Способ изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания

(57) Изометалловзовано наях. П,ельва и эксней, а та ный момент слдуюпим обОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Патент Великобританиикл. В 21 ) 5/00, 966. ОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГО бретение относится к обработке давлением и может быть испольмашиностроительных предприятиизобретения повышение качестглуатационной надежности поршкже упронцние технологии процес Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться в машиностроительном производстве при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение качества поршней и их эксплуатационной надеж- ности за счет исключения растрескивания и изгиба кольцедержателя при штамповке поршня, а также упрощение технологии изготовления поршней благодаря однопереходной штамповке при отсутствии необходимости осуществлять центровку кольцедержателя при штамповке.На фиг.показана цилиндрическая заготовка поршня; на фиг. 2 - кольцедержатель; на фиг. 3 - штамп для изотермической штамповки поршня с установленной в матрице заготовкой с кольцедержателем; на фиг. 4 - заготовка при штамповке, начальный момент деформирования; са. Устанавливают цилиндрическую заготовь: ку и кольпедержатель в матрицу пп;1 м с упором кольпедержателя в фнкснр кщий бурт матрицы. Формируют внутрннк к полость поршня фигурным пуансоном. К 11 ь цедержатель устанавливают на заготовку к зазора. Заготовку с установленным колгип держателем устанавливают в матрицу штягом наружной поверхности кольцдержателя по внутренней поверхности матрицы. Кольцедержатель оставляют неподвижным относительно матрицы в течение всего про. цесса формирования поршня. Штамповк) производят за один технологический переход, совмещая формообразование внутренней по лости поршня с высадкой головки и заштамповкой кольцедержателя. Прн этом ис. ключается растрескивание и изгиб кольце- держателя во время процесса формообразования. 5 ил. 1 табл. на фиг. 5 - то же, конештам повки.Способ осуществляетсяразом. На цилиндрическую заготовку 1 устанавливают кольцедержатель 2. Нагретук до тем. пературы штамповки заготовку 1 с кольп- держателем 2 устанавливают в матрицу 3 с натягом между наружным диаметром кольцедержателя и внутренним диаметром матрицы до упора кольцедержателя в фиксирующий бурт 4 матрицы. Пуансоном 5 проводят деформацию заготовки 1. В процессе штамповки обеспечнваютс я изотермические условия деформировання заготовки благодаря нагреву штампа поредтвом индукционного нагревателя 6. В начальный момент заготовка деформируется и ад ко., ьцедержателем и касается стенок матрицы, между ними возникает сила трения, которая растет с увеличением площади кон.3такта деформируемой заготовки со стенками матрицы, Когда сила трения превысит усилие сжатия упругих элементов 7,поддерживающих матрицу 3, последняя начнет смешаться вниз, надвигаясь на выталкиватель 8. При этом происходит высадка головки поршня, После этого матрицасвоей нижней плоскостью упирается во фланцевую часть проставки 9, При дальнейшемходе пуансона 5 вниз происходит окончательное оформление штампованной поковки 10поршня (фиг. 5). При поднятии пуансона 5матрица 3 под действием упругих элементов 7 возвращается в исходное положение, а поковку выталкивают из матрицы 3 выталкивателем 8.Установка заготовки с кольцедержателемв матрицу с натягом между наружной поверхностью кольцедержателя и внутреннейповерхностью матрицы устраняет растрескивание кольцедержателя при деформировании заготовки, а также изгиб кольцедержателя из-за неравномерности течения металла при формировании внутренней полостипоршня, Натяг выбирают из соотношения1,0017 1,0035,где 0 - наружный диаметр кольцедержате25ля при температуре штамповки;0 - внутренний диаметр матрицы притемпературе штамповки,При меньшем натяге не устраняютсятрещинообразование в кольцедержателе иизгиб его во время формообразования заготовки, при большем затрудняется установка заготовки с кольцедержателем в матрицуУстановка кольцедержателя на цилиндрическую заготовку без зазора относительноматрицы штампа обеспечивает стабильное положение кольцедержателя на заготовке и устраняет неточное распределение объемов металла над кольцедержателем и под ним,что вместе с неподвижным положениемкольцедержателя относительно матрицы во 40время всего процесса штамповки обеспечивает стабильное положение кольцедержателя на деформируемой заготовке,Каждый в отдельности взятый отличительный признак способа не обеспечиваетпоставленной цели. На внешней поверхностипоставленного в матрицу с натягом и перемещающегося во время формообразованияотносительно матрицы кольцедержателя появляются микротрещины и вырывы из-засхваТывания кольцедержателя со стенкамиматрицы. Если кольцедержатель не перемещается относительно матрицы во время штамповки, но установлен в матрице с зазором, то во время штамповки происходитрастрескивание кольцедержателя из-за возникающих растягивающих напряжений. Безвыполнения указанных условий и без перемещения матрицы совместно с кольцедержателем при высадке штамповка поршня с 4кольцедержателем в один переход невозможна.Пример, Поршни штампуют из цилиндрических заготовок из сплава АК 12 Д. Нирезистовые кольцедержатели 2 устанавливаютна заготовки 1 без зазора с легким трением, Заготовки 1 с кольцедержателями2 нагревают под штамповку в печи электросопротивления до 500-+ 10 С. Штамповкупроводят на гидропрессе ДБ 2436 усилием 4 МН в штампе для изотермическойштамповки.Соотношение О- для штампуемых поршО,ней приведено в таблице.Нагретую заготовку 1 устанавливают вштамп до упора кольцедержателя 2 в фиксирующий бурт 4 матрицы 3. Штамповкупроводят в изотермических условиях при500-+ 10 С за один технологический переход,включающий штамповку поршня до оформления 30 - 50 Я внутренней полости, промежуточную подмазку пуансона 5 и доштамповку поршня до полного оформления по.ковки. Количество подмазок определяется качеством смазки.Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить растрескивание и изгибкольцедержателя во время процесса формообразования, обеспечить стабильное положение кольцедержателя на поковке, упроститьтехнологический процесс и уменьшить количество необходимого инструмента, что обеспечивает получение качественных штампованных поковок поршней за один технологический переход,Формула изобретенияСпособ изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, включающий установку цилиндрической заготовки и кольцедержателя поршня в матрицу штампа доупора кольцедержателя в фиксирующий внутренний бурт матрицы и последующую объемную штамповку заготовки с формированиемполости и высадкой головки поршня наокончательной стадии штамповки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и эксплуатационной надежности поршней, а также упрощения технологии их изготовления, установку кольцедержателя вматрицу производят с натягом между наружной поверхностью кольцедержателя ивнутренней поверхностью матрицы, выбираемым из условия1,0017 - 1,0035,ггде 0 - наружный диаметр кольцедержателя при температуре штамповки;0 - внутренний диаметр матрицы притемпературе штамповки заготовки,а объемную штамповку производят за одинпереход, перемещая матрицу в направленииштамповки совместно с неподвижным относительно нее кольцедержателем в процессе высадки головки поршня.Поковка Результат 115,65 115,65 1,0 115,85 115,65 1,0017116,02 116,05 116,11 115,65 115,65 115,65 1,003251,00 Э 51,004 Тр ещины на кольцедержат еле, из гибкольцедержателяТрещин нет на кольцедержателе, поковка качественная Кольцедержатель установить на посадочное место не удалось1473898 юг ель О. КорабИ. Верес573 Обру чар КНТ ССС агарина,О Состави сдактор И. Шулла Техред а каз 1792/9 Тираж НИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж Гроизводственно-издательский ком по изобретения- 35, Рау шскаяинат Патент,иковКорректор АПодписноеоткрытиямнаб., д. 4/5Ужгород, ул