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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verformung von Stangen- oder Drehkörpern.
Für das Verformen von Stangen und Drähten finden Einrichtungen mit fest angeordneten sogenannten Ziehsteinen Verwendung, durch die der zu verformende metallische Werkstoff gezogen wird, um beispielsweise seinen Durchmesser zu verringern. Eine weitergehende Verformung oder das Aufbringen eines Profiles mittels der Ziehsteine ist mit Schwierigkeiten verbunden. Ausserdem hat das bekannte Herstellungsverfahren dort Nachteile, wo aus wirtschaftlichen Erwägungen die Vorbehandlung des zu ziehenden Materials keine Kosten verursachen soll ; man muss sich dann mit dem sogenannten mechanischen Entzundern begnügen, das mit dem Ziehvorgang durchgeführt werden kann.
Dieses hat aber den Nachteil, dass die Oberfläche des Materials nicht vollständig entzundert wird, wodurch sich ein hoher Verschleiss an den Ziehsteinen ergibt, der umso höher ist, als einerseits der zu verformende Werkstoff schlecht ohne nachträgliches Bürsten entzundert wird und anderseits aber die Ziehgeschwindigkeit aus wirtschaftlichen Überlegungen erhöht werden soll. Dies hat aber zur Folge, dass nach meist unzureichenden Standzeiten eine Formveränderung der Ziehsteine und damit ein Abweichen von der gewünschten Kaliberform auftritt.
Ferner ist es schwierig, auf dem zu verformenden Werkstoff stärkere oder umfangreichere Profile aufzubringen. Daher werden mit wenigen Ausnahmen Zahn- und Keilwellen od. ähnl. Profile durch Fräsen, also durch Zerspanung hergestellt.
Abweichend von dem bekannten Zerspanungsverfahren entsteht bei der spanlosen Verformung am Ziehbeginn, also bei kleinster Ziehgeschwindigkeit der grösste Druck und die in diesem Stadium naturgemäss schlechten Schmierbedingungen führen zu einem raschen Verschleiss der Ziehsteine. Profilziehsteine sind aber auch bedingt durch die komplizierte Herstellung teuer.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, nicht nur für Zahnwellen, Zahnräder und Keilwellen, sondern für alle abwalzbaren Profile eine Herstellung im Zieh-Walz-Wälzverfahren zu ermöglichen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein zu verformende metallischer Werkstoff in eine Ziehund Walzeinrichtung eingeführt und in dieser zum Fliessen gebracht und gewalzt wird, wobei der zu verformende Werkstoff und oder die Zieh- und Walzeinrichtung in Drehung versetzt werden. Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, eine Verformungsfläche aufweisende vorzugsweise aus Hartmetall hergestellte Verformungszylinder in einem Planetenträger drehbar gelagert sind, der um den zu verformenden metallischen Werkstoff drehbar angeordnet ist, wobei die Verformungsflächen der Verformungszylinder zueinander geneigt sind und der Neigungswinkel der Verformungsflächen an die Härte und Fliessfähigkeit des zu verformenden Gutes angepasst ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben, in denen die Erfindung und die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehene Vorrichtung in ihren Grundzügen schematisch wiedergegeben ist. Darin zeigt Fig. l eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung ihrer Hauptachse. In Fig. 2 ist eine Seitenansicht wiedergegeben.
Zur Vermeidung der schon geschilderten Nachteile bekannter Bearbeitungsverfahren bei der Herstellung von Stangen, Drähten oder Profilen wird der zu verformende Werkstoff --4-- in eine Zieh- und Walzeinrichtung eingeführt und in dieser zum Fliessen gebracht und gewalzt. Die Einrichtung umfasst mehrere Verformungszylinder--2--, die Verformungsflächen--l--aufweisen, welche in die Kalibrierfläche --9-- und Auslaufflächen--10--übergehen. Zur Erhöhung der Verschleissfestigkeit sind die Verformungszylinder vorzugsweise aus Hartmetall verfertigt. Die Zylinder--2--sind drehbar in einem Planetenträger--3- gelagert.
Dieser ist gleichachsig mit dem zu verformenden Gut--4--angeordnet und um die gemeinsame Achse-6--drehbar. Die Verformungsflächen--l--der Verformungszylinder-2-sind zueinander geneigt. Der Neigungswinkel a der Verformungsflächen--1--zur Achse--6-liegt zwischen 1 und 30 und ist an die Härte und Fliessfähigkeit des zu verformenden Werkstoffes angepasst. Die Umfangsausdehnung der einzelnen Verfbrmungsflächen--l--ist grösser als der Umfang des zu verformenden Werkstoffes--4--.
Im Betrieb wird der zu verformende Werkstoff--4--zwischen die Verformungsfläche--l-der Zylinder --2-- gezogen oder gestossen. Der Werkstoff-4--und/oder die Zylinder --2-- werden durch Drehung des Planetenträgers --3-- gedreht. Dadurch erfolgt eine Verformung nicht nur durch Ziehen und ein damit verbundenes Fliessen des Gutes, sondern auch durch eine Walzbewegung. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die erzeugende Fläche (Verformungsflächen-l--) um ein Vielfaches grösser als die wirksame Fläche der herkömmlichen Ziehsteine. Dem schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist eine ISfache Flächenvergrösserung zugrundegelegt.
Ausserdem ergibt sich aus dem Rotieren ein ständiger Wechsel der beanspruchten Fläche, so dass keine örtliche Erwärmung auftreten kann und das Schmiermittel auf ideelle Weise in die Vorrichtung hineingezogen wird. Unter anderem wird beim herkömmlichen Ziehen der sich durch die Verformung lösende Zunder wieder in die Oberfläche des Ziehgutes gepresst und wirkt am Ziehstein örtlich wie ein Schleifkörper ; dadurch reisst der Schmierfilm ab und die hochglanzpolierte Oberfläche geht verloren. Als Folgen treten Kaliberverlust, schlechte Materialoberflächen, Rissbildung und sogar Bruch des Ziehsteines auf. Diese Nachteile werden vor allem durch die Drehbewegung zwischen dem zu verformenden Gut und der Ziehund Walzeinrichtung vermieden.
Die Schmiermittelzufuhr ist vereinfacht und auch eine Beseitigung des mit
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denen eine Zwischenglühung notwendig ist ; in solchen Fällen kann man auch mit radial verstellbaren Verformungszylindern arbeiten.
Im übrigen kann durch eine Veränderung der Ziehgeschwindigkeit die Verformung mehr durch das Ziehen oder mehr durch Walzen erreicht werden.
Die Ausdehnung der Verformungsftäche--l-des Verfbrmungszylinders--2--wird den günstigsten Fliessverhältnissen angepasst ; die Zähne der Verformungszylinder --2-- werden dort am stärksten ausgebildet, wo die grössten Verformungskräfte auftreten, indem die Profile im Einzugskegel die geringste Höhe haben, wodurch die günstigste Beanspruchung gegeben ist.
Durch eine dem Stand der Technik entsprechende Zu- und Abführung können an Stelle von Wellen auch Rohre und Radkörper spanlos zu Zahnrädern oder andern Profilkörpern nach dem beschriebenen Zieh-Walz-Wälzverfahren verformt werden. Auch können bei bestimmten Materialien Warmverformungen vorgenommen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
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ein zu verformender metallischer Werkstoff in eine Zieh- und Walzeinrichtung eingeführt und in dieser zum Fliessen gebracht und gewalzt wird, wobei der zu verformende metallische Werkstoff und/oder die Zieh- und Walzeinrichtung in Drehung versetzt werden.
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