CZ27649U1 - Kovací nástroj pro kování mosazných polotovarů klecí valivých ložisek s předkovanými kapsami - Google Patents

Description

Technické řešení se týká zápustkového nářadí pro kování mosazných polotovarů klecí valivých ložisek s předkovanými kapsami, výroby výkovků ložiskových klecí kováním a zápustek k jejich výrobě. Jedná se o zařízení pro tvarové kování mosazných, bronzových a hliníkových polotovarů spíše malých rozměrů klecí valivých ložisek.

Dosavadní stav techniky

Kostrou pro radiální a axiální ložiska jsou mosazné klece. Cenu mosazné klece tvoří z 80 % cena polotovaru a je tedy snaha ji stlačit na minimum. Taková klec slouží jako separátor valivých těles v radiálním soudečkovém ložisku. Současné polotovary ve tvaru prstence jsou vyráběny technologií odstředivého lití. Poté se ale musí pracně třískově obrábět s vysokým podílem odstraňovaného materiálu. Kilogram mosazi je však na světovém trhu poměrně drahý a způsob, jak snížit cenu polotovaru, je snížit hmotnost polotovaru.

Ze spisu CZ 303638 B1 je známa kokila pro tvarové odstředivé lití mosazných polotovarů klecí valivých ložisek s předlitými kapsami která sestává z válcové části vytvořené jako prstenec, která je na jedné straně opatřena přírubou, přičemž příruba s válcovou částí tvoří kompaktní celek tělesa kokily a válcová část je uzavřena na druhé straně víkem a víko kokily je opatřeno otvorem pro přívod tekutého kovu lícím žlábkem a v prostoru válcové částí jsou na víku na jeho vnitřní kruhové ploše uspořádány výstupky mezi nimiž jsou dutiny, přičemž přední hrana výstupků je v odstupu od nalévacího otvoru a zadní plocha výstupků tvarově doléhá na vnitřní plochu válcové části příruby a homí stěna výstupků je v určité vzdálenosti od přilehlé čelní plochy příruby. Takové zařízení umožní ale odlít prstenec, který má výstupky pouze na jedné straně. Výstupky na druhé straně se musejí zase získat obrobením, což znamená velký odpad odfřézovaného materiálu.

Cílem technického řešení je představit kovací nástroj pro získání oboustranně ozubeného polotovaru kováním, aby bylo možno dosáhnout maximální úspory materiálu a snížení ceny klecí.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje kovací nástroj pro kování mosazných polotovarů klecí valivých ložisek s předkovanými kapsami podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že ve spodní zápustce je upevněno spodní tvarové jádro, které má na okraji obvodové odlehčení, které přechází do dna a v takto vzniklé kruhové drážce se dnem jsou uspořádána napevno jádra, mezi nimiž jsou tvarové dutiny a jádra mají uprostřed průchozí otvor, který navazuje na otvor ve spodní zápustce a ten zase navazuje na otvor v dnové části pod spodní zápustkou, která je zespodu opatřena dutinou, do které vyhazovač proniká, přičemž homí zápustka je opatřena homím tvarovým jádrem, které je po svém homím obvodu opatřeno výstupky a odlehčeními, přičemž odlehčení jsou uspořádána naproti jádrům na spodní zápustce. Díky této konstrukci je možné kovat výkovky klecí, jejichž homí a spodní ozubení jsou vůči sobě přesazená.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude dále přiblíženo pomocí výkresů, kde obr. 1 představuje pohled na kovací nástroj podle technického řešení s na sebe uloženými zápustkami, obr. 2 představuje rozloženou sestavu kovacího nástroje podle technického řešení i s ještě neobrobeným výkovkem klece, obr. 3 představuje schematický pohled shora na spodní zápustku s vlisovanými jádry, obr. 4 je detailním řezem jádrem podle čáry A-A z obr. 3, obr. 5 přestavuje pohled na opracovaný výko-1 CZ 27649 Ul vek klece, obr. 6 je zobrazení hotové klece po opracování a obr. 7 je pohled na základní polotovar z kterého se kove.

Příklady uskutečnění technického řešení

Na obr. 1 je pohled na kovací nástroj 1 podle technického řešení. Ten sestává ze spodní zápustky 6 a homí zápustky 2. Do spodní zápustky 6 je upevněno pomocí šroubů 12 spodní tvarové jádro 3 a zafixováno přes kolíky 14 a do homí zápustky 2 je zase upevněno pomocí šroubů 13 homí tvarové jádro 4. Spodní zápustka 6 je upevněna na dnovou desku 8 přes šrouby li a 5. Je také vidět, že jak skrze dnovou desku 8, tak i přes spodní zápustku 6 a přes okraj spodního tvarového jádra 3 prochází vyhazovače 7, o kterých bude ještě pojednáno později.

Na obr. 2, kde je pohled na jednotlivé části celé sestavy kovacího nástroje 1 podle technického řešení, jsou dobře vidět spodní zápustka 6 se spodním tvarovým jádrem 3, dále homí zápustka 2 s horním tvarovým jádrem 4 a je zde vidět polotovar výkovku 15, který ještě není opracován a po obvodu má otřep 16 spojující obvodové plochy zubů a vnitřní výronek 17. Otřep 16 i výronek 17 se odstraní při následném soustružení a pak bude výkovek 15 vypadat tak, jako je znázorněn na obr. 5.

Na obr. 3 je schematický pohled shora na spodní tvarové jádro 3 a okraj spodní zápustky 6. Už z obr. 1 je vidět, že spodní tvarové jádro 3 má na okraji obvodové odlehčení 18, které přechází do dna 21. To je pak nejlépe vidět v řezu na obr. 4. Po uložení spodního tvarového jádra 3 do zápustky 6 tedy vznikne kruhová drážka se dnem 21. A do této drážky se napevno nalisují jádra 19, mezi nimiž vzniknou mezery respektive tvarové dutiny 22. Je vidět, že jádra 19 jsou tvarově upravena tak, aby doléhala na zaoblení drážky mezi spodní zápustkou 6 a spodním tvarovým jádrem 3. Každé jádro 19 má uprostřed průchozí otvor 20, o jehož významu bude pojednáno později. Jádra jsou rozložena pravidelně po celé drážce.

Právě na obr. 4 je pak totiž dobře vidět, že otvorem prochází vyhazovač 7. Otvor 20 navazuje na otvor 24 ve spodní zápustce 6 a ten zase navazuje na otvor 25 v dnové části 8, která je zespodu opatřena dutinou 23, do které vyhazovač 7 prostupuje a odkud může být vhodným mechanismem aktivován. Zmíněné otvory jsou vidět na obr. 1.

Podstatou této technologie je jednak vyplnění dutin 22 mezi jádry 19 u spodní ocelové zápustky 6 materiálem, který je mezi zápustky zakládán ve tvaru prstence ohřátého na tvářecí teplotu. Tím vznikne spodní ozubení 26 výkovku 15 klece - viz obr. 5. Materiálem je přířez z tvářené tyčoviny, nebo kokilový předlitek.

Homí ozubení 29 vznikne tak, že homí tvarové jádro 4 má na svém horním obvodu výstupky 27 a odlehčení 28 - to je vidět na obr. 1. Odlehčení 28 vytvoří po vtlačení do polotovaru homí ozubení 29 výkovku 15 klece - viz obr. 5. Odlehčení 28 jsou uspořádána naproti jádrům 19 na spodní zápustce 6 - viz obr. 3. Tak vznikne vzájemně přesazené střídavé homí ozubení 29 a spodní ozubení 26 na výkovku 15 budoucí klece.

Výkovky mají oproti odstředivým odlitkům tu výhodu, že se zmenšujícím se rozměrem výkovku se cena snižuje z důvodu použití pouze ručního nářadí bez nutnosti použití drahých licích strojů k nim potřebného nářadí.

Technologický postup při kování:

Polotovarem pro kování je v ocelové kokile gravitačně odlité mezikruží 30, které se po ostřižení vtoku opět ohřeje v plynové komorové peci na kovací teplotu mosazi a vloží se do prostoru zápustky. To je vidět na obr. 7. Výkovek je vytvořen spodní zápustkou 6 a v ní vloženým spodním tvarovým jádrem 3 s nalisovanými jádry 19 a homí zápustkou 2 s horním tvarovým jádrem 4 přímo opatřeným výstupky a odlehčeními, přičemž odlehčení 28 jsou uspořádána naproti jádrům 19 na spodní zápustce 6.

-2CZ 27649 Ul

Pri úderu dojde k vytvoření požadovaného tvaru, přebytečný materiál vytvoří výronek 17 uvnitř mezikruží. Po odjetí homí zápustky 2 je výkovek 15 vyhozen pomocí vyhazovačů 7 a kovář jej vyjme kleštěmi z kovacího nástroje 1.

Pro nově navrženou metodu zápustkového kování byla vytvořena nová vnitřní konstrukce zá5 pustek tak, aby se snížila hmotnost výkovku. Vnější konstrukce zápustky zůstala stejná jako u klasického kování. Vnitřní uspořádání zápustky je navrženo tak, aby přídavky na vnějších, vnitřních stěnách a stěnách ozubení bylo minimální a došlo tak k efektivní výrobě polotovaru. Optimalizací vnitřní konstrukce dochází k 40 až 50% úspoře hmotnosti materiálu.

Podle uvedeného technického řešení byla zhotovena sada pěti speciálních kovacích zápustek pro io kování polotovarů mosazných klecí s předlitými kapsami pro radiální soudečková ložiska pěti typorozměrů. Na výkovcích byla provedena zkouška homogenity ultrazvukem a průmyslovým rentgenem, zkouška tažnosti a tvrdosti materiálu, a to bez zjištěných závad. Následně byly tyto klece kompletně opracovány na obráběcím centru dle výrobních výkresů a výstupní kontrolou schváleny pro montáž ložisek. Hotová klec 31 je zobrazena na obr. 6.

Výkovky s předkovanými kapsami po převážení vykazují průměrné snížení hmotností o 47 % oproti standardním odlitkům - plným prstencům.

Průmyslová využitelnost

Kovací nástroj podle tohoto technického řešení lze obecně využít všude tam, kde je potřeba poměrně přesně kovat rotační tvarové polotovary prstenců a pouzder s předkovaným tvarovým odlehčením s přídavky na následné odlehčení.

Claims (1)

1. Kovací nástroj (1) pro kování mosazných polotovarů klecí valivých ložisek s předkovanými kapsami sestávající ze spodní zápustky (6) a homí zápustky (2) opatřené vnitřními tvarovými prvky, které jsou v nich upevněny, vyznačující se tím, že ve spodní zápustce (6) je

25 upevněno spodní tvarové jádro (3), které má na okraji obvodové odlehčení (18), které přechází do dna (21) a v takto vzniklé kruhové drážce se dnem (21) jsou uspořádána napevno jádra (19), mezi nimiž jsou tvarové dutiny (22) a jádra (19) mají uprostřed průchozí otvor (20), který navazuje na otvor (24) ve spodní zápustce (6) a ten zase navazuje na otvor (25) v dnové části (8) pod spodní zápustkou (6), která je zespodu opatřena dutinou (23), do které vyhazovač (7) proniká,

30 přičemž homí zápustka (2) je opatřena horním tvarovým jádrem (4), které je po svém horním obvodu opatřeno výstupky (27) a odlehčeními (28), přičemž odlehčení (28) jsou uspořádána naproti jádrům (19) na spodní zápustce (6).