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Verfahren zum Lochen von Muttern oder ähnlichen Arbeitsstücken in kaltem Zustande.
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bisher nicht möglich gewesen, Muttern von der gleichen Höhe wie der Bolzendurchmesser einwandfrei zu lochen. Die Lochwandungen werden beim Lochen rissig, so dass das darin eingeschnittene Gewinde ausgebrochen Stellen aufweist. Um diesen Übelstand zu vermeiden, hat man bisher zwei Wege eingeschlagen, entweder wurden die Muttern niedriger angefertigt als der Bolzendurchmesser beträgt (z. B. sind die gebräuchlichen, zu einem Bolzendurchmesser von 10-we gehörigen Sechskantmuttern nur etwa 9 MM hoch), oder es wurden die Löcher auf die erforderliche Weite nach dem Lochen ausgebohrt. Ferner zeigte e, sich, dass die Lochstempel schon nach verhältnismässig kurzer Arbeitszeit biachen.
Hierbei spielt der Umstand mit. dass die vorderen Schneidkanten des Stempels heim Durchdringen des zu lochenden Materials in fortwährender und starker Reibung mit den Wandungen des Loches stehen. Es schweissen sich ganz besonders bei Verarbeitung von Flusseisen schon nach kurzer Zeit Materialteilchen fest um den vorderen Rand des Stempels, welche, sich immer vermehrend, den Stempel beim Rückzug aus dem Material bald zum Brechen bringen.
Um die vorderen Schneidkanten des Stempels zu schonen, ist man bei einem bekannten Verfahren dazu übergegangen, den Stempel stufenartig derart zu gestalten, dass der zuerst in das Material eindringende Teil dünner ist als der nachfolgende und somit noch eine zweite Schneidkante vorhanden ist. Durch diese Bauart wird der ganze Stempel ver-
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leisten. Aber es ist noch ein Übelstand mit einem derartigen Stempel verbunden, es ist kein Platz für das durch die zweite Schneidkante herauszustossende Material vorhanden,
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Wenn bei anderen bekannten Verfahren zwei Stempel Verwendung fanden, so sollte der erste keineswegs die Wirkung haben, den Lochbutzen teilweise herauszudrücken, sondern er sollte das Material nach aussenhin verdrängen.
Das unter diesem Stempel noch verbleibende Material wird hierbei aber derartig komprimiert, dass der zweite Stempel wohl den gleichen Widerstand vorfindet, als wenn er das ursprüngliche Material in voller Stärke durchdringen müsste.
Das neue Verfahren ermöglicht es nun, Muttern von vorschriftsmässiger Höhe herzustellen, indem nacheinander zwei gesonderte Stempel Verwendung finden. Der erste Stempel entspricht ungefähr dem Matrizendurchmesser und dringt nur zum Teil in das Material ein, wobei er naturgemäss auch den Butzen nur zum Teil herausdrückt. Der zweite Stempel, welcher im Durchmesser etwas schwächer ist, stösst den Butzen vollständig heraus.
Statt zweier Stempel können auch mehrere Stempel Verwendung finden, welche absatzweise lochen, hierbei nehmen die zunächst ganz kurzen Stempel an Länge zu. Bei dem Lochen selbst findet die Hauptarbeit, d. h. das Lostrennen des Lochbutzens von dem ihn umgebenden Material, durch kurzgedrungene Stempel statt. Für die weitere Arbeit, bei der ein nicht so widerstandsfähiges Werkzeug erforderlich ist, kommen Lochstempel zur Ver-
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gehenden Stempels überragt. Diese Werkzeuge dienen dann lediglich dazu, den Lochhutzen weiter zu lockern bzw. ihm ganz aus dem Arbeitsstück zu entfernen.
Bei relativ hartem kurzbrüchigem Material ist es ferner in fortlaufender Erzeugung nicht durchführbar, den Lochbutzen als einheitlich Ganzes aus dem Material auszustossen, da er, kurz nachdem der Lochstempel in das zu lochende Material eingedrungen ist, in zwei scharf voneinander zu unterscheidende Teile, nämlich in den Butzenkern und die Butzenhülle, zerfällt. Es findet also bei dem unter Druck gesetzten Material, auch wenn der Stempel grösser ist als die lichte Weite der Lochmatrize, keine Verschiebung der Materialteilchen des auszustossenden Lochbutzens gegenüber den Teilchen des diese Teile umgebenden Materials in axialer Richtung zur Lochmatrize statt.
Die Verschiebung der Materialteilchen vollzieht sph vielmehr, den auftretenden Spannungen entsprechend, in Form
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durch einen Vorlochstempel zum Teil ausgestossLn werden und darauf durch einen weiteren, der herzustellenden Lochweite entsprechenden Endstempel das Loch auf den gewünschten Durchmeser gebracht werden. Es steht also nach dieser Arbeitsweise der in seinem Durchmesser der herzustellenden Lochweite bzw. der Lochmatrizenöffnung ungefähr entsprechende Stempel nicht an erster Stelle. sondern an zweiter oder je nach Anzahl der zur Anwendung kommenden Stempel an dritter oder vierter Stelle.
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Wie Fig. I der Zeichnung erkennen lässt, ist der die Vorlochung bewirkende Stempel 1 kurz gedrungen gehalten und mit einem leichten Konus 2 versehen. Diese Form gibt dem Vorlochstempel eine ausserordentliche Widerstandsfähigkeit beim Eindringen in das Material 3, während der Konus 2 im vorderen Teil des Stempels heim Rückgang eine Reibung an der Lochwandung ausschaltet. Hierbei ist ein Anschweissen von Metallteilchen, auch schon mit Rücksicht auf den relativ sehr kurzen Arbeitsweg des Stempels 1 ausgeschlossen. Nach dem Vorlochen wird das Arbeitsstück 3 mit einem weiteren Stempel 4 bearbeitet ; derselbe ist etwas schwächer gehalten als der vordere Teil des Vorlochstempels und nicht mehr konisch, sondern zylindrisch.
Er hat den Zweck, den noch ziemlich fest sitzenden Lochbutzen 5 noch um etwa ein Fünftel der Materialhöhe weiter durchzustossen. Ein dritter Stempel 6 sorgt dafür, den Lochbutzen 5 vollends aus dem Material 3 herauszustossen. Dieser Stempel 6 ist erheblich schwächer als der vorhergehende Stempel. Das Durchstossen des Lochbutzens 5 bis in die Lochmatrize hinein kann, je nach Beschaffenheit des zu verarbeitenden Materials, natürlich auch schon durch den zweiten Lochstempel 4 erfolgen.
Bei besonders starkem oder hartem Material kann die Lochung weiter abgestuft werden, indem mehrere an Durchmesser abnehmende Stempel hintereinander geschaltet sind.
Es kommt also, wie gesagt, nicht auf die Anzahl der Stempel an, vielmehr muss Wert darauf gelegt werden, dass der erste Stempel kurz ged, ungen ist, während die den Arbeitsgang weiter ausführenden Werkzeuge ihrer geringen Arbeitsleistung entsprechend an Stärke abnehmen. Erwähnt sei noch, dass sich besonders saubere Lochwandungen herstellen lassen, wenn der Durchmesser des ersten Stempels gleich oder auch um ein Geringes stärker als die Öffnung in der Lochmatrize gehalten wird. Wie bereits gesagt, findet die Lockerung des Butzens durch den ersten Stempel statt, die völlige Lostrennung durch den zweiten bzw. durch weitere Stempel.
Die Ausführung des neuen Verfahrens an relativ hartem, kurzbrüchigem Material soll
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eines abgestumpften Kegels wieder, während Fig. 3 die Butzenhülle, also den äusseren Teil des Butzens zeigt, dessen Innenfläche sich nach unten der Kegelform des Butzenkerns entsprechend verjüngt. Fig. 4 lässt die Lagerung des Butzens sowie der Hülle im Material erkennen. Fig. 5 veranschaulicht die Wirkung des Vs-lochstempel und Fig. 6 das Durchstossen des kegelförmigen Kerns durch den Zwischenstempel. Während Fig. 7 das Ausstossen der Butzenhülle durch den Endstempel veranschaulicht, lässt Fig. 8 das Aufweiten des Loches durch den konischen Stempel erkennen. Bei dem Verfahren finden Stempel Verwendung, wie sie die Fig. 5 bis 7 erkennen lassen.
Hierbei ist der in Fig. 5 dargestellte Vorlochstempel 7 kurz gedrungen gehalten und daher von einer relativ hohen Widerstandsfähigkeit. Sein vorderer Durchmesser 8 entspricht ungefähr der Oberfläche des sich beim Eindringen in das zu verarbeitende Material 9 bildenden abgestumpften Butzenkegels 10.
Sein Zweck ist, den Kegel 10 von dem ihn umgebenden Material freizumachen. Hierzu genügt ein Weg von etwa ein Drittel der Materialstärke. Der so gelockerte kegelförmige Teil des Lochbutzens 10 (Fig. 2) wird hierauf durch einen Zwischenstempel 11 vollends durch das Material 9 hindurchgestossen (Fig. 6). Durch einen Endstempel 12 wird die Hülse 13 (Fig. 3) aus dem Material 9 entfernt (Fig. 7). Dieser Stempel 12 entspricht der
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gestossen und darauf durch das beim Eindringen des Endstempels 12 dem Kegel 10 nachdrängende Material mit ausgestossen. Wird kein grosser Wert auf Gleichmässigkeit der Loch-
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Teil aufgeweitet werden, wie dies Fig. 8 vor Augen führt. In diesem Fall ist der Zwischenstempel entsprechend konisch zu gestalten. Hierbei wird das Material nicht, wie es Fig. 3 zeigt, entfernt sondern radial verdrängt.
Bei Werktücken, deren Höhe geringer als der Lochdurchmesser ist, kann das vorerwähnte Aufweiten des Loches auch gleich durch den Vorlochstempel erfolgen, der den kegelförmigen Lochbutzen 10 ausstösst. In diesem Falle ist nur ein Stempel erforderlich, der, absatzweise arbeitend, zuerst locht und dann das Loch aufweitet. In diesem Falle ist der Stempel natürlich auch entsprechend konisch zu gestalten.
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Process for punching nuts or similar workpieces in the cold state.
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up to now it has not been possible to properly punch nuts of the same height as the bolt diameter. The hole walls crack when punching, so that the thread cut into them has broken out spots. In order to avoid this inconvenience, two approaches have been taken so far, either the nuts were made smaller than the bolt diameter (e.g. the usual hexagon nuts belonging to a bolt diameter of 10-we are only about 9 MM high), or it the holes were drilled to the required width after punching. Furthermore, it turned out that the punches already opened after a relatively short working time.
The fact plays a role here. that the front cutting edges of the punch are in constant and strong friction with the walls of the hole as they penetrate the material to be punched. Particularly when processing mild iron, material particles weld firmly around the front edge of the punch after a short time, which, increasing and increasing, soon break the punch when it is withdrawn from the material.
In order to protect the front cutting edges of the punch, a known method has gone over to designing the punch step-like in such a way that the part that first penetrates the material is thinner than the following and thus a second cutting edge is also present. With this design, the entire stamp is
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Afford. But there is still one disadvantage associated with such a punch, there is no space for the material to be pushed out through the second cutting edge,
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If two stamps were used in other known processes, the first should in no way have the effect of partially pushing out the hole slug, but rather it should displace the material outwards.
The material still remaining under this stamp is here compressed in such a way that the second stamp finds the same resistance as if it had to penetrate the original material in full strength.
The new method now makes it possible to produce nuts of the correct height by using two separate punches one after the other. The first punch corresponds approximately to the die diameter and only partially penetrates the material, whereby it naturally only partially pushes out the slug. The second punch, which is slightly weaker in diameter, pushes the slug out completely.
Instead of two punches, several punches can also be used, which perforate in sections; the initially very short punches increase in length. In the punching itself, the main work, i.e. H. the detachment of the slug from the surrounding material by means of short punches. For further work that requires a less robust tool, punch punches are used.
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towering stamp. These tools then only serve to loosen the perforated scoop further or to remove it completely from the work piece.
In the case of relatively hard, short-brittle material, it is also not feasible in continuous production to eject the slug from the material as a uniform whole, because shortly after the punch has penetrated the material to be punched, it is divided into two clearly distinguishable parts, namely the The slug core and the slug shell disintegrates. With the pressurized material, even if the punch is larger than the clear width of the hole matrix, there is no displacement of the material particles of the hole slug to be ejected relative to the particles of the material surrounding these parts in the axial direction to the hole matrix.
Rather, sph moves the material particles in accordance with the stresses that occur in the form
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are partially ejected by a pre-punch and then the hole can be brought to the desired diameter by a further end punch corresponding to the hole width to be produced. According to this method of operation, the punch that roughly corresponds in its diameter to the hole width to be produced or the hole matrix opening is not in the first place. but in the second or, depending on the number of stamps used, in the third or fourth position.
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As can be seen in FIG. 1 of the drawing, the punch 1 causing the pre-punching is kept short and provided with a slight cone 2. This shape gives the pre-piercing punch extraordinary resistance when penetrating the material 3, while the cone 2 in the front part of the punch eliminates friction on the wall of the hole as it decreases. Welding on of metal particles is hereby excluded, even with regard to the relatively very short travel of the punch 1. After pre-punching, the workpiece 3 is processed with another punch 4; it is a little weaker than the front part of the pre-punch and is no longer conical but cylindrical.
Its purpose is to push through the slug 5, which is still fairly tight, by about a fifth of the material height. A third punch 6 ensures that the slug 5 is pushed completely out of the material 3. This stamp 6 is considerably weaker than the previous stamp. Depending on the nature of the material to be processed, the piercing of the hole slug 5 into the hole matrix can, of course, also be done by the second hole punch 4.
In the case of particularly strong or hard material, the perforation can be further graduated by connecting several punches with decreasing diameter in series.
As I said, it does not depend on the number of punches, rather it is important that the first punch is shortened, while the tools that continue the work process decrease in strength according to their low work performance. It should also be mentioned that particularly clean hole walls can be produced if the diameter of the first punch is kept the same or slightly larger than the opening in the hole matrix. As already said, the loosening of the slug takes place through the first punch, the complete separation through the second or further punch.
The implementation of the new process on relatively hard, short-brittle material is intended
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a truncated cone again, while FIG. 3 shows the slug shell, that is to say the outer part of the slug, the inner surface of which tapers downwards in accordance with the conical shape of the slug core. Fig. 4 shows the storage of the slug and the shell in the material. FIG. 5 illustrates the effect of the Vs-hole punch and FIG. 6 shows the piercing of the conical core by the intermediate punch. While FIG. 7 illustrates the ejection of the slug casing by the end punch, FIG. 8 shows the widening of the hole by the conical punch. In the method, stamps are used as shown in FIGS. 5 to 7.
Here, the pre-punching punch 7 shown in FIG. 5 is kept short and therefore of relatively high resistance. Its front diameter 8 corresponds approximately to the surface of the truncated cone 10 formed when penetrating into the material 9 to be processed.
Its purpose is to free the cone 10 from the material surrounding it. A path of about a third of the material thickness is sufficient for this. The conical part of the perforated slug 10 loosened in this way (FIG. 2) is then pushed completely through the material 9 by an intermediate punch 11 (FIG. 6). The sleeve 13 (FIG. 3) is removed from the material 9 (FIG. 7) by an end punch 12. This stamp 12 corresponds to
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pushed and then ejected by the material pushing after the cone 10 when the end punch 12 penetrates. If there is no great emphasis on the evenness of the hole
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Part are expanded, as Fig. 8 shows. In this case, the intermediate punch must be designed correspondingly conical. Here, the material is not removed, as shown in FIG. 3, but is displaced radially.
In the case of workpieces whose height is less than the diameter of the hole, the aforementioned widening of the hole can also take place immediately through the pre-punching punch which ejects the conical hole slug 10. In this case, only one punch is required which, working in stages, first punches and then widens the hole. In this case, of course, the stamp must also be designed correspondingly conical.
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