Спосіб кування дисків з уступами

Спосіб кування дисків з уступами зі зливка, що включає білетирування і розділення зливка на заготовки з наступною їх осадкою, який відрізняється тим, що осадку виконують у дві стадії, першу з яких виконують за допомогою "врізного" конусного кільця з зовнішнім кутом конусності 15°...45°, що має внутрішній конусний отвір з кутом конусності 2°...6° і діаметр більшої нижньої частини отвору, відповідний уступу диска, при цьому "врізне" конусне кільце зі сторони меншого зовнішнього діаметра впроваджують у заготовку на 1/3...2/3 висоти заготовки, а другу стадію виконують після кантовки на 180° за допомогою підкладного кільця з остаточним формуванням уступу. Винахід відноситься до обробки металів тиском, зокрема, кування поковок типу дисків з уступами у металургійній та машинобудівній галузях промисловості. Відомий спосіб виготовлення заготовки для виробу типа коліс, який включає осадку вихідної заготовки, формування однобічного уступу під ступицю з послідуючим формуванням ступиці та диску із центруванням заготовки за вказаним уступом. [А. с. СРСР №1279734 МКИ В21К1/28. Опубл. 30.12.86]. Недоліком такого способу кування дисків з уступами, є те що при формуванні однобічного уступу під ступицю неможливо отримати уступ який у декілька разів буде перевищувати висоту полотна диска за рахунок того, що об'єм металу, який приймає участь у формуванні уступу невеликий, що в свою чергу призводить до підвищення трудомісткості та витрат металу при механічній обробці. Також при використанні такого способу кування дисків з уступами отримують поковки, які невеликі за масою. Найбільш близьким аналогом способу, що заявляється, обраним як прототип, є спосіб кування дисків з уступами із зливку, який включає білетирування І розділення зливка на заготовку кожну з яких осаджують у підкладному кільці з остаточним формування уступу. [А. с. СРСР №846051 МКИ В21К1/32. Опубл. 25.07.81]. Недоліком такого способу кування дисків з уступами є те, що при остаточному формуванні уступу у підкладному кільці неможливо отримати уступ, який у декілька разів буде перевищувати висоту полотна диска за рахунок того, що об'єм металу який приймає участь у формуванні уступу у підкладному кільці невеликий, внаслідок чого для отримання такого типу уступу використовують механічну обробку, що в свою чергу призводить до підвищення трудомісткості і витрат металу. В основу винаходу поставлена задача зменшення трудомісткості та витрат металу за рахунок виключення додаткової механічної обробки на видалення ковальського напуску. Поставлена задача вирішується тим, що осадку виконують у дві стадії, першу з яких виконують за допомогою «врізного» конусного кільця з зовнішнім кутом конусності 15°...45°, маючи внутрішній конусний отвір з кутом конусності 2°...6°, і діаметр (19) UA (11) 90962 (13) C2 (21) a200814963 (22) 25.12.2008 (24) 10.06.2010 (46) 10.06.2010, Бюл.№ 11, 2010 р. (72) ЧУХЛІБ ВІТАЛІЙ ЛЕОНИДОВИЧ, АШКЕЛЯНЕЦЬ АНТОН ВОЛОДИМИРОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ (56) SU 846051; 15.07.1981 SU 1279734 A1; 30.12.1986 SU 1542684 A1; 15.02.1990 UA 4308 U; 17.01.2005 US 4084419; 18.04.1978 RU 2335373 C2; 10.10.2008 SU 1030080 A; 23.07.1983 3 більшої нижньої частини отвору, відповідний уступу диску, при цьому, «врізне» конусне кільце зі сторони меншого зовнішнього діаметру впроваджують у заготовку на 1/3...2/3 висоти заготовки, а другу стадію виконують після кантовки на 180° за допомогою підкладного кільця з остаточним формуванням уступу. Технічний результат полягає в тому, що при використанні даного способу кування дисків з уступами при застосуванні «врізних» конусних кілець є можливість отримати уступ, висота якого у декілька разів перевищує висоту полотна диску без додаткової механічної обробка» а при використанні даних кутів конусності отримуємо оптимальне формозмінення при осадці у підкладному кільці. Загальною ознакою для заявленого способу й прототипу є те, що при виготовлені дисків з уступами, використовують підкладні кільця для формування уступу. Відрізняльною ознакою є те, що при виготовлені дисків з уступами операцію осадки виконують у дві стадії: першу виконують за допомогою «врізного» конусного кільця з заданими: зовнішнім кутом конусності 15°...45°, маючи внутрішній конусний отвір з кутом конусності 2°...6°, і діаметр більшої нижньої частини отвору, який відповідає діаметру уступу диску, при цьому «врізне» конусне кільце зі сторони меншого зовнішнього діаметру впроваджують у заготовку на 1/3...2/3 висоти заготовки. Другу стадію осадки виконують після того як видалять «врізне» конусне кільце і після кантовки на 180° виконують осадку у підкладному кільці, при цьому відбувається остаточне формування уступу. Кування дисків з уступами при застосуванні запропонованого способу з використанням «врізного» конусного кільця дає можливість отримати уступ, який у декілька разів буде перевищувати висоту полотна диску без додаткової механічної обробки для видалення ковальського напуску, за рахунок того, що уступ формується «врізним» конусним кільцем, після чого осадкою у підкладному кільці формують лише полотно диску. Це призводить до зменшення навантаження при осадці у підкладному кільці за рахунок того, що метал який повинен затікати в отвір підкладного кільця вже сформований «врізним» конусним кільцем і затікання металу в отвір майже не відбувається. Обрані співвідношення кутів зовнішньої конусності, які лежать у межах 15°...45°, надають можливість отримати оптимальне формозмінення при 90962 4 осадці у підкладному кільці, а саме варіювання кута зовнішньої конусності у даному діапазоні дає можливість отримувати направлення течії металу, як на збільшення діаметр полотна диску, так і на отримання найбільшої висоти уступу. Але при обиранні кута конусності більше 45°, отримуємо значне збільшення діаметру верхньої частини заготовки і при осадці у підкладному кільці ця різниця у діаметрах погіршує якість нижньої поверхні заготовки, а при обиранні кута менше 15° інструмент приймає вид сокири і процес формозмінення стає схожим на процес розділення заготовки на частини, який характеризує руйнування, що існує неприпустимим для процесу пластичної деформації. При виборі внутрішнього кута конусності, який лежіть у межах від 2°...6°, необхідно враховувати що він залежіть від впровадження «врізного» конусного кільця на глибину 1/3...2/3 висоти заготовки і забезпечує можливість легкого видалення цього кільця піеля його впровадження перед остаточним формуванням уступу диску у підкладному кільці. Суть пропонуємого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена схема інструменту. Фіг. - загальний вид «врізного» конусного кільця для кування дисків з уступами, де Dкілц. - діаметр кільця; Dотв. н - діаметр нижньої частини отвору; Dотв. в - діаметр верхньої частини отвору; Нкілц. - висота кільця; зовн. - зовнішній кут конусності; вн - внутрішній кут конусності; R - радіус скруглення. Спосіб здійснюється наступним чином: спочатку відбувається обирання зливку з заданою вагою потім виконують білетировання і розділення зливка на заготовку кожну з яких осаджують, але операцію осадки виконують у дві стадії: першу стадію виконують за допомогою «врізного» конусного кільця, а другу стадію осадки виконують після того як видалять «врізне» конусне кільце і зроблять кантовку на 180°, після цього виконують осадку у підкладному кільці з остаточним формуванням уступу. Винахід, що заявляється, ґрунтується на теоретичних розрахунках, підтверджених експериментами. Отриманні дані свідчать про те, що цей процес може бути багаторазово відтворений у виробництві. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 90962 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601