Verfahren zur Fertigung von Formstücken beispielsweise Zahn- und Kettenrädern, und Presswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fertigung von Formstücken, beispielsweise Zahn- und Kettenrädern, durch Lochen eines zentralen Basisloches im Rohling, Stauchen und radiales Pressen desselben, und auf ein Presswerkzeug zur Durchführung des Ver fahrens,
welches Werkzeug zwei einander gegenüber stehende Hauptpressstempel, die sich gegenseitig nähern können und den Rohling stauchen, und einen an einem der erwähnten Hauptpressstempel befestigten Dorn be sitzt, der zur Erzeugung eines zentralen Basisloches im Rohling dient.
Der neuzeitliche Maschinenbau stellt hohe Anforde rungen an Werkstücke dieser Art, in erster Linie an die genaue Ausführung der Radkranz-Hauptteile und kon zentrische Lage des Radkranzes in bezug auf das Zen tralloch.
Es ist die Fertigung erwähnter Werkstücke durch ein Pressverfahren bekannt, bei dem der Rohling zu nächst die Form der erforderlichen Mantelfläche, und die Stirnflächen erhalten ihre vorgegebene Form dadurch, dass mit gestauchtem Metall der Innenraum des Press- werkzeuges ausgefüllt wird, dem die gewünschte Konfi guration erteilt wird.
Es ist auch eine Vorrichtung zur Fertigung erwähn ter Werkstücke bekannt, die die Form eines Presswerk- zeuges mit Pressstempel besitzt, wobei letzterer mit einem Lochdorn ausgerüstet ist, der einer Stirnseite und dem Zentralloch die erforderliche Form gibt. Das Press- werkzeug enthält auch eine ringförmige Matrize, deren Innenfläche die negative Konfiguration der Werkstück umfangfläche hat (d. h. die Matrize hat einen Radkranz mit Innenverzahnung). Der Matrizenring besitzt einen Boden mit vorgegebener Konfiguration, durch den die zweite Stirnfläche des Werkstückes geformt wird.
Das Presswerkzeug besitzt eine Teilfuge in der Ebene, die mit der Stirnfläche des Werkstückes zusammenfällt. Der Pressstempel kann sich nur in Richtung der Ma trize bewegen. Seine Bewegungsrichtung ist dieselbe wie die Richtung der Zahnprofil-Mantelfläche des Werk stückes. Das bekannte Verfahren zur Formgebung der Werk stücke sowie auch das durch das Verfahren bedingte kinematische Schema des zur Durchführung des Ver fahrens erforderlichen Werkzeuges besitzen folgende Nachteile.
Nach diesem Verfahren ist es unmöglich, ohne Wand schrägen Werkstücke zu fertigen, welche grosse Mantel flächenmasse, beispielsweise eine bedeutende Radkranz breite, besitzen, da die in die gezahnte Matrize einge- pressten Werkstücke in ihr durch elastische Verfor- mungskräfte festgehalten werden, welche beim Aus- stossen der Werkstücke aus der Matrize überwunden werden müssen.
,Ausserdem ist in diesem Falle die teuere gezahnte Matrize erhöhtem Verschleiss unterworfen, da sie so wohl beim Ausfüllen ihrer Vertiefungen mit Metall wie beim Gleiten des fertigen Pressteils entlang der Zahn- mantelfläche während des Herausstossens desselben stark abgenutzt wird.
Nach dem bekannten Verfahren ist es schwer, einen intensiven Metallfluss in den Randgebieten des Rohlings, die den Zahnkranz bilden, zu erzielen, da der Druck nur im Rohlingszentrum durch den Dorn und auf die Stirn seiten durch den Pressstempel ausgeübt wird.
Da die An- griffsstellen der Arbeitsdrücke von der Zone der intensiv sten plastischen Metallverformung entfernt sind und die Bewegungsrichtung des Werkzeuges nicht mit der Me- tallflussrichtung bei der Bildung der Werkstückformteile zusammenfällt, ist es schwer, das ganze Relief entlang der Matrizenmantelfläche zu füllen. Letzteres kann nur durch erhöhte Arbeitsdrücke erreicht werden.
Bei dem bekannten kinematischen Schema des Werk- zeuges ist es unmöglich, Werkstücke ohne radialen Grat in der Teilfuge des Presswerkzeuges zu fertigen, da die Verformung des Metalls in den Randgebieten bedeutend früher beginnt, als das Presswerkzeug voll geschlossen wird, und da der Metallfluss in Achsrichtung nicht durch die Oberfläche des Pressstempels verhindert wird.
Ausserdem ist es unmöglich, nach diesem Verfahren Werkstücke mit in bezug auf das Zentralloch genau kon zentrischem Radkranz zu fertigen, da der Dorn, durch den das Zentralloch erzeugt wird, in den Pressstempel eingesetzt und mit dem Oberteil des Presswerkzeugs ver bunden ist, während die Matrize, in der der Radkranz seine Form erhält, am Unterteil des Presswerkzeugs befestigt ist. Es ist schwer, eine hohe Genauigkeit ihrer gegenseitigen Lage zu erzielen, da die Kopplung der Presswerkzeughälften im Bewegungssitz erfolgt, das heisst, dass eine gewisse Luft vorhanden ist, deren Grös- se auch die Exzentrizität des Radkranzes in bezug auf das Zentralloch bestimmt.
Die oben aufgezählten Nachteile des bekannten Form- gebungsverfahrens für Formstücke, beispielsweise Zahn räder, machen es in ihrer Gesamtheit unmöglich, das Verfahren zur plastischen masshaltigen Fertigformge bung zu verwenden. Das bekannte Formgebungsverfah- ren für Werkstücke gehört zu den Rohbearbeitungs- verfahren, da es nur den an Vorbereitungsvorgänge gestellten Anforderungen genügt.
Die nach dem bekann ten Verfahren gefertigten Werkstücke haben an der Stirnfläche Grat und werden als Rohlinge für Weiter bearbeitung, beispielsweise Zahnfräsen u. a. verwandt.
Dagegen ist aus der Praxis klar ersichtlich, dass die Fertigung von Formstücken des Zahnradtyps wirtschaft lich rationell nur durch genaue Verfahren mit plastischer Formgebung erfolgen kann, bei denen es vollkommen überflüssig ist, den Zahnkranz spanend zu bearbeiten.
Dies ist dadurch zu erklären, dass die am Rohling vorhandenen geschmiedeten Zähne die spanende Bear beitung des Rohlings bedeutet, während die geringe Metalleinsparung beim Auspressen der Zahnlücken we gen äusserst komplizierter Herstellung der Zähne und wegen Schwierigkeiten bei nachfolgender spanender Fer tigbearbeitung solcher Rohlinge nicht gerechtfertigt wird.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass der Rohling gleichzeitig mit dem Stauchen auf dem Lochdorn durch aktive Arbeitskräfte in mindestens drei radialen Richtungen gepresst wird, wobei ein Mehrrichtungs-Metallfluss und masshaltige Fertigformung des Werkstückes in einem Arbeitsspiel sichergestellt werden.
Dieses Verfahren gestattet, Formstücke, beispielsweise Zahn- und Kettenräder, zu erzeugen, die keine zusätz liche Fertigbearbeitung erfordern und deren Oberflächen güte und genaue Konfigurationsausführung und Einhal tung der Hauptausmasse es ermöglicht, sie direkt nach dem Pressen in Maschinen einzubauen.
Das Presswerkzeug zur Durchführung dieses Ver fahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es mit in Ra dialführungen des einen der Hauptpressstempel sitzen den Zusatzstempeln ausgerüstet ist, die sich zwischen den Hauptpressstempeln befinden, welche mit ihren Oberflächen die Arbeitsteile der Zusatzstempel über decken und als Führungen bei deren Näherung dienen.
Nachstehend wird die Erfindung durch ein konkretes Ausführungsbeispiel und beigefügte Zeichnungen erläu tert; es zeigt Fig. 1 das Prinzipschema des Presswerkzeugs mit eingelegtem Rohling in der Ausgangsstellung; Fig. 2 dasselbe bei der Näherung der Hauptpress- stempel (beim Lochen und Stauchen des Rohlings).
Die Pfeile geben die Richtung der sich nähernden Press- stempel und der angelegten Kräfte an; Fig. 3 dasselbe bei der Näherung der Zusatzstempel (beim radialen Pressen und Stauchen des Rohlings); Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein nach dem erfin- dungsgemässen Verfahren gefertigtes Werkstück; Fig. 5 dasselbe in der Draufsicht;
Fig. 6 das Prinzipschema des Presswerkzeuges einer Presse ohne in radialer Richtung bewegliche Arbeits organe und zwar eine Ausführungsform, bei der die Zusatzstempel mit dem unteren Hauptpressstempel eine Baugruppe bilden; Fig. 7 dasselbe und zwar eine Ausführungsform, bei der die Zusatzstempel mit dem oberen Hauptpressstem- pel eine Baugruppe bilden; Fig. 8 dasselbe mit Stossdämpfer zum Rohlings tauchen, das Presswerkzeug befindet sich in der Aus gangsstellung (eine Ausführungsform);
Fig. 9 dasselbe während des radialen Pressens und Stauchens des Rohlings; Fig. 10 die Seitenansicht des Zusatzstempels (eine Ausführungsform) und Fig. 11 dasselbe in der Draufsicht.
Die dargestellte Vorrichtung zur Fertigung von Form stücken, beispielsweise Zahnrädern, ist ein Presswerk- zeug (Fig. 1, 2, 3), das aus zwei in einer Linie ange3rd- neten Hauptpressstempeln 1 und 2 besteht, die sich einander nähern können und den Rohling 3 stauchen und deren Arbeitsflächen eine vorgegebene Gestalt 4 bzw. 5 besitzen, um den Stirnseiten des Rohlings 3 die erforder liche Form zu geben.
Die in einer Ebene und radial um die Hauptpress- stempel 1 und 2 angeordneten Zusatzstempel 6 stehen in einem rechten Winkel zu deren Längsachse. Diese Zu satzstempel 6 pressen den Rohling in radialer Richtung und geben hauptsächlich seiner Aussenfläche die ge wünschte Form. Während des Pressens nähern sie sich ebenfalls dem Zentrum, wobei sie in den Radialführun- gen des einen der Hauptpressstempel verschoben wer den. Ihre Anzahl hängt von der Zahl der Formtale, bei spielsweise der Zähne bei Zahn- und Kettenrädern, ab, die an der Werkstückmantelfläche erzeugt werden sollen.
Der eine der Hauptpressstempel, beispielsweise der Pressst-.mpel 1, besitzt einen Dorn 7, der den Rohling 3 locht und dem Zentralloch seine Form gibt. Die Konfi guration des Dorns 7 wird durch die Form des Loches bestimmt. Er kann daher zylindrisch, konisch, glatt oder gezahnt sein.
Die Arbeitsflächen 4 und 5 der Hauptpressstempel 1 und 2 überdecken vollkommen die Arbeitsteile (die Endteile) 9 der Zusatzstempel 6, die zwischen den Haupt- pressstempel 1 und 2 in den Rohling 3 eindringen, sowie auch die Zone des plastischen Metallflusses.
Hierbei dienen die Arbeitsflächen 4 und 5 der Haupt- pressstempel 1 und 2 sozusagen als Führungen bei der Verschiebung der Zusatzstempel 6. Da die Arbeitsteile 9 der Zusatzstempel 6 in Richtung der Hauptpressstempel- Näherung beweglich (schwimmend) ausgebildet sind, lie gen sie zuverlässig an den Arbeitsflächen 4 und 5 der Hauptpressstempel 1 und 2 an. Hierdurch wird eine masshaltige Formgebung des Radkranzes über die ganze Höhe gewährleistet und die Bildung von frontseitigem oder radialem Grat am Werkstück vermieden.
Der Rohling 3 wird nach einem der bekannten Ver fahren gefertigt. Er kann mit oder ohne Loch ausge führt werden. Wenn im Rohling ein Loch vorgesehen ist, so soll sein Durchmesser geringer sein also der Aussendurchmesser des Dorns 7 u. zwar um die Zugabe, die erforderlich ist, um das Relief der Oberflächenform des Dorns 7 vollkommen auszufüllen. Beim Arbeitsvorgang wird der Rohling 3 auf die Ar beitsfläche 5 des Hauptpressstempels 2 gelegt. Danach nähern sich die beiden Hauptpressstempel 1 und 2 ein ander (Fig. 1).
Bei der relativen Näherung der Pressstempel 1 und 2 dringt der Dorn 7 in den Rohling 3 ein und erzeugt in ihm das Zentralloch B. Der Rohling 3 wird, nachdem die Arbeitsflächen 4 und 5 der Hauptpressstempel 1 und 2 ihn berührt haben, gestaucht (Fig. 2).
Die Näherung der Arbeitsflächen 4 und 5 der Haupt- pressstempel 1 und 2 wird durch die Höhe a der Arb:itsteile der Zusatzstempel 6 begrenzt, die auf diese Weise die Grösse der Näherung der Hauptpressstempel 1 und 2 und demzufolge auch die Höhe b des Rad kranzes 10 des Werkstücks bestimmen (Fig. 4).
Durch Berührung der Arbeitsteile 9 der Zusatz stempel 6 mit den Arbeitsflächen 4 und 5 der Hauptpress- stempel 1 und 2 erfolgt der Schluss des Presswerkzeuges, wonach der Arbeitshub der Zusatzstempel 6 eingeschal tet wird, die im Zwischenraum zwischen den Arbeits flächen 4 und 5 der Hauptpressstempel 1 und 2 wie in Führungen verschoben werden und den Rohling 3 in radialer Richtung pressen (Fig. 3).
Das Fertigungsverfahren und das kinematische Sche ma des Presswerkzeuges gewährleisten, dass die aktiven Kräfte entsprechender beweglicher Elemente (der Stem pel 1, 2 und 6) des Presswerkzeuges in verschiedenen, mindestens in drei, Richtungen auf den Rohling 3 ein wirken. Hierdurch wird ein intensiver Mehrrichtungs- Metallfluss und plastische masshaltige Fertigformgebung der Werkstückteile sichergestellt.
Durch das Eindringen des Dorns 7 in den Rohling 3 fliesst das Metall aus der Mitte den Randgebieten zu und zwar sowohl in radialer Richtung als auch in Rich tung der Stirnseiten des Rohlings 3.
Wenn der Dorn 7 eine gezahnte, beispielsweise schlitz- förmige Oberfläche besitzt, so entsteht bei seinem Ein dringen in den Rohling 3 auch ein umgekehrt gerichteter radialer Metallfluss von den Randgebieten zum Zentrum.
Beim Stauchen des Rohlings 3 zwischen den Haupt- pressstempeln 1 und 2 fliesst das Metall in radialer Rich tung sowohl den Randgebieten, als auch der Mitte des Rohlings 3 zu.
Beim Pressen in radialer Richtung werden durch das Zusammendrücken des Rohlings 3 von allen Seiten her Bedingungen für einen Metallfluss sowohl in Richtung der Werkstückstirnseiten 11 und 12, als auch in radialer Richtung von den Randgebieten zum Zentrum und vom Zentrum zu den Randgebieten geschaffen, d. h. entge gen der Bewegung der Hauptpressstempel 1 und 2.
Auf diese Weise entsteht bei dem erfindungsgemäs- sen Verfahren während der Verformung des Rohlings 3 ein durch die beweglichen Stempel 1, 2 und 6 erzeugter Mehrrichtungs-Metallfluss und die Formstückoberflä- chen werden durch Kopieren der Form der Stempel arbeitsteile, die mit dem Rohling 3 in Berührung gelan gen, gebildet. Es werden also bei einem Arbeitshub des Presswerkzeuges alle Oberflächen des kompliziert ge stalteten Werkstückes geformt.
Da die Zusatzstempel 6, die dem Zahnkranz 10 seine Gestalt erteilen, mit dem Dorn 7 und mit einem der Hauptpressstempel, beispielsweise mit dem Pressstempel 1, eine Baugruppe bilden, sind die Voraussetzungen für eine masshaltige Fertigformgebung des Werkstückes und zwar seines Zahnkranzes 10, des Zentrallochs 8 und der Stirnseiten 11 und 12 (Fig. 4 und 5) gegeben, weil der Pressstempel 1 die radialen Arbeitsvorschübe aller Zu- satzstempel 6 und diese wiederum die Näherung der Hauptpressstempel 1 und 2 begrenzen.
Es ist zweckmässig, als Antrieb für die Arbeits bewegungen aller beweglichen Presswerkzeugteile eine Spezialpresse zu benutzen, die ein bewegliches Haupt organ (Stösselschritten) und eine vorbestimmte Anzahl von Zusatzschlitten besitzt, die radial um den Haupt- stösselschlitten angeordnet sind und in senkrechter zu dessen Längsachse Richtung verstellt werden können.
Zur Fertigung von Formstücken nach dem erfin- dungsgemässen Verfahren können auch einfachwirkende Standardpressen, d. h. Pressen mit nur einem beweglichen Arbeitsorgan, verwandt werden. In diesem Falle wird zur Verschiebung der Zusatzstempel 6 eine Vorrichtung vorgesehen, die für deren Arbeitsbewegung beim Pressen in radieler Richtung und darauffolgende Rückführung in die Ausgangsstellung sorgt.
Als Vorrichtung, die eine radiale Näherung der Zu satzstempel 6 durch Umformen der fortschreitenden Bewegung des Stösselschlittens 13 der Presse gewähr leistet, wird eine Vorrichtung (Fig. 6, 7) verwandt, die aus schrägen Flächen 14 an den Stirnseiten der Zusatz stempel 6 und keilförmigen Anschlägen 15 besteht, wo bei die letzteren an der Platte 16 des Presswerkzeugs befestigt sind und Arbeitsflächen mit ähnlichen Ab schrägungen aufweisen.
Die Zusatzstempel 6 können entweder mit dem un teren Hauptpressstempel 2 (Fig. 6) oder mit dem oberen Hauptpressstempel 1 (Fig. 7) zu einer Baugruppe ver einigt sein.
Einer der Hauptpressstempel, beispielsweise Press- stempel 1, ist mit der Platte 17 (Fig. 6) verbunden, wäh rend der zweite Hauptpressstempel 2, der mit den Zu satzstempeln 6 verbunden ist, abgefedert ist und beweglich in der Platte 16 des Presswerkzeuges sitzt. Er kann durch den anderen Hauptpressstempel 1 in dessen Bewegungs richtung verschoben werden. Eine beliebige Platte 16 oder 17 wird am Stösselschlitten 13 beziehungsweise am Pres- sentisch 18 befestigt.
Auf diese Weise verwandelt die beschriebene Vor richtung die fortschreitende Arbeitsbewegung des Stös- sels 13 und des einen mit ihm verbundenen Hauptpress- stempels, beispielsweise des Pressstempels 1, in Bewegun gen der Zusatzstempel 6 in radialen Richtungen und nimmt gleichzeitig die Vertikalkomponente der Stauch kraft beim Stauchen des Rohlings 3 auf.
Wenn einer der Hauptpressstempel, beispielsweise Pressstempel 2, durch eine mächtige Stossdämpfervor- richtung, beispielsweise durch eine pneumohydraulische Vorrichtung, deren Druck auf den Hauptpressstempel 2 nicht von dem Winkel der schrägen Arbeitsfläche des keilförmigen Anschlags 15 und damit von der auf den Pressenstössel 13 wirkenden Kraft abhängt und der zum Stauchen des Rohlings 3 beim Pressen in radialer Rich tung ausreichend ist, abgefedert wird,
so entlastet der vom Stossdämpfer erzeugte Gegendruck vollkommen der Oberteil des Presswerkzeugs von der Stauchkraft. Hier bei vollzieht sich der Presswerkzeugschluss entlang der Arbeitsfläche eines der Hauptpressstempel unabhängig von dem Druck auf den Pressenstösselschlitten 13.
Nachstehend wird eine konstruktive Ausführungs form des Presswerkzeuges beschrieben, das mit einer Vorrichtung zur radialen Näherung der Zusatzstempel und mit einem mächtigen Stossdämpfer ausgerüstet ist.
Das Presswerkzeug mit Stützenführung ist paketartig ausgebildet (Fig. 8 und 9). Das Paket besitzt eine obere 17 und eine untere 16 Platte, die durch die Stützen 19 miteinander verbunden sind.
Der Arbeitsteil des oberen Hauptpressstempels 1, der bei der Formgebung mit dem Rohling 3 in Berüh rung gelangt, ist als eine flache Rundscheibe vorgege bener Gestalt ausgeführt, die für die Formgebung der Stirnseiten und der Formteile der Radnabe des Werk stücks 3 sorgt.
Die Scheibe wird aus hochlegiertem Stahl gefertigt, besitzt eine hohe Arbeitsflächengüte und wird mit (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Schrauben an der massiven und im Grundriss runden Spannplatte 20 befestigt, die sozusagen eine Verlängerung der Arbeits fläche des Hauptpressstempels 1 darstellt. Die Stirn fläche der Spannplatte 20 besitzt Radialführungen 21, in denen die Zusatzstempel 6 verschoben werden können.
Die Scheibe 22, die mit der Spannplatte 20 durch Schrau ben 23 verbunden ist, welche durch die freien Zwischen räume zwischen den Zusatzstempeln 6 geführt sind, drückt sie an die Stirnfläche der<U>S</U>pannplatte 20 und ermöglicht die Vereinigung aller genannten Teile der oberen Presswerkzeughälfte zu einer Baugruppe.
Im Zentralloch der Spannplatte 20 sitzt der Dorn 7, der eine zylindrische Arbeitsfläche und ein konisches Eintrittsende hat. Da der Dorn 7 ein hochbeanspruchtes Presswerkzeugteil ist, wird er aus hochlegierten Werk zeugstahl oder aus Hartmetall hergestellt.
Der obere Hauptpressstempel 1, der in bezug auf die Spannplatte 20 und den Dorn 7 unbeweglich ist, dient gleichzeitig als Anschlag, der die Radialbewegung der Zusatzstempel 6 bei ihrem Eindringen in den Rohling 3 begrenzt. Zu diesem Zwecke sind die Zusatzstempel 6 mit Vorsprüngen 24 versehen, die auf der Mantelfläche des Hauptpressstempels 1 zur Auflage kommen.
Die starre Befestigung auf einer gemeinsamen Grund fläche des Dorns 7 und des Hauptpressstempels 1, der als Anschlag bei der Radialnäherung der Zusatzstempel 6 dient, gewährleistet, dass im Werkstück der Radkranz 10 konzentrisch in bezug auf das Zentralloch 8 liegt (Fig. 4 und 5).
Während der Formgebung wird das Metall durch die in den Rohling 3 aus allen Richtungen eindringenden Zusatzstempel 6 zusammengedrückt, und der Dorn 7 dicht mit Metall umgeben. Deshalb ist im Presswerkzeug ein kräftiger Abstreifer (aus der Zeichnung nicht er sichtlich), vorgesehen, der durch den (aus der Zeich nung nicht ersichtlichen) Ausstosser der Presse beim Rückgang des Stösselschlittens 13 nach oben nach dem Arbeitshub betätigt wird (Fig. 9).
Der obere Hauptpressstempel 1, der Dorn 7, die Zu satzstempel 6 und der Abstreifer, die auf der Spann platte 20 montiert und durch die Scheibe 22 verbunden sind, bilden eine gemeinsame Baugruppe des Oberteils des Presswerkzeugs, die durch schwenkbare Spannklauen 25 an der oberen Platte 17 des Presswerkzeugs befestigt wird. Dank dieser Bauweise kann der Oberteil des Press- werkzeugs leicht und schnell abgenommen und wieder angebracht werden.
Die grösste Belastung beim Einsatz des Presswerk- zeuges erhalten seine Zusatzstempel 6 und ganz beson ders deren Arbeitsteile (Endstücke) 9, die in das Metall eindringen. Die schnellverschleissenden Endstücke 9 der Zusatzstempel 6 werden, um dieKosten zu senken, leicht abnehmbar mit Mindestabmessungen und möglichst ein facher Konfiguration ausgeführt (Fig. 10 und 11). Aus- serdem besitzen die Zusatzstempel 6 noch Halter 26, die die Form einer Leiste haben, deren Querschnitt vom Endstück aus, wächst.
Die Halter 26 weisen flache Auf- Lageflächen auf, die mit der Spannplatte 20 und der Scheibe 22 des Presswerkzeug-Oberteils in Berührung stehen, sowie auch Führungen 27, die bei der Radial verschiebung längs der Spannplatte 20 mit deren Füh rungen 21 zusammenwirken (Fig. 8 und 9).
Das Endstück 9 wird durch eine Schraube 28 in der Nut des Halters 26 befestigt. Die Schraube drückt die Stirnseite des Endstückes 9 an die Auflagefläche am Halter 26 an. Die Schraube 28 gewährleistet die Ver schiebung (das Schwimmen) des Endstücks 9 in senk rechter Richtung. Hierdurch wird erreicht, dass es beim Eindringen in den Rohling 3 zuverlässig an den Arbeits flächen 4 und 5 des oberen 1 und des unteren 2 Press stempels anliegt und dass bei der Formgebung des Werk stücks verhindert wird, dass Metall an den Stossfugen des Presswerkzeugs herausfliesst und sich Grat am Werk stück bildet.
Der Rohling 3 wird auf dem unteren Hauptpress- stempel 2 aufgelegt und entweder dem Aussendurch messer der RohIingsnabe oder dem Zentralloch 8 ent sprechend in seiner Lage festgehalten.
Der untere Hauptpressstempel 2 ist beweglich in der unteren Platte 16 des Presswerkzeuges eingesetzt und besteht auch aus mehreren Teilen. Seine Arbeitsober fläche 5, die die Form einer flachen Scheibe mit Ver tiefung vorgegebener Gestalt zur Formgebung der Nabe und der unteren Werkstückstirnfläche hat, wird aus hochlegiertem Werkzeugstahl gefertigt und an dem Haupt- pressstempel 2 mit (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Schrauben befestigt.
Es ist eine konstruktive Besonderheit des Presswerk- zeuges, dass es auch in Verbindung mit einfachwirken den Serienpressen eingesetzt werden kann.
Das erfindungsgemässe Presswerkzeug (Fig. 8 und 9) wird beispielsweise bei einer Presse verwandt, die nur einen beweglichen Stösselschlitten 13 als Arbeitsorgan besitzt.
Um die Vertikalbewegung des Stösselschlittens 13 in Radialbewegungen der Zusatzstempel 6 zu verwandeln, wird eine Vorrichtung verwandt, die aus den unter 30 abgeschrägten Flächen 14 an den hinteren Stirnflächen der Zusatzstempel 6 und aus den keilförmigen Anschlä gen 15 besteht, deren Arbeitsflächen ähnliche Abschrä- gungen aufweisen.
Einer der Hauptpressstempel, beispielsweise der Pressstempel 2, ist in der Bewegungsrichtung des Pres- senstössels 13 beweglich ausgeführt, wird durch den Hauptpressstempel 1 herabgedrückt und gestattet es, dass der Pressenstösselschlitten sich während des Formge- bungsvorganges des Rohlings senkt und dass die Vor richtung in Tätigkeit tritt, die die Zusatzstempel 6 in Radialrichtungen verschiebt.
Die Kraft, welche zum Stauchen des Rohlings 3 und zum Andrücken der Hauptpressstempel 1 und 2 mit ihren Arbeitsflächen 4 und 5 sowie der Zusatzstempel 6 beim Eindringen in den Rohling 3 dient (d. h. die zum Schliessen des Presswerkzeuges erforderliche Kraft), wird durch eine Dämpfvorrichtung 29, beispielsweise eine pneumohydraulische Vorrichtung, erzeugt, die unter der Platte 18 im Pressentisch 30 eingebaut ist.
Mit Hilfe einer ähnlichen Vorrichtung, die für die Umwandlung der Vertikalbewegung des Pressenstössels 13 in Horizontalbewegungen der Zusatzstempel 6 sorgt, kann zum Erzeugen der Kraft zum Stauchen des Roh lings 3 an Stelle des Stossdämpfers 29 beispielsweise die Vertikalkomponente der Kraft verwandt werden, die von den Abschrägungen 14 der Zusatzstempel 6 aufge- nommen wird. In diesem Falle wird der Stossdämpfer 29 überflüssig, aber der Oberteil des Presswerkzeugs wird durch Zugkräfte beansprucht, die der zum Stauchen des Rohlings erforderlichen Kraft gleich sind.
Die Formgebung des Werkstückes kann im kalten oder im warmen Zustand stattfinden. Bei der Warm formung des Werkstückes ist im Presswerkzeug für alle mit dem heissen Metall in Berührung kommenden Teile ein System der Wasserkühlung vorgesehen. Alle beweg lichen Teile des Presswerkzeuges werden während des Betriebs durch die Zentralschmieranlage der Presse un unterbrochen geschmiert.
Die konstruktiven Besonderheiten des Presswerkzeu- ges und seine Zusammenstellung gewährleisten Betriebs sicherheit und Lebensdauer aller Baugruppen und -teile des Presswerkzeuges.
Die Tatsache, dass die wichtigste Baugruppe des Presswerkzeuges, nämlich der Oberteil desselben mit seinen verstellbaren Teilen, sich über dem Rohling be findet, ermöglicht es, die Berührungszeit der Pressstem- pel und anderer Presswerkzeugteile mit dem Werkstück zu vermindern, was besonders bei Warmformung wichtig ist. Hierdurch ist es auch weniger wahrscheinlich, dass die Führungen der beweglichen Presswerkzeugteile ver schmutzt werden.
Da die Radialführungen 21, in denen die Zusatzstempel 6 verschoben werden, ausserhalb der Formgebungszone etwas höher als die Arbeitsfläche 4 des Hauptpressstempels 1 und folglich auch als die obere Stirnseite des Formstückes angeordnet sind werden sie aus der Zone hoher Spannungen, Wärmebelastung und der Verschmutzungsquellen entfernt. Daher können die Führungen 21 für die Radialverschiebung der Zusatz stempel 6 mit einer konstanten Schmierschicht bedeckt sein, wodurch praktisch Präzisionsführung der Zusatz stempel 6 gewährleistet wird.
Das Presswerkzeug ist ein Universalgerät. Ein Press- werkzeugspaket kann bei geringer Umrichtung zum Pres sen einer grossen Anzahl von Werkstücken verwandt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass das Presswerk- zeugspaket Teile enthält, durch deren Auswechslung das Presswerkzeug leicht umgerichtet werden kann. Zu die sen Teilen gehören: a) schwenkbare Spannklauen 25 zur Befestigung des Presswerkzeug-Oberteils an der Platte 17.
Mit ihrer Hilfe kann im Laufe von wenigen Minuten der Oberteil von der Presse abgebaut und durch ein neues ersetzt werden, welches beispielsweise eine andere Anzahl von Zusatz stempeln 6 enthält; b) verstellbare Gleitsteine 3'1 und Schrauben 32 zur Befestigung der Anschläge 15. Diese gestatten es, die An schläge 15 entsprechend der Anzahl der Zusatzstempel 6 im Presswerkzeug-Oberteil zu verstellen (Fig. 8).
Es ist ein Vorteil des erfindungsgemässen Verfah rens zur Fertigung von Formteilen und des Presswerk- zeuges zur Durchführung des Verfahrens, dass sie es ermöglichen, den Fornigebungsvorgang zu automatisie ren und ihn gleichzeitig mit anderen Arbeitsgängen durch zuführen. Einmalige Bearbeitung des Rohlings der Pres se.
Möglichkeit seiner Erwärmung ausserhalb des Press- werkzeugs, kein genaues Feststellen und Aufspannen des Rohlings vor dem Pressen, automatische Beschickung des Presswerkzeugs mit Rohlingen und Entfernung fertiger Werkstücke aus demselben gestatten, eine hohe Form gebungsleistung zu erreichen, die praktisch gleich der Zahl der Pressenarbeitshübe ist; es werden also zirka 20<B>...</B> 50 Werkstücke je Minute erzeugt. Dank der hohen Formgebungsgeschwindigkeit sind die Verluste an Wärme, die dem Rohling beim An wärmen zugeführt wurde, gering. Daher ist es möglich, Formgebung und Wärmebehandlung des Werkstückes gleichzeitig durchzuführen.
Das Werkstück wird direkt nach der Formgebung gehärtet. Auf diese Wiese wird das Metall sowohl verformt, als auch einer Wärme behandlung unterzogen.
Durch die plastische Verformung des Metalls werden seine physikalischen Festigkeitseigenschaften bedeutend verbessert. Geschmiedete Teile von Formstücken, bei spielsweise die Zähne von Zahn- und Kettenrädern, besitzen eine verfestigte Oberflächenschicht; ihre Bruch festigkeit bei der dynamischen und statischen Belastung steigt um 20 %; ihre Verschleissfestigkeit ist 1,3<B>...</B> 1,4 mal höher, also die von Zähnen, die durch spanende Bearbeitung erzeugt werden.
Es ist auch ein Vorteil des erfindungsgemässen Ver fahrens, dass die Ausnutzung weniger genauer Rohlinge möglich ist, die beispielsweise durch Giessen oder Ge- senkschmieden gefertigt wurden, und dass trotzsdem hochgenaue Werkstücke erhalten werden.
Der technisch-wirtschaftliche Nutzeffekt, den ein Her stellerwerk von Kettenrädern für Kettentriebe bei Ver wendung des neuen Verfahrens erzielt hat, ist äusserst bedeutend. Die Arbeitsproduktivität bei der Formgebung eines Zahnkranzes stieg auf das Dreissigfache. Die Me talleinsparung betrug 20 %. Eine mit dem erfindungs- gemässen Presswerkzeug ausgerüstete Presse ersetzte un gefähr 30 Zahnbearbeitungsmaschinen und rund 600 Qua dratmeter Produktionsfläche waren freigemacht.