PL237655B1 - Sposób kucia na zimno metodą spęczania - Google Patents

Abstract

Sposób kucia na zimno metodą spęczania, zwłaszcza stopniowanych odkuwek wydłużonych przeznaczonych na korpusy noży obrotowych charakteryzuje się tym, że odkuwkę korpusu noża obrotowego (2) kształtuje się w czterech etapach z półfabrykat w kształcie odcinka pręta o długości początkowej większej od długości odkuwki (L) i średnicy początkowej równej średnicy najmniejszego stopnia (7) odkuwki, przy czym w pierwszym etapie kształtuje się na jednym końcu półfabrykatu stożkowy stopień, którego tworzące są pochylone pod jednakowym kątem na całej długości stożkowego stopnia, zaś średnica podstawy stożkowego stopnia jest większa od średnicy półfabrykatu następnie w drugim etapie procesu ze stożkowego stopnia kształtuje się stopień walcowy, którego średnica podstawy (d3) jest równa średnicy wewnętrznego stopnia (8) odkuwki (2), ponadto kształtuje się na końcu stopień stożkowy, o średnicy podstawy (d3) równej średnicy stopnia walcowego i kącie rozwarcia tworzących większym od kąta rozwarcia tworzących stopnia stożkowego, który był ukształtowany w pierwszym etapie, następnie w trzecim etapie spęcza się stopień stożkowy półfabrykatu i kształtuje się stopień stożkowy, o średnicy podstawy większej od średnicy (d3) stopnia walcowego i kącie rozwarcia tworzących większym od kąta rozwarcia tworzących stopnia stożkowego, ukształtowanego w drugim etapie, po czym w czwartym etapie procesu spęcza się stopień stożkowy.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób kucia na zimno metodą spęczania, zwłaszcza stopniowanych odkuwek wydłużonych przeznaczonych na korpusy noży obrotowych.

Dotychczas znanych i stosowanych jest szereg metod kucia na zimno odkuwek wydłużonych w kształcie wielostopniowych osi i wałów. Procesy takie realizuje się głównie metodami spęczania materiału oraz wyciskania, gdzie półfabrykat stanowią odcinki prętów poddane zmiękczającej obróbce cieplnej. Przykładowe procesy kucia na zimno odkuwek stopniowanych opisano w zbiorczym opracowaniu „ASM Handbook Forming and Forging” Volume 14 of the 9th Edition Metals Handbook, ASM International 1996 r. Przedstawione w opracowaniu procesy kucia na zimno realizowane są w kilku etapach, w skład których wchodzą operacje wyciskania na zimno, oraz spęczania. W zależności od stopnia skomplikowania odkuwki oraz wielkości redukcji przekroju poprzecznego materiału proces składa się od kilku do kilkunastu etapów, w których następuje stopniowe kształtowanie odkuwek. W rezultacie realizacja procesu wymaga stosowania pras wielostanowiskowych oraz złożonego konstrukcyjnie oprzyrządowania. W większości przypadków procesy realizuje się bezodpadowo, a półfabrykaty przed procesem poddaje się wyżarzaniu zmiękczającemu oraz fosforanowaniu, co ułatwia realizację procesu.

Znane są również metody kucia na gorąco wydłużonych odkuwek stopniowanych, które zostały opisane w książce Wasiunyk P. „Kucie matrycowe” Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1987 r. Procesy kucia na gorąco przedstawione w książce najczęściej realizuje się w matrycach otwartych na młotach i prasach. W przypadku kucia na młotach jako materiał wsadowy wykorzystuje się odcinki prętów, które po nagrzaniu kształtuje się w wykrojach pomocniczych oraz matrycujących wstępnie i wykańczająco. W ostatnim etapie okrawa się wypływkę na prasach korbowych lub mimośrodowych. Natomiast w przypadku kucia na prasach stosuje się półfabrykaty w postaci przedkuwek, wstępnie ukształtowanych na innych maszynach. Cechą charakterystyczna odkuwek kształtowanych na gorąco jest znacznie mniejsza dokładność w stosunku do kucia na zimno oraz znacznie większe zużycie materiału, związane z występowaniem naddatku technologicznego w postaci wypływki, która jest okrawana w ostatnim etapie procesu.

Znany jest również sposób walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek noży obrotowych, który został opisany w książce autorstwa Pater Z. „Walcowanie poprzeczno-klinowe”, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009 r. Przedstawiona w książce metoda wytwarzania odkuwek korpusów noży obrotowych realizowana jest w układzie podwójnym przy pomocy płaskich narzędzi o klinowych powierzchniach roboczych. W trakcie procesu narzędzia przemieszczają się w przeciwnych kierunkach, stopniowo kształtując odkuwki. Na końcu narzędzi umieszczone są noże, które odcinają skrajne odpady oraz rozdzielają odkuwki od siebie. Proces charakteryzuje się większą wydajnością w stosunku do procesów kucia, jednak wymaga nagrzewania materiału. Również jakość i wytrzymałość tak kształtowanych elementów jest znacznie gorsza niż odkuwek kutych na zimno.

Istotą sposobu kucia na zimno metodą spęczania, zwłaszcza stopniowanych odkuwek wydłużonych przeznaczonych na korpusy noży obrotowych według wynalazku jest to, że odkuwkę korpusu noża obrotowego kształtuje się w czterech etapach z półfabrykat w kształcie odcinka pręta o długości początkowej większej od długości odkuwki i średnicy początkowej równej średnicy najmniejszego stopnia odkuwki, przy czym w pierwszym etapie kształtuje się na jednym końcu półfabrykatu stożkowy stopień, którego tworzące są pochylone pod jednakowym kątem na całej długości stożkowego stopnia, zaś średnica podstawy stożkowego stopnia jest większa od średnicy półfabrykatu, następnie w drugim etapie procesu ze stożkowego stopnia kształtuje się stopień walcowy, którego średnica podstawy jest równa średnicy wewnętrznego stopnia odkuwki, ponadto kształtuje się na końcu stopień stożkowy, o średnicy podstawy równej średnicy stopnia walcowego i kącie rozwarcia tworzących większym od kąta rozwarcia tworzących stopnia stożkowego, który był ukształtowany w pierwszym etapie, następnie w trzecim etapie spęcza się stopień stożkowy półfabrykatu i kształtuje się stopień stożkowy, o średnicy podstawy większej od średnicy stopnia walcowego i kącie rozwarcia tworzących większym od kąta rozwarcia tworzących stopnia stożkowego, ukształtowanego w drugim etapie, po czym w czwartym etapie procesu spęcza się stopień stożkowy i kształtuje się centralny kołnierz oraz skrajny stopień walcowy i uzyskuje się gotową odkuwkę korpusu noża obrotowego.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na kucie na zimno odkuwek korpusów noży obrotowych przy pomocy prostych konstrukcyjnie narzędzi. Ponadto w stosunku do obecnie stosowanych metod kształtowania tego typu odkuwek wynalazek charakteryzuje się mniejszą liczbą operacji, co umożliwia skrócenie czasu realizacji procesu. Kolejnym korzystnym skutkiem wynalazku jest wysoka

PL 237 655 B1 dokładność i jakość uzyskanych odkuwek. Wynalazek jest uniwersalny i może byś stosowany do wytwarzania innych stopniowanych odkuwek wydłużonych.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia kształt półwyrobu po pierwszym etapie kucia, fig. 1b - kształt półwyrobu po drugim etapie kucia, fig. 1c - kształt półwyrobu po trzecim etapie kucia, fig. 2a - kształt półfabrykatu, zaś fig. 2b - kształt gotowej odkuwki po czwartym etapie kucia.

Sposób kucia na zimno metodą spęczania, zwłaszcza stopniowanych odkuwek wydłużonych przeznaczonych na korpusy noży obrotowych polegał na tym, że odkuwkę korpusu noża obrotowego 2 kształtowano w czterech etapach. Półfabrykatem 1 był odcinek pręta o długości początkowej Lo = 240 mm większej od długości odkuwki L = 125 mm i średnicy początkowej do = 30 mm, równej średnicy najmniejszego stopnia 7 odkuwki. W pierwszym etapie kształtowano na jednym końcu półfabrykatu 1 stożkowy stopień 3 o długości L2 = 165 mm, którego tworzące były pochylone pod jednakowym kątem a1 = 2° na całej długości stożkowego stopnia 3, zaś średnica podstawy d1 = 38 mm stożkowego stopnia 3 była większa od średnicy do = 30 mm półfabrykatu 1. Przy czym nieodkształcony koniec półfabrykatu 1 miał długość L1 = 40 mm, która była równa długości skrajnego stopnia 7 odkuwki 2. Następnie realizowano drugi etap procesu, w którym ze stożkowego stopnia 3 kształtowano stopień walcowy 4 o długości L3 = 31 mm, która była równa długości stopnia środkowego 8 odkuwki 2, natomiast średnica d3 = 38 mm stopnia walcowego 4 była równa średnicy stopnia środkowego 8 odkuwki 2. Ponadto kształtowano na końcu stopień stożkowy 5, o średnicy podstawy d3 = 38 mm, równej średnicy stopnia walcowego 4 oraz średnicy d2 = 32 mm mniejszej od średnica podstawy d3 = 38 mm stożkowego stopnia i kącie rozwarcia tworzących a2 = 3,5° większym od kąta rozwarcia a1 = 2° tworzących stopnia stożkowego 3, który był ukształtowany w pierwszym etapie. Natomiast długość L4 stopnia stożkowego 5 wynosiła 118 mm. Następnie w trzecim etapie spęczano stopień stożkowy 5 półfabrykatu 1 i kształtowano stopień stożkowy 6, o średnicy podstawy d4 = 42 mm większej od średnicy d3 = 38 mm stopnia walcowego 4 i kącie rozwarcia tworzących a3 = 4,2° większym od kąta rozwarcia a2 = 3,5° tworzących stopnia stożkowego 5, ukształtowanego w drugim etapie. Przy czym długość L5 stopnia stożkowego 6 wynosiła 85 mm. Następnie w czwartym etapie procesu spęczano stopień stożkowy 6, w wyniku czego kształtowano centralny kołnierz 9 o średnicy d5 = 68 mm oraz skrajny stopień walcowy 10 o średnicy d6 = 40 mm, którego długość L5 wynosiła 38 mm i uzyskiwano gotową odkuwkę 2 korpusu noża obrotowego.

Claims (1)

1. Sposób kucia na zimno metodą spęczania, zwłaszcza stopniowanych odkuwek wydłużonych przeznaczonych na korpusy noży obrotowych, znamienny tym, że odkuwkę korpusu noża obrotowego (2) kształtuje się w czterech etapach z półfabrykat (1) w kształcie odcinka pręta o długości początkowej (Lo) większej od długości odkuwki (L) i średnicy początkowej (do) równej średnicy najmniejszego stopnia (7) odkuwki (2), przy czym w pierwszym etapie kształtuje się na jednym końcu półfabrykatu (1) stożkowy stopień (3), którego tworzące są pochylone pod jednakowym katem (a1) na całej długości stożkowego stopnia (3), zaś średnica podstawy (d1) stożkowego stopnia (3) jest większa od średnicy (do) półfabrykatu (1), następnie w drugim etapie procesu ze stożkowego stopnia (3) kształtuje się stopień walcowy (4), którego średnica podstawy (d3) jest równa średnicy wewnętrznego stopnia (8) odkuwki (2), ponadto kształtuje się na końcu stopień stożkowy (5), o średnicy podstawy (d3) równej średnicy stopnia walcowego (4) i kącie rozwarcia tworzących (a2) większym od kąta rozwarcia (a1) tworzących stopnia stożkowego (3), który był ukształtowany w pierwszym etapie, następnie w trzecim etapie spęcza się stopień stożkowy (5) półfabrykatu (1) i kształtuje się stopień stożkowy (6), o średnicy podstawy (d4) większej od średnicy (d3) stopnia walcowego (4) i kącie rozwarcia tworzących (a3) większym od kąta rozwarcia (a2) tworzących stopnia stożkowego (5), ukształtowanego w drugim etapie, po czym w czwartym etapie procesu spęcza się stopień stożkowy (6) i kształtuje się centralny kołnierz (9) oraz skrajny stopień walcowy (10) i uzyskuje się gotową odkuwkę (2) korpusu noża obrotowego.