Способ штамповки поковок колес


 


Владельцы патента RU 2548844:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных колес, в частности железнодорожных, крановых и шахтных колес. После осадки заготовки производят ее разгонку сферическим пуансоном. Затем осуществляют штамповку с кручением вращающимся инструментом. При этом производят формование осадкой одной половины ступицы в форме сферической оболочки, в центре которой имеется наметка под прошивку отверстия. При прошивке отверстия осуществляют окончательную формовку ступицы путем отбортовки ее половины в форме сферической оболочки, образованной на предыдущем переходе. В результате обеспечивается снижение технологического усилия при штамповке заготовки и контактных нагрузок на инструмент, а также уменьшение расхода металла. 1 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии изготовления крупногабаритных колес, в том числе железнодорожных, крановых и шахтных колес.

Наиболее широкое применение получили методы изготовления колес с использованием операций штамповки и прокатки [1]. Схема деформирования заготовок включает предварительную осадку для удаления окалины с боковых поверхностей; осадку в кольце; разгонку металла пуансоном для требуемого распределения его между отдельными элементами колеса; формовку ступицы и прилегающей к нему части диска окончательно, а обода и другой части диска предварительно, прокатку обода и прилегающей к нему части диска на стане; выгибку диска и калибровку геометрической формы и размеров колеса; прошивку отверстия в ступице. Для осуществления этого процесса применяют несколько гидравлических прессов и колесопрокатный стан. Число гидравлических прессов зависит от развиваемых ими сил и требуемой производительности цеха. Более мощные прессы позволяют совмещать некоторые из перечисленных операций.

Установлено, что механические свойства металла, точность геометрических размеров и экономическая эффективность процесса штамповки в сравнении со штамповкой в сочетании с прокатной имеет ряд преимуществ: меньший расход металла за счет снижения допусков и припусков на размеры колес, возможность легко осуществлять контроль этих размеров в процесс изготовления изделий, существенное снижение дисбаланса колес и дефектов (плен, закатов) на их поверхности, упрощения технологического процесса вследствие сокращения количества агрегатов и операций, более благоприятное расположение волокон в поверхностном слое обода.

Известен способ штамповки осесимметричных поковок с кручением, осуществляемый путем осадки заготовки с одновременным вращением инструмента [2]. Такой способ обеспечивает многократное снижение технологической силы и контактных нагрузок на инструмент.

Наиболее близким к предлагаемому способу является технология производства штампованных колес, включающая осадку заготовки плоскими плитами и разгонку, штамповку, прошивку отверстия и обрезку облоя [3].

К недостаткам способа относятся большие технологические силы, возникающие при штамповке колес, поэтому штамповка осуществляется на двух молотах с массой падающих частей 11,34т и 15,87т. Формообразование поковки осуществляется путем нанесения большого количества ударов молота, что снижает производительность труда и не позволяет расширить его применение. После штамповки поковка имеет большую перемычку под прошивку, что увеличивает расход металла.

Задачей изобретения является разработка способа изготовления поковок колес, обеспечивающего снижение технологической силы штамповки и контактных нагрузок на инструмент, а также уменьшение расхода металла.

Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что после осадки производят разгонку заготовки сферическим пуансоном, штамповка осуществляется вращающимся инструментом, при этом одна половина ступицы выполняется в форме сферической оболочки, в центре которой имеется наметка под прошивку, а при прошивке отверстия происходит окончательная формовка ступицы путем отбортовки ее сферической части, образованной на предыдущем переходе.

Совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение задачи изобретения - снижения технологической силы штамповки и уменьшения расхода металла.

На фиг.1 показаны технологические переходы штамповки:

1-й переход - осадка;

2-й переход - разгонка;

3-й переход - штамповка с кручением;

4-й переход - отбортовка, прошивка отверстия и обрезка облоя.

Первый переход - осадка служит для уменьшения высоты заготовки за счет увеличения ее диаметра, а также механического удаления окалины.

В процессе второго перехода - разгонки с использованием сферического пуансона, происходит утонение с одновременным образованием сферической выдавки центральной зоны заготовки. Такая форма позволяет обеспечить точную укладку заготовки в последующем штампе.

Третий переход - штамповка с кручением, отличительная особенность которой состоит в том, что формование одной половины ступицы осуществляется не путем выдавливания металла в полость матрицы, а операцией осадка. Форма поковки приближена к тонкостенный поковке, которую наиболее эффективно штамповать вращающимся инструментом, так как это приводит к снижению технологической силы и контактных нагрузок на инструмент.

Четвертый переход предназначен для окончательной формовки ступицы путем отбортовки ее сферической части, а также для прошивки отверстия и обрезки облоя.

Источники информации

1. У. Коннерс, М. Кунд, М. Линденблатт. Производство железнодорожных колес на высоком техническом уровне. Черные металлы, 2006, март, с.75-78.

2. В.Н. Субич, В.А. Демин и др. Штамповка с кручением. М.: МГИУ, 2008, с.329-345.

3. Г.А. Бибик, A.M. Иоффе и др. Производство железнодорожных колес. М.: Металлургия, 1982, с.64.

Способ штамповки поковок колес, включающий осадку заготовки плоскими плитами, штамповку и прошивку отверстия с одновременной обрезкой облоя, отличающийся тем, что после осадки осуществляют разгонку заготовки сферическим пуансоном, штамповку осуществляют с кручением заготовки вращающимся инструментом, при этом производят формование осадкой одной половины ступицы колеса в форме сферической оболочки с расположенной в центре наметкой под прошивку отверстия, а при прошивке осуществляют окончательную формовку ступицы путем отбортовки ее половины в виде сферической оболочки, образованной при штамповке с кручением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конической фрикционно-кольцевой передаче. Коническая фрикционно-кольцевая передача содержит фрикционное кольцо (4), которое расположено с возможностью смещения при помощи регулировочного устройства (9).

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способу производства кольцевых изделий из литых заготовок. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении поковок типа дисков, например, для дисков газовых турбин или железнодорожных колес.
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии изготовления железнодорожных колес из слитковых или непрерывнолитых заготовок. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении цельнокатаных железнодорожных колес. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в авиационной и энергетической промышленности при изготовлении дисков роторов ГТД, ГТУ и роторов турбин тепловых и атомных электростанций.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в энергетической промышленности при изготовлении дисков роторов ГТУ и роторов турбин тепловых и атомных электростанций.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении автомобильных колес и подобных им изделий.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления цельнокатаных железнодорожных колес из круглых заготовок. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно способам пластического деформирования плоских заготовок круглой формы. .

Изобретение относится к автомобильной промышленности, в частности к конструкциям штампованных автомобильных колес. Автомобильное колесо содержит обод с бортовыми закраинами, конические посадочные полки, монтажный ручей с опорной цилиндрической поверхностью и штампованный диск из листового металла. Диск имеет привалочную, промежуточную и наружную зоны. Наружная зона выполнена в виде опорного цилиндрического фланца одинаковой высоты, замкнутого по всему контуру, по которому он сопрягается. Опорный цилиндрический фланец имеет зоны с увеличенной толщиной исходного металла. Достигается повышение прочности и несущей способности автомобильного колеса за счет увеличения толщины исходного металла. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх