Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wstepnie kutego ramienia korbowego spawa¬ nego walu korbowego z wydrazonymi czopami lozyskowymi i korbowymi, wedlug którego przedkuwke z dwoma przeciwleglymi, plaskimi lub zasadniczo plaskimi powierzchniami bocznymi nagrzewa sie do temperatury kucia, po czym w miejscach pózniejszych czopów ksztaltuje sie wystajace odsadzenie, a równoczesnie na powierzchniach przeciwleglych w stosunku do tych odsadzen ksztaltuje sie zaglebienie, a nastepnie odsadzenie utrzymywane swym obwodem w zaglebieniu matrycy przeksztalca sie w wydrazony czop przez wtloczenie trzpienia w to zaglebienie. Przed¬ miotem wynalazku jest równiez urzadzenie do wytwarzania ramienia korbowego spawanego walu korbowego, które to urzadzenie posiada dwie matryce poruszajace sie w kierunku ku sobie i od siebie, z których jedna ma zaglebienie dla czopów, a druga posiada przebijak, wystajacy osio¬ wo zgodnie z tym zaglebieniem.Sposób wytwarzania kutych walów korbowych, wedlug którego stosuje sie jako przebijak" stempel do wykonywania otworów, który przepycha sie poprzecznie przez obrabiany przedmiot, jest znany z artykulu "Kucie walów korbowych", opublikowanego w czasopismie "Werkstatt tech¬ nik und maschinenban" na stronie 147-151 * kwietniu 1953 roku. Zgodnie z tym sposobem stem¬ pel wytwarza centralny przelotowy otwór w czopie, wykonywanym przez równoczesne osiowe wy¬ dluzenie pierwotnego odsadzenia. Przy przebijaniu otworów wlókna materialu w obrabianym przedmiocie, które poczatkowo przebiegaly glównie w kierunku równoleglych powierzchni plas¬ kiego wyjsciowego przedmiotu obrabianego, zostaja przeciete. Poniewaz towarzyszace ksztalto¬ waniu plyniecie plastyczne materialu pozostajacego wokól stempla nastepuje przewaznie tylko osiowo, to znaczy w kierunku tloczenia, operacja wykonywania otworów w wydrazonym czopie wymaga tylko w niewielkim stopniu ukierunkowania wlókien równolegle do osi, co jest pozada¬ ne dla wlasciwosci wytrzymalosciowych gotowego walu korbowego.Sposób wytwarzania kutych walów korbowych podobnego rodzaju podaje takze opis paten¬ towy USA 2 403 049, wedlug którego plaska przedkuwke kuje sie pomiedzy dwoma matrycami, w2 135 377 wyniku czego powstaje ramie korbowe posiadajace dwa wystajace czopy, które przy swoich pod¬ stawach przechodza bezposrednio w powierzchnie boczne ramienia korbowego• Celem wynalazku jest dalsze rozwiniecie sposobu wytwarzania ramienia korbowego spawanego walu korbowego w ten sposób, azeby wlókna materialu w czopach lozyskowych i czopach korbowych przebiegaly z wiekszym przyblizeniem niz dotychczas równolegle do powierzchni czopu, mianowicie na calej dlugosci tego czopu tak, aby w ten sposób uzyskac polepszenie wlasciwosci wytrzymaloscio¬ wych gotowego walu korbowego.Cel ten zostal osiagniety dzieki opracowaniu sposobu wytwarzania ramienia korbowego spawanego walu korbowego wedlug niniejszego wynalazku, którego istota polega na tym, ze pod¬ czas wtlaczania trzpienia material odsadzenia tworzacy czop wtlacza sie w przestrzen piers¬ cieniowa, utworzona z cylindrycznej powierzchni wewnetrznej i umieszczonej w tej wewnetrz¬ nej powierzchni czesci cylindrycznej stanowiacej kowadlo. Podczas wtlaczania przebijaka we wstepnie uksztaltowany przedmiot obrabiany srodkowa czesc kowadlowa przez swoje przyleganie do powierzchni czolowej uksztaltowanego wstepnie odsadzenia zapobiega skierowanemu osiowo wypieraniu materialu w strefie rdzeniowej odsadzenia. Na skutek tego material ten, wraz z materialem odsadzenia otaczajacym obszar rdzeniowy musi plynac w pierscieniowej przestrze¬ ni pomiedzy kowadlem a zaglebieniem matrycy zarówno osiowo jak i promieniowo na zewnatrz do strony wewnetrznej zaglebienia.To polaczone promieniowe i osiowe plyniecie materialu prowadzi przede wszystkim do tego, ze w gotowym czopie uzyskuje sie szczególnie korzystne przyblizenie do pozadanego, równoleglego do powierzchni przebiegu wlókien na calej dlugosci czopa. Przy tloczeniu nie nastepuje oddzielenie materialu od obrabianego przedmiotu* Dzieki temu takze, w porówna¬ niu ze znanymi sposobami, uzyskuje sie dodatkowo znaczna oszczednosc materialu tak, ze przy danych wymiarach obrabianego przedmiotu i zaglebienia matrycy mozna uzyskac wieksza dlugosc czopa. Polaczone promieniowe i osiowe plyniecie materialu w odsadzeniu jest jesz¬ cze korzystniejsze, jezeli te odsadzenia obrabianej przedkuwki doprowadza sie do powierz¬ chni czolowej tworzacej kowadlo czesci cylindrycznej zanim jeszcze zostana one przedlu¬ zone w wydrazone czopy koncowe. Urzadzenie do wytwarzania ramienia korbowego spawanego walu korbowego jest korzystnie wykonane w ten sposób, ze na powierzchni wewnetrznej ma¬ trycy jest umieszczona tworzaca kowadlo czesc cylindryczna o mniejszej srednicy, anizeli srednica cylindrycznej powierzchni wewnetrznej matrycy, natomiast trzpien ma srednice ma¬ lejaca w kierunku jego swobodnej strony czolowej.Korzystne okazalo sie przy tym, jezeli srednica zewnetrzna czesci cylindrycznej sta¬ nowiacej kowadlo wynosi 40 do 60 procent srednicy wewnetrznej otaczajacego ja cylindrycz¬ nej powierzchni wewnetrznej matrycy. Równiez korzystnym jest, gdy trzpien przebijakowy ma obwodowa czesc wklesla, której profil wzdluzny ma ksztalt luku kola, zas przy swoim swo¬ bodnym koncu ma on odcinek czopowy, o ksztalcie nieco stozkowego trzonu o srednicy maleja¬ cej. Dzieki zastosowaniu wkleslej czesci obwodowej przebijaka osiagnieto to, ze kierunek wlókien ma odpowiednio krzywoliniowy przebieg wzdluz powierzchni czopa, przez co uzyskuje sie korzystne równomierne przejscie do kierunku wlókien w gotowym ramieniu korbowym pomie¬ dzy czopem korbowym, a glównym czopem lozyskowym.Wynalazek jest dokladniej opisany w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyklad wykonania urzadzenia tloczacego do wykonywania sposobu wedlug wynalazku w przekroju pionowym, fig. 2-4 - urzadzenie wytlaczajace z fig. 1 w kolejnych fazach przeksztalcania plaskiego przedmiotu wyjsciowego, obrabianego do postaci ramienia korby, fig. 5 - wstepnie kute ramie korby w przekroju po obróbce wiórowej, majacej na ce¬ lu przygotowanie walu korbowego do spawania, oraz fig. 6 - matryce dolna i pierscienio¬ wy uchwyt przedkuwki w widoku z gói^. Przedstawione schematycznie urzadzenie do kucia na prasach zawiera nieruchomy tlocznik dolny 1, ruchomy pionowo tlocznik górny, z którego na fig. 1-4 pokazano tylko wymienne stemple 2 i 3 oraz pierscieniowy uchwyt 4 dla obrabia¬ nej przedkuwki 5» Nieruchomy tlocznik dolny 1 zawiera plyte podstawy 6, która w swej po-135 377 3 wierzchni górnej ma wyciecie w ksztalcie scietego stozka na stozkowy z zewnatrz a cylindry¬ czny wewnatrz pierscien wsporczy 7» Jak pokazano na fig, 1-4 i 6 pierscien wsporczy 7 jest rozciety osiowo w trzech miejscach na swym obwodzie, tak ze sklada sie on z trzech identy¬ cznych segmentów 8f które opieraja sie ciasno o siebie, kiedy pierscien wsporczy umieszczo¬ ny jest w wycieciu. Bezposrednio przy swej cylindrycznej powierzchni wewnetrznej 9 piers¬ cien wsporczy uksztaltowany jest jako rozciagajacy sie do góry, wewnetrzny pierscien matry¬ cowy 10, którego przekrój osiowy utworzony jest przez luk okregu, którego wewnetrzny koniec jest styczny do cylindrycznej powierzchni wewnetrznej 9, podczas gdy koniec zewnetrzny przechodzi poprzez linie prosta w plaska powierzchnie pierscieniowa 11. Kiedy pierscien 7 zamontowany jest w plycie 6, wtedy powierzchnia 11 jest zgodna z plaska powierzchnia górna 12 plyty.W powierzchni górnej 12 zaglebiony jest kolek wsporczy 139 którego górna, zaokraglona powierzchnia koncowa usytuowana jest na tym samym poziomie co górna krawedz wewnetrznego pierscienia matrycowego 10. Odleglosc pomiedzy osiami kolka wsporczego 13 i pierscienia wsporczego 7 jest równa zadanemu promieniowi wykorbienia. Jak pokazano na fig. 1 kolek wspo¬ rczy 13 sluzy jako dodatkowa podpora przedkuwki 5 na poczatku pierwszej operacji kucia.Pierscieniowy uchwyt 4 ma kontur wewnetrzny 14, który odpowiada zadanemu konturowi wykor¬ bienia kutego na prasie. Grubosc uchwytu jest równa grubosci przedkuwki 5* Uchwyt moze byc wyposazony w odpowiednie srodki, pokazane s chan etycznie jako wystep 15, dla ulatwienia ma¬ nipulacji uchwytem i umieszczona w nim przedkuwke 5 podczas operacji kucia. Przedkuwka 5 moze byc wycieta plomieniowo z kutego lub walcowanego, stalowego kesiska plaskiego z takim konturem zewnetrznym, ze po nagrzaniu do temperatury kucia przedkuwke taka mozna stosun¬ kowo latwo wprowadzic w uchwyt 4, po czym pierwsza operacja kucia opisana ponizej powoduje pewne uchwycenie przedkuwki w uchwycie, tak ze mozna nim razem manipulowac. Alternatywnie przedkuwka 5 moze byc wykonana przez kucie plyty ze stalowego bloku lub kesiska plaskiego o okreslonym uprzednio ciezarze, przy czym koncowa czesc kucia przeprowadzana jest na przedkuwce zamontowanej w uchwycie tak, ze w koncu przedkuwka jest ciasno trzymana przez uchwyt w styku z nim wzdluz wiekszej czesci konturu wewnetrznego 14.Na fig. 1 przedkuwka 5t która jest uchwycona w pierscieniowym uchwycie 4 i ogrzana do temperatury kucia, przedstawiona jest jako wsparta przez wewnetrzny pierscien matrycowy 10 i kolek wsporczy 13 bezposrednio przed pierwsza operacja kucia, która jest przeprowadza¬ na przez wymienny stempel 2 przymocowany do plyty /nie pokazano/ ruchomego tlocznika gór¬ nego. Stempel 2 ma zwrócona do dolu, pierscieniowa powierzchnie tloczaca 16, która otacza wystajacy, osiowo symetryczny i nieco stozkowy trzpien tloczacy 17$ którego srednica jest równa srednicy cylindrycznej powierzchni wewnetrznej 9 tlocznika dolnego* W dnie wyciecia w podstawie 6 umieszczona jest wkladka 18, która zawiera kolowy kolnierz 19 sluzacy do cen¬ trowania wkladki w pierscieniu wsporczym 7 oraz siegajaca do góry, cylindryczna czesc 20, która sluzy jako kowadlo podczas wytlaczania czopów z przedkuwki 5 jak opisano ponizej, kiedy górna powierzchnia koncowa 21 cylindrycznej czesci 20 styka sie z powierzchnia kon¬ cowa wytlaczanego czopa. Fig. 2 przedstawia przedkuwke i matryce przy koncu pierwszej ope¬ racji kucia, kiedy pierscieniowa powierzchnia tloczaca 16 wymiennego stempla 2 opiera sie o górna powierzchnie przedkuwki, podczas gdy dolna powierzchnia przedkuwki opiera sie o zrównane ze soba powierzchnie pierscieniowa 11 i powierzchnie górna 12 matrycy dolnej. Pod¬ czas operacji kucia stozkowy trzpien tloczacy 17 wytworzyl odpowiednie zaglebienie 22 w górnej powierzchni przedkuwki, natomiast pierscien matrycowy 10 wytworzyl odpowiednie za¬ glebienie lub wgniecenie 23 w dolnej powierzchni przedkuwki. Tak przemieszczony material zostal wcisniety w pierscien wsporczy 7f aby utworzyc tymczasowy czop 24 wystajacy z dol¬ nej strony przedkuwki.Itymienny stempel 2 zostaje nastepnie uniesiony nad przedkuwke. Po uniesieniu piers¬ cieniowego uchwytu 4 wraz z przedkuwka nad matryce dolna 1 uchwyt zostaje obrócony o 180° wokól swej osi wzdluznej i przesuniety w bok, tak aby wgniecenie wytworzone przez kolek4 155 377 wsporczy 13 bylo ustawione zgodnie z osia wymiennego stempla 2. Dla ulatwienia ustalenia po¬ lozenia przedkuwki, dolna powierzchnia stozkowego trzpienia tloczacego 17 moze posiadac cen¬ tralny kolek /nie pokazano/ odpowiadajacy kolkowi wsporczemu 13. Przez powtórzenie operacji kucia opisanej powyzej zostaje wytworzone zaglebienie 25 w górnej powierzchni przedkuwki oraz wytloczony po przeciwleglej stronie czop 26 otoczony przez pierscieniowe zaglebienie 27 w dolnej powierzchni przedkuwki. Czop 26 oddalony jest od poprzednio wykonanego czopa 24 o wymiar odpowiadajacy zadanej odleglosci pomiedzy liniami srodkowymi wykorbienia i czopów lozyskowych gotowego .ramienia korby. Fig. 3 przedstawia przekrój przez przeksztalcona przed- kuwke, oznaczona teraz przez 28, po zakonczeniu tych dwóch pierwszych operacji kucia. Wy¬ mienny stempel 2 matrycy górnej zostaje teraz zastapiony przez drugi wymienny stempel 3 po¬ kazany na fig. 3 i 4, który ma zwrócona do dolu powierzchnie robocza 29, odpowiadajaca pierscieniowej powierzchni tloczacej 16 pierwszego stempla i otaczajaca osiowo symetrycznie trzpien 30 wykonany z nieco stozkowa podstawa 31, która poprzez czesc wypukla 32, której kontur wzdluzny jest lukiem okregu, przechodzi w czesc wklesla 33f której profil wzdluzny jest równiez lukiem okregu. Wklesla czesc 33 przechodzi w koncowy, nieco stozkowy trzon 34.Z polozenia pokazanego na fig* 3 druga operacja kucia nastepuje przez skierowany do dolu ruch matrycy górnej z wymiennym stemplem 3t az powierzchnia robocza 29 oprze sie o gór¬ na powierzchnie obrabianej przedkuwki 28. Matryca górna zostaje nastepnie uniesiona nad ob¬ rabiany przedmiot, który wraz z pierscieniowym uchwytem 4 zostaje uniesiony nad matryce dolna i obrócony jak opisano powyzej po poczatkowej operacji kucia, tak ze powierzchnia ob¬ rabianej przedkuwki 28, która na fig. 3 jest zwrócona do góry, znowu spocznie na powierz¬ chniach dolnej i górnej 11, 12 matrycy dolnej, przy czym wewnetrzny pierscien matrycowy 10 wejdzie w pierscieniowe zaglebienie 23. Nastepuje powtórzenie drugiej operacji kucia opi¬ sanej powyzej, a po jej zakonczeniu obrabiany przedmiot ma ksztalt pokazany na fig. 4# Fod- czas kazdej z dwóch koncowych operacji kucia trzpien 30 przemieszcza material obrabianego przedmiotu lub przedkuwki 28, usytuowany ponizej zaglebien 25 lub 22 w kierunku do dolu, ale poniewaz przeplyw materialu w kierunku osiowym ograniczony jest przez kowadlo lub czesc cylindryczna 20, zatem nastepuje przeplyw promieniowy tak, ze dwa tymczasowe czopy 24 i 26 zostaja nie tylko wydluzone ale równiez rozszerzone do styku z cylindryczna powierzchnia 9 matrycy dolnej. Dzieki temu koncowe czopy 35 i 36, za wyjatkiem swych czesci koncowych, które zostaja pózniej usuniete przez obróbke skrawaniem, maja ksztalt cylindryczny z prze¬ biegiem wlókien równoleglym do powierzchni cylindrycznej. Poczatkowo kucie na prasie piers¬ cieniowych zaglebien 23 i 27 za pomoca wewnetrznego pierscienia matrycowego 10 zapewnia po¬ wierzchniowo równolegly przebieg wlókien w tych miejscach gotowego ramienia korby oznaczo¬ nego przez 37.Srodek luku okregu tworzacego profil wzdluzny wkleslej czesci 33 trzpienia 30 jest korzystnie usytuowany tak, ze w polozeniu koncowym matryc jak pokazano na fig. 4 pokrywa eie on ze srodkiem luku okregu tworzacego czesc profilu wewnetrznego pierscienia matryco¬ wego 10# Zalecane jest, by zwrócone do dolu pierscieniowa powierzchnia tloczaca 16 i po¬ wierzchnia robocza 29 na wymiennych stemplach 2 i 3 zachodzily w praktyce na powierzchnie pierscieniowa 11 matrycy dolnej. Ich kontur zewnetrzny moze byc taki jak pokazano linia osiowa 38 /patrz fig. 6/, która z prawej strony okreslona jest przez wymaganie, by powie¬ rzchnia byla wolna od czopu laczacego wytlaczanego z obrabianego przedmiotu* Ze wzgledu na cylindryczna powierzchnie czopów koncowych 35 i 36 pierscien wsporczy 7 matrycy dolnej bierze udzial w podnoszeniu obrabianego przedmiotu wraz z pierscieniowym uchwytem 4, ale poniewaz pierscien wsporczy 7 jest od zewnatrz stozkowy i sklada sie z segmentów, zatem szybko odlacza sie od wyciecia w podstawie 6 tak, ze segmenty pierscienia zostaja uwolnio¬ ne od czopa pod swym wlasnym ciezarem i z powrotem spadaja na swe miejsce w zaglebieniu plyty.Na fig. 5 kontur przekroju poprzecznego gotowego, kutego ramienia korby oznaczono li¬ nia osiowa 37, podczas gdy linie ciagle przedstawiaja ramie korby po obróbce skrawaniem a przed zespawaniem ze soba kilku identycznych ramion korbowych wzdluz koncowych powierz-135377 5 chni 39 i 40 obrobionych skrawaniem czopów 41 i 42, tak aby wytworzyc kompletny wal korbowy.Sposób taki zapewnia bardzo ekonomiczne wykorzystanie materialu przy produkcji stosunkowo lekkiego ramienia korbowego z minimalna iloscia materialu usuwanego przez obróbke skrawa¬ niem, a równoczesnie uzyskuje sie opisany powyzej przebieg wlókien równolegly do powierzch¬ ni, co polepsza wytrzymalosc walu korbowego. Taki przebieg wlókien uzyskuje sie w wykorbie- niu i w czopach lozyskowych, a zwlaszcza w zaokraglonych czesciach pomiedzy czopami a srod¬ kowa czescia kazdego wykorbienia* Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku jedno lub obydwa za¬ glebienia, które w opisanym przykladzie wykonania przebiegaja nieprzerwanie wokól kazdego wytloczonego czopu, moga sie tylko wzdluz ulamka obwodu danego czopu, a zwlaszcza wzdluz tej czesci powierzchni czopu, która jest zwrócona do drugiego czopu, poniewaz wlasnie w tych obszarach gotowego walu korbowego wystepuja maksymalne naprezenia pod obciazeniem* Kazde za¬ glebienie w ksztalcie czesci pierscienia rozciaga sie korzystnie symetrycznie po obu stro¬ nach linii laczacej osie czopów i oznaczonej na fig. 6 przez linie osiowa 43* Katowa dlu¬ gosc zaglebienia powinna wynosic przynajmniej 60° po kazdej stronie tej linii, to znaczy ra¬ zem 120°. Przy takiej modyfikacji mozliwe jest zmniejszenie ilosci materialu usuwanego przy pózniejszej obróbce skrawaniem, fig. 5i przez usytuowanie konturu przedkuwki i wewnetrznego konturu pierscieniowego uchwytu blizej czopu laczacego.Ze wzgledu na raczej duza sile kucia potrzebna do wykonania zaglebienia, zwlaszcza za¬ glebienia w ksztalcie ciaglego pierscienia, kazde zaglebienie moze byc wytwarzane w dwóch kolejnych etapach. W pierwszym etapie mozna wykorzystywac plaski stempel górny bez trzpie¬ nia pokazanego na fig. 1-2, tak ze od spodu przedkuwki zostaje wytloczony tylko stosunkowo niski czop zawierajacy material przemieszczony z plytkiego zaglebienia utworzonego przez wewnetrzna czesc matrycy dolnej.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wstepnie kutego ramienia korbowego spawanego walu korbowego z wydrazonymi czopami lozyskowymi i korbowymi, wedlug którego przedkuwke z dwoma przeciwleg¬ lymi, plaskimi lub zasadniczo plaskimi powierzchniami bocznymi nagrzewa sie do temperatu¬ ry kucia, po czym w miejscach pózniejszych czopów ksztaltuje sie wystajace odsadzenia, a równoczesnie na powierzchniach przeciwleglych w stosunku do tych odsadzen ksztaltuje sie zaglebienia, nastepnie odsadzenia utrzymywane swym obwodem w zaglebieniu matrycy przeksztal¬ ca sie w wydrazony czop przez wtloczenie trzpienia w zaglebienie, znamienny tym, ze podczas wtlaczania trzpienia /30/ material odsadzenia tworzacy czop /24/ wtla¬ cza sie w przestrzen pierscieniowa, utworzona z cylindrycznej powierzchni wewnetrznej /9/ i umieszczonej w tej wewnetrznej powierzchni czesci cylindrycznej /20/ stanowiacej kowadlo. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odsadzenia obrabianej przedkuwki doprowadza sie do powierzchni czolowej /21/ tworzacej kowadlo czesci cylindrycz¬ nej /20/, zanim czopy /24/ zostana przedluzone w wydrazone czopy koncowe /36/» 3. Urzadzenie do wytwarzania ramienia korbowego spawanego walu korbowego, zawierajace dwie matryce ruchome.ku sobie i od siebie, z których jedna ma zaglebienie dla czopów, a druga posiada wystajacy osiowo zgodnie z tym zaglebieniem przebijak, znamienne tym, ze na powierzchni wewnetrznej /9/ matrycy jest umieszczona tworzaca kowadlo czesc cylindryczna /20/ o mniejszej srednicy, anizeli srednica cylindrycznej powierzchni wewne¬ trznej /9/ matrycy, natomiast trzpien /30/ ma srednice malejaca w kierunku jego swobodnej strony czolowej. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3t znamienne tym, ze zewnetrzna sredni¬ ca, stanowiacej kowadlo czesci cylindrycznej /20/ wynosi 40 do 60 % srednicy otaczajacego ja cylindrycznej powierzchni wewnetrznej /9/ matrycy.6 135 377 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, ze trzpien /*/ M obwódce czesc wtiesZa /33/, ttore;, profil wzdluzny posiada fcsztaZt^ fcolaH p^o. c^ mlle^. ^ °n °dCiDek CZOP0W7 ° kS2talCie nieC° **°**™e° tr.o«u /»/ o nredni- n\\\\\\\\\\\\' na 2135 377 r/6.4135 377 FIG. 5 =^£ 39 F/G.6 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 Cena 100 zl PL PL PL
