Способ штамповки поковок с ребрами и полотном

 

Использование: изготовление деталей типа панелей. Сущность изобретения: заготовку нагревают и штампуют в несколько переходов. Перед каждым последующим деформированием на поковке предварительно срезают часть металла облоя по наружному контуру заусенца и внутренней части выдры. Объемы удаляемых частей облоя оставляют от 30 до 90% их полного объема. 3 з. п. ф-лы, 10 ил. 1 табл.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и применяется при производстве сложноконтурных преимущественно крупногабаритных поковок с ребрами и полотнами, например, из алюминиевых сплавов. Цель изобретения повышение качества изделий и коэффициента использования материала заготовки. На фиг. 1 показан полуфабрикат изделия с ребрами и полотном для панели после промежуточной штамповки с выдрой в центре и заусенцем по периферии (сечение); на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 то же, после частичного удаления выдры и заусенца для выполнения последующей штамповки (сечение); на фиг.4 то же, вид сверху; на фиг.5 то же, после выполнения окончательной штамповки (сечение); на фиг.6 то же, вид сверху; на фиг.7 то же, после полного удаления заусенца и выдры (сечение); на фиг.8 то же, вид сверху; на фиг.9 полуфабрикат изделия с ребрами и полотном для рамы с прямоугольной выдрой, частично удаленной тремя отверстиями (сечение); на фиг.10 то же, вид сверху. Полуфабрикат поковки с ребрами и полотном для панели после первой окончательной штамповки (фиг.1-2) содержит внутреннее контурное ребро 1, расположенное на полотне вокруг отверстия, заполненного выдрой 2, наружное контурное ребро 3, также расположенное на полотне поковки, за которым по ее периметру расположен заусенец с тормозящим мостиком 4 и магазином 5. Между контурными ребрами 1 и 3 расположены ребра 6 жесткости. После частичного удаления выдры 3 и заусенца 5 (фиг.4, 5) полуфабрикат подготовлен к выполнению очередной окончательной штамповки. Способ осуществляют следующим образом. Заготовку нагревают до ковочной температуры, укладывают в штамп, предварительно нагретый до технологической температуры и установленный на ковочном оборудовании. После выполнения рабочего хода и деформации заготовки получают полуфабрикат (фиг. 1, 2) с полностью заполненной выдрой 2 и заусенцем 5. Несмотря на наличие большой недоштамповки ребра 1, 3 и 6 оформлены частично (на чертежах полное оформление ребер показано пунктиром). При таком состоянии полуфабриката с полным оформлением выдры и облойной канавки контактная поверхность с инструментом максимальная, дальнейшее течение металла прекращено. При этом требуется максимальная мощность оборудования. Полуфабрикат из-за неполного оформления ребер и большой недоштамповки к использованию как готовое изделие не пригоден. Полученный полуфабрикат извлекают из штампа, охлаждают до цеховой температуры, заусенец частично в пределах 30.90% удаляют на ленточной пиле, а выдру прошивкой или высверловкой, затем производят травление, удаление наружных дефектов, повторный нагрев и штампуют повторно. Уменьшенная площадь изделия требует меньшей мощности оборудования. Из-за наличия остатков выдры и заусенцев (фиг.3, 4) течение металла под контурные ребра будет заторможено тем больше, чем больше их остаток, поэтому дефекты в виде несплошности материала поковки в зоне основания ребер (прострелы) от интенсивного течения металла не образуются. После очередной штамповки полуфабрикат (фиг.5, 6) может иметь не полностью оформленную выдру и заусеничную канавку. При этом, если удаление заусенца и выдры на предыдущей операции произведено верно и мощность оборудования достаточна, соблюдены режимы нагрева и смазки, все ребра будут полностью оформлены и вертикальные размеры будут соответствовать чертежным. В этом случае заусенец и выдру удаляют полностью и после термообработки, травления и зачистки дефектов готовое изделие (фиг.7, 8) поступает на окончательную приемку. При неполном оформлении ребер или неполном выдавливании (отклонения по вертикальным размерам), операции по частичному удалению выдры и заусенца, а затем штамповку повторяют. Диапазон управляемого объема заусенца и выдры выбирают из того расчета, что при меньшем проценте удаления объема металла вероятность получения дефектов будет меньше, однако возрастает потребное количество технологических переходов. Поэтому меньшие объемы отходов удаляют на начальных переходах при наличии больших избытков объема металла, а большее количество ближе к окончательному изготовлению с меньшим избытком металла в полуфабрикате. Для каждого изделия в зависимости от сложности конфигурации этот диапазон определяется практическим путем для каждого технологического перехода с ограничением выдавливания по высотным размерам и заносится в технологический процесс, соблюдение которого гарантирует качество поковки. При конфигурации, не позволяющей производить удаление лишнего металла выдры одним отверстием, его удаляют несколькими отверстиями, например, высверловкой, равномерно рассредоточенными по всему объему выдры (фиг.9, 10). Способ применим также при изготовлении поковок с несколькими выдрами. При отсутствии выдр способ используют, удаляя на промежуточных поковках части материала заусенца. П р и м е р. Для штамповки поковки с ребрами и полотном шифра РВ-28 площадью проекции 2800 см² из алюминиевого сплава АК6Т1, содержащую внутреннее контурное ребро 1 (фиг.1, 2) с отверстием, заполненным выдрой 2, наружное контурное ребро 3, расположенными на полотне, заусенец, включающий тормозящий мостик 4 и магазин с радиальными ребрами 6. Заготовку получали ковкой известным способом по цеховой технологической инструкции. После этого заготовку нагревали в конвейерной печи до температуры 380-470^оС. Укладывали в штамп, нагретый до температуры 320^оС и установленный на гидравлическом штамповочном прессе усилием 10 тыс. т.с. Штамповали полной нагрузкой до прекращения течения металла. Полученный полуфабрикат извлекали из штампа. После его обмера было установлено, что недоштамповка по вертикальным размерам превышает 10 мм от номинала. Ребра 1,3 и 6 оформлены на 30-60% Полученная площадь полуфабриката с выдрой и заусенцем составила 6200 см². Для получения годного изделия опытным путем было установлено, что необходимо удалить 60% выдры и 50-70% заусенца. Для этого в полученном полуфабрикате было прошито отверстие диаметром 350 мм. Заусенец обрезали на ленточной пиле с остатком по контуру 30-50 мм. Затем полуфабрикат осветляли в травильных ваннах, выводили наружные дефекты, повторно нагревали в конвейерной печи до температуры 380-470^оС и штамповали в том же штампе, на том же оборудовании. При осмотре и обмере поковки было установлено, что все ребра имеют полное оформление, наружные дефекты в виде несплошности металла в зоне основания ребер не обнаружено. Вертикальные размеры имеют отклонение от номинальных размеров на 2,5-3,2 мм, что соответствует чертежным размерам. На поковках удаляли полностью заусенец и выдру, подвергали термообработке, травлению, лабораторным испытаниям и сдаче ОТК. При этом партия поковок в количестве 55 шт. была принята полностью. Качество поковок и коэффициент использования металла с предельными и запредельными удалениями на промежуточной поковке (полуфабрикате) части материала заусенца по наружному контуру и выдры приведены в таблице. Из таблицы видно, что при удалении материала заусенца и выдры меньше 30% например 20% ухудшается качество изделий из-за неполного оформления ребер и большой недоштамповки, что приводит к резкому снижению коэффициента использования металла. Для его повышения необходимо увеличивать трудоемкость изготовления поковки за счет введения дополнительных технологических переходов. При удалении материала заусенца и выдры более 90% 95% ухудшается качество за счет образования дефектов несплошности материала в зоне основания ребер. Такие изделия выпадают в брак. Использование изобретения позволяет повысить качество изделий за счет исключения образования дефектов несплошности материала поковки в зоне основания ребер, а также коэффициент использования материала заготовки за счет использования элементов облоя в качестве средства дополнительного подпора при формообразовании ребер.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ШТАМПОВКИ ПОКОВОК С РЕБРАМИ И ПОЛОТНОМ, включающий чередующиеся операции нагрева заготовки и ее пластического деформирования с удалением после каждого этапа деформирования образовавшегося облоя в виде заусенца и выдры и обеспечением формообразования ребер за счет истечения избыточного объема металла в заусенец и выдру, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий путем исключения образования дефектов несплошности поковки в зоне основания ребер, а также коэффициента использования материала заготовки путем использования элементов облоя в качестве средства дополнительного подпора при формообразовании ребер, перед каждым последующим переходом штамповки осуществляют на промежуточной поковке удаление части материала облоя по наружному контуру заусенца и внутренней части выдры. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объемы удаляемых частей заусенца и выдры составляют 30 90% их полного объема. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что удаление части выдры осуществляют путем выполнения в ней сквозного центрального отверстия. 4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что удаление части выдры осуществляют путем выполнения в ней по меньшей мере двух симметрично расположенных относительно ее геометрического центра сквозных отверстий.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11