Способ изготовления изделий типа колес

 

Область использования: обработка металлов давлением, изготовление колес транспортных средств и корпусов сосудов высокого давления. Сущность изобретения: способ включает подготовку исходной заготовки , изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковой чаши, формирование профиля ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработку. Изготовление чаши ведут прямым выдавливанием стенки постоянной толщины с одновременным образованием с обратной стороны донной части над стенкой кольцевого выступа, отличного от стенки диаметра. Формовку с образованием рельефа начинают деформированием наружной поверхности донной части, а заканчивают образованием по периметру из кольцевого выступа и металла, вытесняемого из донной части реборды, после чего формуют радиальным перемещением стенку в профиль ободной части, доформсвывая из стенки вторую реборду. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s В 21 К 1/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5000495/27 (22) 20.08.91 (46) 23„02.93. Бюл. N 7 (76) С.Т.Басюк, Б.И.Бондарев, В.E.Áoðèñåíко, В,С.Волков, Е.С.Шерстнев, А.B.Áèðþлев, M.Ë.Шер, В.Т,Алентьев, E.M.×epíûøåâ и Б,Ф.Токарев (56) 1. Заявка Японии ¹ 59-5377, кл. B 21 К 1/28, опублик. 1984.

2, Материалы симпозиума "Atuminium

Techno1ogy, ВООК, 2, Session А; London, 11—

13 March, 1986 r. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ТИПА КОЛЕС (57) Область использования: обработка металлов давлением, изготовление колес транспортных средств и корпусов сосудов высокого давления. Сущность изобретения; способ включает подготовку исходной загоИзобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении обьемной штамповкой автомобильных и им подобных колес и деталей типа корпусов или сосудов высокого давления с перегородкой внутри.

Известен способ изготовления автомобильных колес из легких сплавов, при котором холодной штамповкой (комбинированным выдавливанием) изготавливают цилиндрическую заготовку с расположенной внутри ближе к одному из торцов перегородкой, затем в центре перегородки формируют ступицу с отверстием, посла чего у ,меньшей части трубчатой заготовки расши,, Ы, 1797514 АЗ товки, изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковой чаши, формирование профиля ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработку.

Изготовление чаши ведут прямым выдавливанием стенки постоянной толщины с одновременным образованием с обратной стороны донной части над стенкой кольцево.о выступа, отличного от стенки диаметра.

Формовку с образованием рельефа начинают деформированием наружной поверхности донной части, а заканчивают образованием по периметру из кольцевого выступа и металла, вытесняемого издонной части реборды, после чего формуют радиальным перемещением стенку в профиль ободной части, доформсвывая из стенки вторую реборду. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ряют в радиальном направлении кромки отверстия, формуя часть обода и фланец (реборду), а заканчивают процесс, обжимая полуфабрикат в радиальном направлении роликами, уменьшая при этом диаметр перегородки и формуя обод (1).

К недостаткам известного способа необходимо отнести ограниченность сортамента изготавливаемых колес, которые могут быть выполнены со стенкой обода и реборд постоянной толщины, что в реальных условиях будет ограниченность возможности применения способа и увеличивать расход металла и обьем механической обработки при изготовлении колес с усиленными ребордами.

1797514

Известен способ изготовления колес иэ . легкихсплавов, включающий подготовкуисходной заготовки, изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку реборды и дисковой части, формирование профиля ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработку(2).

К недостаткам известного способа можно отнести значительное количество переходов более 5, применение оборудования с различной производительностью и точностью обработки, что приводит к общему снижению производительности линии или участка по изготовлению колес и не позволяет расширить их сортамент за счет изменения формы.

Сущность изобретения, касающегося способа изготовления изделий типа колес, включающего подготовку исходной заготовки, изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши,-формовку реборды и дисковой части, формирование профиля ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработку выражается в том, что изготовление полуфабриката в виде чаши осуществляют прямым выдавливанием стенки постоянной толщины с одновременным образованием с обратной стороны донной части над стенкой кольцевого выступа, формовку реборды и дисковой части начинают деформированием наружной поверхности донной части, а заканчивают образованием по периметру иэ кольцевого выступа и металла, вытесняемого из донной части, фланца реборды, после чего формообразуют радиальным перемещением металла стенки профиль ободной части, доформовывая из стенки вторую реборду, при следующем соотношении размеров .

0<0

0,010п DB « 0.,99Dp, где D — наружный диаметр стенки, мм;

0 — наружный диаметр выступа, мм; .Ол- диаметр (посадочный) полки обода, мм;

Dð — диаметр выступа для наружной реборды, мм. . При механической обработке часть донного рельефа удаля1от точением.

Технический результат выражается в том, что для расширения,сортамента изготавливаемых изделий типа колес применен комбинированный процесс обработки ме.таллов давлением, включающий поочередно применяемые операции прямого и обратного выдавливания с одновременным перераспределением металла относительно оси заготовки и сочетающиеся с ними операции раздачи и обжатия стенки получаемого полуфабриката при определенном соотношении размеров, Такое сочетание операций позволяет изготавливать гамму изделий с различным сочетанием получаемых толщин стенок обода, толщин стенок фланцев реборд и донной части, которая может быть выполнена сколь угодно сложной, что позволяет существенно расширить

10 сортамент изготавливаемых изделий от колес легковых автомобилей к колесам грузовых автомобилей.

Получение стенок переменной толщины позволяет, кроме того, сократить на 10-207 расход металла и повысить общую производительность как за счет уменьшения объема механической обработки, так и за счет предложенной совокупности операций.

На фиг.1 представлен этап образования

20 чаши; на фиг.2 — образование рельефа на донной части и ступенчатой по периметру; на фиг.3 — обжатие фланца и радиальное перемещение стенки раздачей.

Способ изготовления изделий осуществляется следующим образом, Сначала любым из известных способов подготавливают исходную заготовку в виде плоской или фасонной (выпукло-вогнутой) шайбы 1. Полученную исходную заготовку 1

30 укладывают в полость матрицы 2, расположенной на столе 3 пресса, на неподвижный пуансон 4 (фиг.1а), после чего опускают пуансон 5 и усилием Р производят прямое выдавливание металла заготовки в кольце35 вой зазор между матрицей 2 и пуансоном

4, образуя чашу со стенкой 6 постоянной толщины диаметра D и кольцевым выступом

7 с обратной стороны чаши с.диаметром Da большим, чем диаметр 0 (фиг.16). По

40 окончанию процесса изготовления промежуточного полуфабриката в виде чаши последнюю удаляют из полости матрицы выталкивателем 8.

Полученный таким образом промежу45 точный полуфабрикат 9 укладывают в матрицу 10 следующего штампа, закрепленного на столе 3 пресса. таким образом, чтобы стенка полуфабриката разместилась в кольцевом зазоре. образованном поло50 стью матрицы 10 и центральным пуансоном

11 (фиг.2а). Затем подводят пуансон 12 и усилием Р производят формовку, деформируя сначала донную часть с максимальной степенью деформации со стороны наруж55 ной поверхности 13, заканчивая процесс формовки образованием по периметру из кольцевого выступа и металла, вытесняемого из донной части, реборды. состоящей из собственно наружной реборды 14 с диаметром 0р с основанием и полкой и части обода

1797514

15 его посадочного места, примыкающей к реборде и имеющей диаметр I3p. При этом обеспечивается соотношение размеров

1,01Dn < l3 S 0,99Dp с учетом припуска на мехобработку, если таковая предусматривается (фиг.2б). Указанные соотношения диаметральных размеров полуфабриката обеспечивают. беспрепятственную его укладку в последующйй штамп и позволяют предварительно перераспределять металл с "завязкой" волокна получаемой затем реборды, После формовки полуфабрикат удаляется из полости штампа выталкивателем 16, В дальнейшем полуфабрикат размещают донной частью на толкателе 17 окончательного штампа и с помощью буферного устройства 18 с усилием обжимают разъсмной матрицей 19 отформованную раньше реборду и часть обода (фиг,За), а затем, не снимая радиального усилия обжатия, опускают пуансон 20 и раздают на конус и доформовывают из стенки полуфабриката часть обода 21 и вторую реборду 22 (фиг.Зб).

Предварительно отформованный таким образом полуфабрикат в дальнейшем размещают в штампе, аналогичным показанному на (фиг.Ç), в котором и производят окончательное формование обода и реборд, осуществляя радиальное перемещение (раздачу) пуансоном части стенки полуфабриката с образованием профиля обода и обеих реборд (фиг,За,б).

Отштампованные в соответствии с фиг.3 изделия подвергают окончательной термической обработке, после чего механически обрабатывают на требуемые размеPbl.

При этом при обработке донной части удаляется часть выштампованного в донной части рельефа, что позволяет вскрыть фасонные отверстия в дне часть осуществления вентиляции тормозов и придания оригинального вида.

В связи с тем, что предложенный способ позволяет приблизить форму получаемого изделия к форме готовой детали, объем механической обработки резко сокращается, что в свою очередь резка снижает расход металла. Этому также способствует проведение операции формообразования без вытеснения металла в облай.

Все изложенное одновременно влияет и на повышение производительности, так как уменьшение обьема заготовки и расчленение процесса на ряд элементарных операций позволяет строить технологические линии, работающие в автоматическом или близком к этому режиме, 5

20

25 диаметром 296 мм и кольцевым выступом 7 с ооратнай стороны диаметром, равным 329 мм (фиг,1б), При этом длина стенки от дна до ее торца превышала длину средней ли30 нии обода от дна да торца внутренней ревали в матрицу 10 следующего штампа, размещая стенку полуфабриката в кольце40. вам зазоре, образованном полостью матри45

В зависимости от конкретных условий способ может осуществляться без нагрева заготовки и инструмента (штамповка высокопластичных материалов) или с нагревом заготовки, или с нагревом и заготовки и инструмента (высокопрочные малопластичные алюминиевые, магниевые и титановые сплавы).

Пример осуществления. Изготовление спортивного колеса размера 6 х 13 из магниевого сплава MA 2-1, От предварительно прессованного прутка 0 200 мм отрезали заготовку длиной

210 мм, которую нагревали в печи аэродинамического нагрева, после чего производили осадку на плоских байках в шайбу, закончив таким образом подготовку исходной заготовки. Произведя нагрев в проходной электрической печи, исходную заготовку 1 укладывали в полость матрицы 2 на непадвижный пуансон 4 (фиг.1а), после чего опускали пуансон 5 и производили прямое выдавливание металла заготовки в кольцевой зазор между матрицей 2 и пуансоном 4, образуя чашу со стенкой 6 толщиной 8 мм и барды на 8 мм, а ширина выступа превышала толщину стенки в 2,5 раза и составляла 20 мм, После изготовления чашу удаляли из полости матрицы выталкивателем 8.

Прлученйый в виде чаши промежуточный полуфабрикат 9 подогревали и укладыцы 10 и центральным пуансоном 11 (фиг.2а), После этого подводили пуансон 12» проводили формовку, деформируя сначала данную часть и образуя на ее наружной поверхности 13 рельеф (рисунок), а заканчивали формовку образованием по периметру донной части из металла кольцевого выступа и металла, вытесняемого иэ донной части, фланца (реборды), состоящего из собственно "наружной" реборды 14 с основанием и палкой и части обода 15 (ега посадочного места) диаметром ЗЗО мм, примыкающей к реборде (фиг.2б). Из полости штампа полуфабрикат удаляли толкателем 16, Полученный полуфабрикат еще раз подогревали и размещали донной частью на толкателе 17 окончательного штампа. а эатем с помощью буферного устройства 18 обжи,"лали разъемной матрицей 19 ранее от1797514

7 формованные реборду и часть обода (фиг.3a), после чего, не снимая радиального усилия обжатия, опускали пуансон 20 и раздавали нэ конус с одновременным доформовыванием стенки полуфабриката в часть обода 21 и вторую реборду 22 (фиг.Зб).

Полученный полуфабрикат подвергали низкотемпературной термообработке (отжигу), после чего проводили механическую обработку на окончательные размеры. При этом при проточке внутренней поверхности дисковой части часть ее поверхности с рельефом удалялась, что позволяло, не применяя фрезеровку, вскрыть вентиляционные отверстия {окна).

Как показали проведенные эксперименты, предложенный способ позволяет по сравнению с известным существенно расширить сортамент изготавливаемых колес, так как обеспечивает не только изготовление колеса с различным рисунком дисковой части, но и изготовление принципиально различных колес, а именно: колес, дисковая часть которых соединена с ободом вблизи плоскости симметрии его профиля;

Формула изобретения

1, Способ изготовления иэделий типа колес, включающий подготовку исходной заготовки, изготовление промежуточного полуфабриката в виде чаши, формовку ре .борды и дисковой части, формирование профиля ободной части с ребордами, окончательную термическую и механическую обработку, отличающийся тем, что изготовление указанного полуфабриката в виде чаши осуществляют прямым вы давливанием стенки постоянной толщины с одновременным образованием с обратной стороны донной части над стенкой кольцевого выступа, формовку реборды и дисковой части начинают деформированием наружной поверхности донной части, а заканчивают образованием по периметру иэ кольцевого выступа и металла, вытесняемоколес, дисковая часть которых соединена с ободом под основанием наружной реборды.

В связи стем, что предложенный способ

5 позволяет приблизить форму получаемого изделия к форме готовой детали, т.е, величина припуска на механическую обработку составляет 1,5-2 мм, то обьем механической обработки приводится к минимальному, что

10 в свою очередь снижает нэ 10 — 15о расход металла. Этому также способствует формирование изделия без вытеснения металла в облой.

Все изложенное влияет и на повышение

15. производительности на 20-250 эа счет меньшего обьема металла и расчленения процесса на ряд элементарных операций, общее количество которых на 10-15% расход металла. Этому также способствует фор20 мирование иэделия без вытеснения металла в облой.

Все изложенное влияет и на повышение производительности на 20-25 за счет меньшего обьема металла и расчленения

25 процесса на ряд элементарных операций, общее количество которых на 10 — 25% меньше, чем в прототипе. го из донной части, фланца реборды, после чего формообразуют радиальным перемещением металла стенки профиль ободной части; доформовывая иэ стенки вторую реборду, при следующем соотношении размеров

О< Do, 1,01Оп Оз 0,99Dp, где Π— наружный диаметр стенки, мм;

D> — наружный диаметр выступа, мм;

Dn — диаметр (посадоч н ый} пол ки ободной части, мм;

Dp — диаметр выступа для наружной реборды, мм, 2, Способ по п,1, отличающийся тем, что при механической обработке часть донного рельефа удаляют точением.

1797514

1797514

Составитель С. Басюк

Редактор М. Кузнецов Техред М.Моргентал Корректор Н Бучок

Заказ 660 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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