поршень был снят с пуансона холодных стенок штампа Охлаждается, про- и подвергнут контрольной механической обисходит термическая усадка металла, что работке, На поршне осталась чернота ввиду позволяет без затруднений производить 50 отсутствия необходимого припуска на мехасьем отштампованного поршня со штампа. ническую обработку, что указывает на недоПример. Для опробования предлага- статочную глубину канавки и увеличенного

eMoro штампа проводили штамповку порш- ее радиуса, ней двигателя внутреннего сгорания 55 При штамповке поршней в 5-м штампе легкового автомобиля 21011 в количестве затруднительным было отделение штампо 100 шт, из алюминиевого сплава АК10ДП. ванного поршня от нижней половины штамШтамповку проводили на вертикальном па, что явилось признаком избыточной гидравлическом прессе усилием t500 тс. высоты цилиндрической поверхности попоИспользовали заготовку 85х 75 мм. Штамп сти нижней половины штампа, а при осмотпредварительно нагревали до 200 — 3500С. ре было Обнаружено частичное

1756013

Глубина кольцевой канавки h>, мм

Результаты экспе

Радиус кольцевой канавки R. мм икой ти

3,0 h) Штампованный по отделяется от пуэ сле контрольной о на поршне остэетс

Штампованный по ко отделяется от и от нижнего штэм контрольной обрэ ноты не обнэр

То же

0,010Рд

0,020 Рд

2,5 h>

0,025 Рд

0,028 Dg

0,020 Dg

2,5 hi

2,5 h<

2,0 h>

Штампованный п снят с нижнего шт рез 6 с, имеется не ние канавки металл обработки на иэдел ружена черно

Штампованный пор отделяется от оуэн сле обработки нэ по тается чарно незаполнение канавки металлом, что явилось признаком увеличенной глубины канавки и уменьшенного радиуса. Приконтрольной механической обработке на изделиях обнаружена чернота, что указыва- 5 ет на недостаточный припуск на обработку.

При штамповке поршней в 6-и (известном) штампе поршень не отделился от пуансона, что явилось признаком малого штамповочного уклона на пуансоне. flop- 10 шень сняли с пуансона после охлаждения штампа и применения дополнительных приспособлений, После контрольной механической обработки путем снятия припуска 1,5 мм на поршне была обнаружена чернота, 15 что указывает на недостаточную велйчину припуска.

Из результатов эксперимента можно сделать вывод, что в предлагаемом штампе 20 по сравнению с известным за счет выполне- ния цилиндрической поверхности полости нижнего штампа обеспечивается выполнение минимальных штамповочных уклонов на пуансоне, а за счет выполнения кольце- 25 вой канавки на дне нижней полости штампа уменьшается припуск на механическую обработку. увеличивается стойкость щтэмпд.

Формула изобре гения

1. Штамп для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, содержащий нижнюю половину с полостью. образованной боковой поверхностью и дном, и пуансон, форма которого соответствует внутренней конфигурации поршня, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью экономии металла за счет снижения ирййусков на механическую обработку, боковая поверхность образована двумя последовательно расположенными поверхностями, одна из которых от дна полости выполнена в виде цилиндра, высотой, состэвляюгцей 0,19—

0,26 общей высоты полости, э цилиндрическая и донная поверхйости сопряжены между собой кольцевой канавкой, заглубленной относительно дна полости на величину, составляющую 0,020 — 0,028 диаметра днэ, и имеющей радиус, равный 2.5 указанной глубины, 2, Штамп по п.1, отличающийся тем, что пуансон снабжен штамповочными уклонами в пределах 1 — 1 30 .

1756013

Составитель В, Каковин k

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор М. Максимишинец

Редактор В. Петраш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3045 Тира ж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5