RU2063836C1 - Method of internal-combustion engine pistons production - Google Patents
Method of internal-combustion engine pistons production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2063836C1 RU2063836C1 RU94036858A RU94036858A RU2063836C1 RU 2063836 C1 RU2063836 C1 RU 2063836C1 RU 94036858 A RU94036858 A RU 94036858A RU 94036858 A RU94036858 A RU 94036858A RU 2063836 C1 RU2063836 C1 RU 2063836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stamping
- stamp
- preliminary
- cavity
- final
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться в машиностроительном производстве при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in mechanical engineering in the manufacture of pistons of internal combustion engines.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, в котором штамповку поршней двигателей внутреннего сгорания проводят в штампе, пуансон которого соответствует внутренней конфигурации поршня, а нижняя половина снабжена полостью, боковая поверхность которой образована двумя последовательно расположенными поверхностями, одна из которых от дна полости выполнена в виде цилиндра, а цилиндрическая и донная поверхности сопряжены между собой кольцевой канавной 1. Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method in which the stamping of the pistons of internal combustion engines is carried out in a stamp, the punch of which corresponds to the internal configuration of the piston, and the lower half is provided with a cavity, the side surface of which is formed by two consecutive surfaces, one of which the bottom of the cavity is made in the form of a cylinder, and the cylindrical and bottom surfaces are interconnected by an annular ditch 1.
Недостатком данного способа является то, что при штамповке поршней из цилиндрической заготовки на кольцевой поверхности выдавливаемого металла возникают значительные растягивающие тангенциальные напряжения, направление которых совпадает с направлениями касательных к концентрическим окружностям кольца. В связи с тем, что для изготовления поршней используются высококремнистые сплавы, обладающие низкой технологической пластичностью, при штамповке возможно разрушение деформируемого металла из-за возникающих высоких напряжений. The disadvantage of this method is that when stamping pistons from a cylindrical billet on the annular surface of the extruded metal, significant tensile tangential stresses arise, the direction of which coincides with the directions of the tangents to the concentric circles of the ring. Due to the fact that high-silicon alloys with low technological ductility are used for the manufacture of pistons, stamping may destroy the wrought metal due to high stresses.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является исключение разрушения деформируемого металла. The technical problem, the solution of which the present invention is directed, is to eliminate the destruction of the wrought metal.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, включающем получение заготовки и окончательную штамповку в штампе, пуансон которого соответствует внутренней конфигурации поршня, а нижняя половина снабжена полостью, дополнительно проводят предварительную штамповку в штампе, пуансон которого снабжен коническим выступом, направленным в сторону нижней половины штампа, выполненной с конической полостью, диаметр которой в месте пересечения с плоскостью, обращенной к пуансону, составляет от 0,97 до 1,0 от диаметра полости нижней половины штампа окончательной штамповки в месте ее пересечения с плоскостью, обращенной к соответствующему пуансону, после предварительной штамповки получают полуфабрикат, объем которого составляет от 1,0 до 1,7 от объема готового поршня, а в процессе окончательной штамповки осуществляют обрезку облоя, полученного в результате предварительной штамповки. The problem is solved in that in a method for manufacturing pistons of internal combustion engines, including the preparation of a workpiece and final stamping in a stamp, the punch of which corresponds to the internal configuration of the piston and the lower half is provided with a cavity, additionally stamping is carried out in the stamp, the punch of which is equipped with a conical protrusion directed towards the lower half of the stamp, made with a conical cavity, the diameter of which at the intersection with the plane facing the punch, was it is from 0.97 to 1.0 on the diameter of the cavity of the lower half of the final stamping stamp at its intersection with the plane facing the corresponding punch, after preliminary stamping a semi-finished product is obtained, the volume of which is from 1.0 to 1.7 of the volume of the finished piston , and in the process of final stamping, the trim obtained from preliminary stamping is trimmed.
Снабжение штампа предварительной штамповки пуансоном с коническим выступом, направленным в сторону нижней половины штампа, способствует тому, что в процессе предварительной штамповки в заготовке формируется кольцевой выступ. При окончательном деформировании благодаря наличию кольцевого выступа заполнение полости нижней половины штампа осуществляется обратным прессованием, при котором практически отсутствуют тангенциальные напряжения в деформируемом металле, что предотвращает разрушение металла. The supply of the stamp of pre-stamping with a punch with a conical protrusion directed towards the lower half of the stamp, contributes to the fact that in the process of pre-stamping in the workpiece an annular protrusion is formed. At the final deformation, due to the presence of an annular protrusion, the cavity of the lower half of the die is filled by reverse pressing, in which there are practically no tangential stresses in the deformable metal, which prevents the destruction of the metal.
Снабжение нижней половины штампа предварительной штамповки конической полостью, диаметр Д1 которой составляет от 0,97 до 1,0 от диаметра Д2 полости штампа окончательной штамповки, способствует уменьшению растягивающих напряжений в конической заготовке при деформации в штампе окончательной штамповки ввиду незначительной разницы их диаметров в предварительном и окончательном штампах. The supply of the lower half of the pre-stamping die with a conical cavity, the diameter D1 of which is from 0.97 to 1.0 from the diameter D2 of the cavity of the final stamping stamp, helps to reduce tensile stresses in the conical billet during deformation in the final stamping stamp due to the insignificant difference in their diameters in the preliminary and final stamps.
При значении диаметра Д1 полости штампа предварительной штамповки больше диаметра Д2 полости штампа окончательной штамповки полуфабрикат по диаметру не будет размещаться в окончательном штампе, что затруднит отделение облоя, который будет заштамповываться в виде дефекта. When the value of the diameter D1 of the cavity of the stamp of the preliminary stamping is greater than the diameter D2 of the cavity of the stamp of the final stamping, the semifinished products will not be placed in diameter in the final stamp, which will make it difficult to separate the flake, which will be stamped as a defect.
При значении диаметра Д1 полости штампа предварительной штамповки меньше 0,97 от диаметра Д2 полости штампа окончательной штамповки (Д1 < 0,97 Д2) затрудняется обрубка облоя ввиду возможного его затягивания внутрь полости штампа и заштамповки в виде дефекта. Кроме того, при таком соотношении возникают значительные тангенциальные напряжения, которые могут привести к разрушению заготовки. When the value of the diameter D1 of the cavity of the stamp of the preliminary stamping is less than 0.97 of the diameter D2 of the cavity of the stamp of the final stamping (D1 <0.97 D2), it is difficult to chip the flake because it can be pulled into the cavity of the stamp and stamped in the form of a defect. In addition, with this ratio, significant tangential stresses arise, which can lead to the destruction of the workpiece.
Получение после предварительной штамповки заготовки с объемом, равным от 1,0 до 1,07 от объема поршня после окончательной штамповки, способствует полному заполнению металлом объема штампа окончательной штамповки. А при контакте металла с торцевой поверхностью пуансона лишний металл выходит в заусенец штампа окончательной штамповки. Obtaining after pre-stamping of the workpiece with a volume equal to from 1.0 to 1.07 of the piston volume after the final stamping, contributes to the complete filling of the stamp volume of the final stamping with metal. And when the metal comes into contact with the end face of the punch, the excess metal goes into the burr of the final stamping stamp.
Получение полуфабриката объемом больше 1,07 от объема готового поршня приводит к перерасходу металла ввиду увеличенного объема. Obtaining a semi-finished product with a volume of more than 1.07 from the volume of the finished piston leads to an overspending of metal due to the increased volume.
Выполнение операции обрезки облоя после предварительной штамповки в процессе окончательной штамповки способствует уменьшению трудоемкости изготовления изделий, не требуются инструмент и оборудование для операции удаления облоя. The operation of trimming the flake after preliminary stamping in the process of final stamping helps to reduce the complexity of manufacturing products, does not require tools and equipment for the operation to remove the flake.
На фиг. 1 изображен общий вид штампа предварительной штамповки; на фиг. 2 общий вид штампа окончательной штамповки; на фиг. 3 общий вид полуфабриката после предварительной штамповки, ка фиг. 4 общий вид поршня после окончательной штамповки. In FIG. 1 shows a general view of a pre-stamping stamp; in FIG. 2 general view of the stamp of the final stamping; in FIG. 3 is a general view of the semi-finished product after preliminary stamping, as in FIG. 4 General view of the piston after final stamping.
Пуансон 1 штампа предварительной штамповки снабжен коническим выcтупом 2, а нижняя половина 3 снабжена конической полостью 4, диаметр Д1 которой составляет от 0,97 до 1,0 от диаметра Д2 полости 5 нижней половины 6 штампа окончательной штамповки. Позицией 7 обозначен пуансон штампа окончательной штамповки. Полуфабрикат, получаемый после предварительной штамповки, имеет кольцевой выступ 8, а его объем составляет от 1,0 до 1,07 от объема готового поршня, получаемого после окончательной штамповки. Нижняя половина 6 штампа окончательной штамповки снабжена острой рабочей кромкой. The punch 1 of the pre-stamping die is equipped with a conical protrusion 2, and the lower half 3 is provided with a conical cavity 4, the diameter D1 of which is from 0.97 to 1.0 from the diameter D2 of the
Способ осуществляют следующий образом. The method is as follows.
Цилиндрическую заготовку после нагрева укладывают в штамп предварительной штамповки, включают ход верхней траверсы пресса и производят предварительную штамповку до смыкания нижней и верхней половин штампа. В процессе штамповки формируется кольцевой выступ 8. После предварительной штамповки получают заготовку с объемом V1. При окончательной штамповке, также после нагрева полуфабрикат укладывают в нижнюю полость 5 штампа окончательной штамповки. В первый момент при движении верхней траверсы пресса вниз происходит нажим пуансоном 7 на поверхность полуфабриката. В результате этого происходит обрубка облоя, который остается в облойной канавке штампа окончательной штамповки, а полуфабрикат опускается на дно полости 5 штампа. При дальнейшем движении пуансона 7 происходит выдавливание металла, который заполняет всю нижнюю полость штампа, облегая форму пуансона 7. При этом заполнение полости 5 происходит обратным прессованием, а благодаря наличию кольцевого выступа практически отсутствуют тангенциальные напряжения в деформируемом металле, что предотвращает его разрушение. После окончания деформации включают обратный ход траверсы пресса, траверса с верхней половиной штампа поднимается. После этого отштампованный поршень с объемом V2 извлекается из окончательного штампа. After heating, the cylindrical billet is placed in a pre-stamping stamp, the stroke of the upper crosshead of the press is turned on, and preliminary stamping is performed until the lower and upper halves of the stamp are closed. In the process of stamping, an annular protrusion is formed 8. After preliminary stamping, a blank with a volume of V1 is obtained. At the final stamping, also after heating, the semi-finished product is placed in the
Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.
Проводили штамповку поршней двигателей внутреннего сгорания автобуса "ИКАРУС" из алюминиевого сплава АК18ДП. Штамповку проводили на вертикальном гидравлическом прессе усилием 2500 тс, температура нагрева металла 420 - 460oС, температура штампов при этом находится в пределах 250 - 400oС. Цилиндрические заготовки размером ⌀ 120 • 160 мм нагревали в печи сопротивления, после чего штамповали в предварительном штампе. Предварительно отштампованные формы также нагревали до указанных температур и проводили окончательную штамповку. При этом размеры предварительного штампа и объем его полости были равны предельным, средним и запредельным заявленным размерам и объемам.We stamped the pistons of the internal combustion engines of the IKARUS bus from AK18DP aluminum alloy. Stamping was carried out on a vertical hydraulic press with a force of 2500 tf, the metal heating temperature was 420 - 460 ° C, the temperature of the dies was in the range of 250 - 400 ° C. Cylindrical billets of size ⌀ 120 • 160 mm were heated in a resistance furnace, and then stamped in a preliminary stamped. The pre-stamped molds were also heated to the indicated temperatures and final stamping was performed. In this case, the dimensions of the preliminary stamp and the volume of its cavity were equal to the limiting, average, and transcendental declared sizes and volumes.
Для сравнения заявленного способа с наиболее близким аналогом проводили штамповку заготовки o 120 • 160 мм в штампе, выполненном по /1/. To compare the claimed method with the closest analogue, the blank was stamped o 120 • 160 mm in a stamp made according to / 1 /.
Результаты проведенного эксперимента сведены в таблицу. The results of the experiment are summarized in table.
Как видно из таблицы, при штамповке по способу, выполненному по пунктам 1.2, 1.3, 1.4 и 1.7, 1.8, 1.9, полуфабрикаты имели полное оформление, поверхностные дефекты отсутствовали. Детали полностью соответствовали заданным параметрам и техническим условиям. As can be seen from the table, when stamping by the method performed according to paragraphs 1.2, 1.3, 1.4 and 1.7, 1.8, 1.9, the semi-finished products had a full design, surface defects were absent. Details are fully consistent with the specified parameters and specifications.
При штамповке полуфабриката по п. 1.1 наблюдались затягивание и заштамповка облоя, приводившая детали в брак. Дефект вызван значительной разницей между матрицей (окончательным штампом) и диаметром детали (предварительно отштампованным полуфабрикатом). When stamping the semi-finished product according to Clause 1.1, tightening and stamping of the coating were observed, which caused the parts to become defective. The defect is caused by a significant difference between the die (final stamp) and the diameter of the part (pre-stamped semi-finished product).
При штамповке полуфабриката по п. 1.5 также наблюдалась заштамповка облоя, выводящая детали в брак. Дефект вызван превышением диаметра детали над матрицей, приводящей к его затягиванию и заштамповке в тело детали. When stamping a semi-finished product according to Clause 1.5, a stamping of the shell was also observed, which displays the details in the marriage. The defect is caused by the excess of the diameter of the part over the matrix, leading to its tightening and stamping into the body of the part.
При штамповке полуфабриката по п. 1.6 наблюдалось незаполнение полости окончательного штампа ввиду недостаточного объема предварительного полуфабриката. Кроме того, на кольцевой поверхности детали были обнаружены трещины ввиду отсутствия воздействия со стороны торцевой поверхности окончательного штампа на деформируемый металл. When stamping a semi-finished product according to Clause 1.6, a non-filling of the cavity of the final stamp was observed due to the insufficient volume of the preliminary semi-finished product. In addition, cracks were found on the annular surface of the part due to the absence of impact from the end surface of the final stamp on the deformable metal.
При штамповке полуфабриката по п. 1.10 расход металла увеличился на 3% ввиду значительного увеличения объема полости предварительного штампа. When stamping a semi-finished product according to Clause 1.10, the metal consumption increased by 3% due to a significant increase in the volume of the pre-die cavity.
На всех полуфабрикатах, полученных до способу, известному из /1/, наблюдались трещины на торцевой поверхности деталей. In all semi-finished products obtained prior to the method known from / 1 /, cracks were observed on the end surface of the parts.
В результате проведенного эксперимента можно сделать вывод, что данный способ по сравнению с наиболее близким аналогом обладает следующими преимуществами:
за счет предварительного деформирования получают полуфабрикаты заданного объема;
за счет снабжения пуансона предварительного штампа коническим выступом получают полуфабрикаты с кольцевым выступом;
за счет получения полуфабриката с заданными размерами обрезку облоя после предварительной штамповки проводят в процессе окончательной штамповки.As a result of the experiment, we can conclude that this method in comparison with the closest analogue has the following advantages:
due to preliminary deformation, semi-finished products of a given volume are obtained;
by supplying the pre-stamp punch with a conical protrusion, semi-finished products with an annular protrusion are obtained;
due to the receipt of the semi-finished product with the given dimensions, trimming of the flake after preliminary stamping is carried out in the process of final stamping.
Преимущества данного способа по сравнению с наиболее близким аналогом обусловлены расширением технологических возможностей при получении поршней из высококремнистых алюминиевых сплавов, обладающих высокими эксплуатационными качествами. ЫЫЫ2 ТТТ1 ТТТ2 The advantages of this method compared to the closest analogue are due to the expansion of technological capabilities in the production of pistons from high-silicon aluminum alloys with high performance. YYY2 TTT1 TTT2
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036858A RU2063836C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Method of internal-combustion engine pistons production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036858A RU2063836C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Method of internal-combustion engine pistons production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94036858A RU94036858A (en) | 1996-07-20 |
| RU2063836C1 true RU2063836C1 (en) | 1996-07-20 |
Family
ID=20161200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94036858A RU2063836C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Method of internal-combustion engine pistons production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2063836C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746697C2 (en) * | 2016-06-16 | 2021-04-19 | Поклэн Гидроликс Индастри | Piston with a roller for a hydraulic machine integrated with a centering element, limiting friction on the roller |
-
1994
- 1994-09-29 RU RU94036858A patent/RU2063836C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР 1756013, кл. В21К 1/18, 1992. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746697C2 (en) * | 2016-06-16 | 2021-04-19 | Поклэн Гидроликс Индастри | Piston with a roller for a hydraulic machine integrated with a centering element, limiting friction on the roller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94036858A (en) | 1996-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109648029B (en) | Forging die set for large thin-wall cylinder flange plate and forging method thereof | |
| CN101367108B (en) | Forging method | |
| CN111230037A (en) | Production process of flange for improving utilization rate of raw materials | |
| RU2063836C1 (en) | Method of internal-combustion engine pistons production | |
| CN112496222A (en) | Cold-heading device, nut and clamping jaw assembly that nut was used | |
| CN109304375B (en) | Multi-male-die step-by-step backward extrusion forming method | |
| CN215144333U (en) | Cold-heading device, nut and clamping jaw assembly that nut was used | |
| RU2381083C1 (en) | Manufacturing method of scapular blanks | |
| US2759257A (en) | Process for forging cast iron and the like | |
| JPS6182944A (en) | Production of shaft component with large-sized flange | |
| RU2773555C2 (en) | Method for production of pistons of internal combustion engines of aluminum alloys with non-resist insert | |
| JP2518980B2 (en) | Method for drilling precision aluminum alloy product with holes | |
| US2334927A (en) | Hot extrusion of metal articles | |
| RU2084305C1 (en) | Method of making heads of box wrenches with stepped outer surface | |
| RU2259897C1 (en) | Method for making forgings by hot extrusion in extruding press having movable container | |
| CN118237535A (en) | High-strength bolt and processing technology thereof | |
| SU1255259A1 (en) | Method of producing annular forgings | |
| JP3128258B2 (en) | Method for manufacturing spark plug metal shell | |
| RU2108188C1 (en) | Method of making forged parts in forging presses | |
| RU2156371C1 (en) | Internal combustion engine piston making method | |
| SU1016011A1 (en) | Method of producing articles such as envelopes on rod blanks and female die for performing same | |
| SU1671394A1 (en) | Method for obtaining ring-shaped forgings | |
| JPH04371336A (en) | Manufacture of metal parts comprising prinmarily spark plug | |
| RU2055674C1 (en) | Process of manufacture of parts of wheel type | |
| SU1050776A1 (en) | Method of producing flanged parts of tubular blank |