RU2253538C1 - Method for making articles such as wheels - Google Patents

Abstract

FIELD: plastic working of metals, possibly in forging shops of metallurgical and machine engineering plants for making motor vehicle wheels and similar products.

SUBSTANCE: method comprises steps of preparing initial blank; forming intermediate semi-finished product in the form of cup with flange on end of wall and with annular protrusion on outer end of bottom; forming flange of wall due to increasing thickness of wall near its end at constant diametrical dimensions at inner side of wall; then finally shaping blank with two beads; forming ne bead due to deforming flange of cup wall at expanding wall from inside at least in zone of its end; forming other bead due to expanding annular protrusion to cone at conicity angle of inner surface of protrusion in end zone exceeding conicity angle in zone adjacent to cup bottom; determining geometry sizes of semi-finished product and final blank according to given relations; then performing heat treatment and mechanical working of products.

EFFECT: significantly decreased cost of small lots of products.

2 dwg, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении автомобильных колес и им подобных изделий.The present invention relates to the field of metal forming and can be used in forge shops of metallurgical and engineering plants in the manufacture of automobile wheels and the like.

Известен способ изготовления изделий типа колес, включающий подготовку исходной заготовки, формообразование промежуточного полуфабриката в виде чаши, образование кольцевого выступа и отростка на дне чаши, формовку на чаше реборды и дисковой части с рельефом, формирование обода и другой реборды из кольцевого выступа, а также термическую и механическую обработки (Патент РФ №2063838, кл. В 21 К 1/28, публ. 1996 г.).A known method of manufacturing products such as wheels, including the preparation of the original billet, the formation of the intermediate semi-finished product in the form of a bowl, the formation of an annular protrusion and a process on the bottom of the bowl, molding on the bowl of the flange and the disk part with a relief, the formation of the rim and other flanges from the ring ledge, as well as thermal and machining (RF Patent No. 2063838, class B 21 K 1/28, publ. 1996).

Недостатком этого способа является сложность штамповой оснастки, а также низкая производительность из-за необходимости выполнения большого числа технологических переходов обработки давлением.The disadvantage of this method is the complexity of the die tooling, as well as low productivity due to the need to perform a large number of technological transitions of pressure treatment.

Известен способ изготовления изделий типа колес, включающий подготовку исходной заготовки, формообразование промежуточного полуфабриката в виде чаши с фланцем на торце стенки и кольцевым выступом на внешнем торце дна, окончательное формирование заготовки с образованием одной реборды путем деформирования фланца на стенке чаши и другой реборды - раздачей на конус кольцевого выступа, термическую и механическую обработки (Патент РФ №2069473, кл. В 21 К 1/28, публ. 1996 г.).A known method of manufacturing products such as wheels, including the preparation of the original billet, shaping the intermediate semi-finished product in the form of a bowl with a flange on the end of the wall and an annular protrusion on the outer end of the bottom, the final formation of the workpiece with the formation of one flange by deforming the flange on the wall of the bowl and the other flange - distribution cone of the annular protrusion, heat and mechanical processing (RF Patent No. 2069473, CL 21 K 1/28, publ. 1996).

Недостатком известного способа являет высокая стоимость производства при изготовлении малых партий колес, что особенно существенно для спорта высших достижений (автомобили “Формулы-1” и им подобные).The disadvantage of this method is the high cost of production in the manufacture of small batches of wheels, which is especially important for sports of the highest achievements (Formula 1 cars and the like).

Предлагаемый способ изготовления изделий типа колес включает подготовку исходной заготовки, формообразование промежуточного полуфабриката в виде чаши с фланцем на торце стенки и кольцевым выступом на внешнем торце дна. Затем окончательно формируют заготовку с образованием одной реборды путем деформирования фланца на стенке чаши и другой реборды - раздачей на конус кольцевого выступа. После чего ведут термическую и механическую обработки.The proposed method for the manufacture of wheel-type products includes the preparation of the initial billet, the shaping of the intermediate semi-finished product in the form of a bowl with a flange at the end of the wall and an annular protrusion at the outer end of the bottom. Then the workpiece is finally formed with the formation of one flange by deforming the flange on the wall of the bowl and the other flange by distributing the annular protrusion onto the cone. After that they conduct thermal and mechanical processing.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что при формообразовании промежуточного полуфабриката фланец на стенке образуют путем увеличения ее толщины у торца при постоянных диаметральных размерах с внутренней стороны. При окончательном формировании заготовки реборду на стенке образуют раздачей последней изнутри, по крайней мере, в зоне ее торца, а при формировании реборды из кольцевого выступа раздачу ведут с углом конусности внутренней поверхности последнего в торцевой зоне большим, чем угол конусности в зоне, прилегающей ко дну чаши. Геометрические параметры полуфабриката и окончательно сформированной заготовки связаны соотношениями:The proposed method differs from the prototype in that when forming the intermediate semi-finished product, a flange on the wall is formed by increasing its thickness at the end face with constant diametrical dimensions on the inside. During the final formation of the preform, the flange on the wall is formed by distributing the latter from the inside, at least in the area of its end face, and when forming the flanges from the annular protrusion, the distribution is conducted with the taper angle of the inner surface of the latter in the end zone greater than the taper angle in the zone adjacent to the bottom bowls. The geometric parameters of the semi-finished product and the final formed workpiece are related by the relations:

7°≤α≤50°;7 ° ≤α≤50 °;

78°≤β≤89°;78 ° ≤β≤89 °;

где:Where:

D₁ и D₂ - внутренний диаметр чаши в зоне торца стенки соответственно у полуфабриката и окончательно сформированной заготовки;D ₁ and D ₂ - the inner diameter of the bowl in the zone of the end of the wall, respectively, at the semi-finished product and the final formed workpiece;

α и β - углы конусности внутренней поверхности кольцевого выступа окончательно сформированной заготовки соответственно в зонах: примыкающей ко дну чаши и торцевой.α and β are the taper angles of the inner surface of the annular protrusion of the finally formed workpiece, respectively, in the zones adjacent to the bottom of the bowl and the end.

Технический результат предлагаемого изобретения: получение универсальных заготовок для широкой гаммы форм и размеров автомобильных колес. Это позволяет значительно уменьшить стоимость изготовления колес малыми партиями.The technical result of the invention: obtaining universal blanks for a wide range of shapes and sizes of automobile wheels. This can significantly reduce the cost of manufacturing wheels in small batches.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где показаны:The invention is illustrated by drawings, which show:

на фиг.1 - формообразование промежуточного полуфабриката;figure 1 - the formation of the intermediate intermediate product;

на фиг.2 - окончательное формирование заготовки.figure 2 - the final formation of the workpiece.

ПримерExample

Изготавливалось спортивное колесо размером 13"×19" из сплава системы магний-литий. Исходная заготовка 1 размерами ⌀500 мм × 110 мм, массой 40 кг нагревалась и укладывалась в полость штампа 2 с выталкивателем 3 и пуансоном 4. Прикладывалось деформирующее усилие и образовывали промежуточный полуфабрикат в виде чаши высотой H=400 мм, внутренним диаметром D₁=465 мм. Воздействием осевого усилия на открытый торец стенки 5 чаши формируется фланец 6 толщиной S=25 мм, сохраняя диаметр D₁ постоянным. При этом на внешнем торце дна 7 образовывали кольцевой выступ 8.A sports wheel 13 "× 19" in size was made of an alloy of the magnesium-lithium system. The initial blank 1 with dimensions ⌀500 mm × 110 mm, weight 40 kg was heated and fit into the cavity of the stamp 2 with ejector 3 and punch 4. A deforming force was applied and an intermediate semifinished product was formed in the form of a bowl with a height of H = 400 mm and an inner diameter of D ₁ = 465 mm The influence of the axial force on the open end of the wall 5 of the bowl forms a flange 6 with a thickness S = 25 mm, keeping the diameter D ₁ constant. At the same time, an annular protrusion 8 was formed on the outer end of the bottom 7.

При окончательном формировании заготовки реборду 9 на стенке образуют раздачей последней изнутри в зоне ее торца до диаметра D₂=476 мм, что позволило получить диаметр наружной реборды D₂+2S≈526 мм. При соприкосновении торцом 10 утолщенной части пуансона 11 и частью 12 последнего соответственно с ребордой 9 и утолщением 13 при переходе стенки 5 в дно 7 продолжили формирование заготовки. Последнюю перемещали вдоль оси, деформируя кольцевой выступ 8 раздачей на конус с углами конусности внутренней поверхности: в зоне, примыкающей ко дну, α=34°, а в торцевой зоне β=85°; до упора 14 с углом конусности γ=30°. При этом металл смещается в радиальном направлении, образуя утолщенную реборду 15 с наружным диаметром D₄=528 мм. После чего вели термическую и механическую обработки.When the preform is finally formed, the flange 9 on the wall is formed by distributing the latter from the inside in the zone of its end to a diameter of D ₂ = 476 mm, which made it possible to obtain the diameter of the outer flange D ₂ + 2S≈526 mm. When the butt 10 touches the thickened part of the punch 11 and part 12 of the latter, respectively, with the flange 9 and thickening 13 when the wall 5 passes to the bottom 7, the formation of the workpiece continued. The latter was moved along the axis, deforming the annular protrusion 8 by a distribution onto a cone with taper angles of the inner surface: in the zone adjacent to the bottom, α = 34 °, and in the end zone β = 85 °; to the stop 14 with a taper angle γ = 30 °. When this metal is shifted in the radial direction, forming a thickened flange 15 with an outer diameter of D ₄ = 528 mm After that they conducted thermal and mechanical treatments.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет за счет увеличения ширины реборд на окончательно сформированных заготовках обеспечить групповую механическую обработку малых партий колес. Это существенно снижает стоимость их изготовления.Thus, the proposed method allows, by increasing the width of the flanges on the finally formed blanks, to provide group machining of small batches of wheels. This significantly reduces the cost of their manufacture.

Claims (1)

Способ изготовления изделий типа колес, включающий подготовку исходной заготовки, формообразование промежуточного полуфабриката в виде чаши с фланцем на торце стенки и кольцевым выступом на внешнем торце дна, окончательное формирование заготовки с образованием одной реборды путем деформирования фланца на стенке чаши и другой реборды - раздачей на конус кольцевого выступа, термическую и механическую обработки, отличающийся тем, что при формообразовании промежуточного полуфабриката фланец на стенке образуют путем увеличения ее толщины у торца при постоянных диаметральных размерах с внутренней стороны, при окончательном формировании заготовки реборду на стенке образуют раздачей последней изнутри, по крайней мере, в зоне ее торца, а при формировании реборды из кольцевого выступа раздачу ведут с углом конусности внутренней поверхности последнего в торцевой зоне большим, чем угол конусности в зоне, прилегающей ко дну чаши, при этом геометрические параметры полуфабриката и окончательной заготовки связаны соотношениямиA method of manufacturing wheel-type products, including preparing the initial billet, shaping the intermediate semi-finished product in the form of a bowl with a flange on the end of the wall and an annular protrusion on the outer end of the bottom, the final formation of the workpiece with the formation of one flange by deforming the flange on the wall of the bowl and the other flange - distribution to the cone annular protrusion, heat and mechanical processing, characterized in that when forming the intermediate semi-finished product, a flange on the wall is formed by increasing its thickness at the end face with constant diametrical dimensions on the inside, during the final formation of the workpiece, the flange on the wall is formed by distributing the latter from the inside, at least in the area of its end face, and when forming the flanges from the annular protrusion, the distribution is carried out with the taper angle of the inner surface of the latter in the end zone greater than the taper angle in the area adjacent to the bottom of the bowl, while the geometric parameters of the semi-finished product and the final workpiece are related by the relations

7°≤α≤50°;7 ° ≤α≤50 °; 78°≤β≤89°,78 ° ≤β≤89 ° где D₁ и D₂ - внутренний диаметр чаши в зоне торца стенки соответственно у полуфабриката и окончательно сформированной заготовки;where D ₁ and D ₂ - the inner diameter of the bowl in the zone of the end of the wall, respectively, at the semi-finished product and the finally formed workpiece; α и β - углы конусности внутренней поверхности кольцевого выступа окончательно сформированной заготовки соответственно в зонах: примыкающей ко дну чаши и торцевой.α and β are the taper angles of the inner surface of the annular protrusion of the finally formed workpiece, respectively, in the zones adjacent to the bottom of the bowl and the end.

Images