Способ штамповки дисков колес

 

Изобретение относится к холодной листовой штамповке и может использоваться для получения деталей типа диска колеса и других деталей с отверстиями, изготавливаемых вытяжкой или формовкой. Задачей, решаемой изобретением, является экономия металла за счет уменьшения габаритов заготовки, а также повышение стабильности размеров диска колеса. Задача решается за счет того, что в способе штамповки дисков колес, включающем вырубку листовой заготовки, ее вытяжку, пробивку центрального и крепежных отверстий и вентиляционных окон, пробивку вентиляционных окон выполняют в два приема: сначала перед вытяжкой пробивают часть окна, прилегающую к центральной зоне диска, что позволяет при дальнейшем формообразовании получить диск с равномерной торцевой кромкой в зоне последующей сварки с ободом, затем после вытяжки в образовавшейся стенке пробивают оставшуюся часть окна, получая при этом деталь со стабильными размерами по высоте в пределах заданных допусков. 3 ил.

Изобретение относится к холодной листовой штамповке и может использоваться для получения деталей типа диска колеса и др. деталей с отверстиями, изготавливаемых вытяжкой или формовкой.

Известен способ изготовления дисков колес, включающий вырубку заготовки, вытяжку детали, пробивку крепежных отверстий и вентиляционных окон (См. книгу Нефедова А.П. Конструирование и изготовление штампов. М. Машиностроение, 1973, стр. 202, рис. 153). Недостатком способа является высокая трудоемкость изготовления деталей, обусловленная необходимостью поочередной пробивки вентиляционных окон за несколько ходов пресса с установкой заготовки в штамп вручную. Это объясняется невозможностью получения штампованных дисков колес с конструктивно требуемыми соотношениями между размерами диска и вентиляционных окон в штампе для одновременной пробивки вентиляционных окон (см. там же стр. 203, рис. 154) на автоматической линии ввиду: критически низкой стойкости пробивной матрицы, обусловленной существующими размерами вентиляционных окон и относительно большой толщиной пробиваемого метали (для диска колеса ГАЗ-3302-7 мм); затрудненности удаления крупных неплоских отходов, возникающих при одновременной пробивке окон; сложности размещения в верхней части штампа группы пуансонов с механизмами, осуществляющими их возвратно-поступательное движение под углом к горизонтальной плоскости, ввиду ограниченности пространства между линейками подающего устройства; нестабильности работы сложных механизмов привода пуансонов (особенно в условиях автоматической штамповки), требующих особо точной наладки и регулировки.

Известен также способ изготовления дисков колес на автоматической линии, включающий вырубку листовой заготовки ее вытяжку, пробивку центрального и крепежных отверстий и вентиляционных окон (см. GB, заявка N 2043496, кл. B 21 D 53/26, опубл. 1980 г.). Недостатками способа являются повышенный расход листового металла и низкое качество получаемых дисков, что обусловлено сильным влиянием близко расположенных к краю заготовки пробитых вентиляционных окон и приводит к неравномерности получаемой торцевой кромки и высоты диска. Выравнивание кромки диска в зонах последующей автоматической сварки с ободом, где существенные перепады высоты недопустимы, частично достигается за счет придания контуру вырубленной заготовки специальной формы, но, как следствие, приводит к увеличению габаритных размеров исходной заготовки, а также к усложнению рабочего контура вырубного штампа. Нестабильность формообразования диска вследствие расположения полностью пробитых вентиляционных окон в очаге деформации, усугубляется разбросом механических свойств и толщины исходного металла, а также различным состоянием штампа, качеством и количеством технологической смазки.

Целью изобретения является экономия металла за счет уменьшения габаритов заготовки, а также повышение стабильности размеров диска колеса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе штамповки дисков колес, включающем вырубку листовой заготовки, ее вытяжку, пробивку центрального и крепежных отверстий и вентиляционных окон выполняют в два приема: сначала перед вытяжкой пробивают часть окна прилегающую к центральной зоне диска, что позволяет при дальнейшем формообразовании получить диск с равномерной торцевой кромкой в зоне последующей сварки с ободом, затем после вытяжки, после чего в образовавшейся стенке пробивают оставшуюся часть окна, получая при этом деталь со стабильными размерами по высоте в пределах заданных допусков. При этом, за счет существенного повышения равномерности формообразования детали вследствие удаленности пробиваемых в плоской заготовке узких периферийных зон от очага деформации и края вытягиваемой заготовки, достигается уменьшение неуправляемого фестонообразования, а значит габаритов исходной заготовки, и возможность автоматической сварки диска с ободом. Кроме того, упрощение контура листовой заготовки, представляющего собой либо окружность, либо квадрат с закругленными в соответствии с расчетным диаметром углами, существенно упрощает изготовление и эксплуатацию вырубного штампа.

На фиг. 1 показана листовая заготовка диска колеса с пробитым фиксационным отверстием и предварительно пробитыми, прилегающими к центральной части диска, зонами вентиляционных окон; на фиг. 2 полуфабрикат диска колеса после операции вытяжки; на виде по стрелке Б контур предварительно пробитого вентиляционного окна; на фиг. 3 диск колеса после пробивки периферийных зон вентиляционных окон ( на виде по стрелке Г заштриховано).

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала получают листовую заготовку 1 (фиг. 1) с центральным фиксационным отверстием 2 и прилегающими к центральной части диска узкими отверстиями 3, являющимися внутренними зонами вентиляционных окон. При этом, наружный контур заготовки может представлять собой как окружность расчетного диаметра D, так и (в случае "спицевого" варианта конструкции колеса) фигуру в виде квадрата с закругленными по дугам 4 окружности D углами, по которым диск приваривается к ободу колеса.

Затем, базируя плоскую заготовку на фиксационное отверстие 2 (фиг. 2), вытягивают форму диска. При этом, ввиду удаленности предварительно пробитых частей вентиляционных отверстий от очага деформации, отсутствия их взаимодействия с перетяжной кромкой матрицы и удаленности от края заготовки, влияние отверстий на формообразование диска оказывается несущественным, что обеспечивает стабильную высоту H и требуемую равномерность кромки металла в спицевых зонах торца 5 вытянутой детали. В результате отпадает необходимость в пробивке зон вентиляционных окон на радиусе R перехода "седла" в стенку диска, т.е. создается возможность окончательной пробивки оставшихся периферийных зон 6 окон (фиг. 2) посредством горизонтального движения пробивных пуансонов. Достигнутая равномерность формообразования, при этом, обеспечивает возможность вырубки спицевых зон заготовки по дугам окружности D, что резко упрощает изготовление и ремонт вырубного штампа.

Далее в вытянутой детали выполняют пробивку центрального и крепежных ("болтовых") отверстий и др. операции ( не показано). После этого производят окончательное формирование вентиляционных окон пробивкой зон 6 (на фиг. 3 заштриховано) за счет горизонтального движения пробивных пуансонов, приводимых посредством простых устройств, например клиновых, расположенных на нижней плите штампа и не требующих особо точного исполнения, наладки и ухода. Существенно при этом облегчается и удаление отходов ("выдры"), что объясняется их меньшими размерами и плоской формой.

Далее готовый диск поступает на линию сборки-сварки с ободом колеса.

Пример. Ведется подготовка к реализации способа при изготовлении "диска колеса 3302-3101016" полуторатонного автомобиля "Газель". На автоматическом комплексе АККБ-2040.21 от полосы шириной 435 мм отрезается квадратная заготовка размерами прибл. 7x435x435 мм и пробивается квадратное фиксационное отверстие, а также прилегающие к центру узкие зоны шести вентиляционных отверстий габаритными размерами прибл. 20x70 мм). Далее по транспортной системе заготовка поступает на автоматическую штамповочную линию АЛ-522.91.500 на базе прессов усилием 1000 тонн, где штампуется за 5 технологических переходов: 1. Обрезка углов по дугам окружности D-452 мм 2. Вытяжка формы детали 3. Пробивка центрального и болтовых отверстий 4. Окончательная пробивка вентиляционных окон с полными размерами приблизительно 65x70 мм.

5. Правка детали Получаемые диски соответствуют требованиям чертежно-технической документации и по равномерности "спицевых" (привариваемых) кромок обеспечивают возможность автоматической сварки с ободом. Одновременно, по сравнению с ранее действовавшим технологическим процессом автоматической штамповки дисков, достигается снижение нормы расхода проката прибл. на 1,4 кг на одну деталь.

Формула изобретения

Способ штамповки дисков колес, включающий вырубку листовой заготовки, ее вытяжку и пробивку центрального и крепежных отверстий и вентиляционных окон, отличающийся тем, что пробивку вентиляционных окон выполняют в два приема - сначала перед вытяжкой пробивают часть окна, прилегающую к центральной зоне диска, а потом после вытяжки в образовавшейся стенке пробивают оставшуюся часть окна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3