DD245827A1 - METHOD FOR FORMING THE PRODUCTION OF HOLLOW BODIES FROM SOLID HALVES - Google Patents

METHOD FOR FORMING THE PRODUCTION OF HOLLOW BODIES FROM SOLID HALVES Download PDF

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    • B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
    • B21H7/18—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons grooved pins; Rolling grooves, e.g. oil grooves, in articles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur umformenden Herstellung von Hohlkoerpern aus massivem Halbzeug, wobei vorzugsweise metallische, gut umformbare und Raumtemperatur besitzende Werkstoffe zur Anwendung kommen. Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Massivumformverfahrens, das sich durch grosze Flexibilitaet auszeichnet. Die Aufgabe, durch partielle Umformung mit einfachen Werkzeugen, einfacher Werkzeugkinematik und geringen Umformkraeften rotationssymmetrische hohle Werkstuecke herzustellen, wird erfindungsgemaesz unter Verwendung eines Formstempels, eines Gegenstempels oder eines Spannfutters, einer oder mehrerer Rollen und/oder Kugeln sowie einer rotatorischen Hauptbewegung dadurch geloest, dasz das Eindringen des mit einer Kraft beaufschlagten Formstempels in das massive Halbzeug durch gleichzeitige axial fortschreitende Durchmesserreduzierung des Halbzeuges mittels der Rollen und/oder Kugeln erfolgt. Damit wird erreicht, dasz die ueber den Stempel und den Rollen und/oder Kugeln eingeleiteten Umformkraefte vergleichsweise gering sind. Der abflieszende Werkstoff wird durch die Wirkung der Rollen und/oder Kugeln zur Wand des Hohlkoerpers ausgeformt. Das Verfahren findet in der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere bei Klein- und Mittelserien, Anwendung.The invention relates to a method for the forming production of hollow bodies of solid semi-finished products, wherein preferably metallic, good formable and room temperature possessing materials are used. The aim of the invention is to provide a massive forming process which is characterized by great flexibility. The task of producing rotationally symmetric hollow workpieces by partial forming with simple tools, simple tool kinematics and low forming forces is achieved according to the invention by using a forming punch, a counter punch or a chuck, one or more rollers and / or balls and a rotary main movement Penetration of the acted upon with a force forming punch in the massive semi-finished by simultaneous axial progressing diameter reduction of the semi-finished by means of rollers and / or balls. This ensures that the Umformkraefte introduced via the stamp and the rollers and / or balls are relatively small. The abflieszende material is formed by the action of the rollers and / or balls to the wall of the Hohlkoerpers. The method is used in the metalworking industry, especially in small and medium series, application.

Description

verdrängte Werkstoff radial ab und wird dann durch die Rollen oder Kugeln axial verschoben oder zum axialen Abfließen umgelenkt. Die Wanddicke des so geschaffenen, einseitig offenen Hohlkörpers entspricht dann dem Spalt zwischen dem Formstempel und den Rollen oder Kugeln. Stirnseitige Formelemente am Boden des Hohlkörpers werden durch die entsprechende Negativform im Form- und/oder Gegenstempel erzeugt. Der Umformvorgang wird beendet, indem die Rollen und/oder Kugeln außer Eingriff gebracht werden oder ihre Vorschubbewegung gestoppt wird.displaced material from radially and is then axially displaced by the rollers or balls or deflected to the axial flow. The wall thickness of the thus created, one-sided open hollow body then corresponds to the gap between the forming die and the rollers or balls. End-side mold elements on the bottom of the hollow body are produced by the corresponding negative mold in the form and / or counter punch. The forming process is terminated by disengaging the rollers and / or balls or stopping their advancing movement.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel für das Herstellen eines napfförmigen Werkstückes aus Al 99,5 F7 erläutert werden.The invention will be explained below by an embodiment for producing a cup-shaped workpiece made of Al 99.5 F7.

In der dazugehörigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:

Fig. 1: die Grundvariante in Anfangs- und Endstellung undFig. 1: the basic variant in the beginning and end position and

Fig.2 und Fig.3: Verfahrensvarianten jeweils in Anfangs- und EndstellungFig.2 and Fig.3: process variants in each case in the initial and final position

Das Ausführungsbeispiel soll nach der Grundvariante (Fig. 1) erfolgen.The exemplary embodiment should be carried out according to the basic variant (FIG. 1).

Das umzuformende rotationssymmetrische Halbzeug 4 wird koaxial zwischen Formstempel 1 und Gegenstempel 2 mit einer definierten Druckkraft 5 gespannt. Nachdem über den Formstempel 1 das Halbzeug 4 und der Gegenstempel 2 in Drehung versetzt wurden, beginnt die axiale Vorschubbewegung der Rolle 6, die so zugestellt wurde, daß sie den gewünschten Außendurchmesser des Hohlkörpers 8 erzeugt. Der aus dem Kern des Halbzeuges 4 abfließende Werkstoff wird gemeinsam mit dem aus der durch die Rolle 6 abgestreckten Randzone axial über den Formstempel 1, der bei diesem Vorgang einen axialen Weg zurückgelegt hat, geschoben und bildet die Wand des Hohlkörpers 8.The reshaped rotationally symmetric semifinished product 4 is coaxially clamped between the forming die 1 and the counter punch 2 with a defined compressive force 5. After the semi-finished product 4 and the counter-punch 2 were set in rotation via the forming die 1, the axial feed movement of the roller 6, which was delivered so that it generates the desired outer diameter of the hollow body 8 begins. The effluent from the core of the semifinished product 4 material is pushed together with the stretched from the roller 6 by the edge zone axially over the forming die 1, which has traveled an axial path in this process, and forms the wall of the hollow body eighth

Der Umformvorgang ist beendet, wenn die Rolle 6 nicht mehr am Hohlkörper 8 angreift. Die Entnahme des fertigen Hohlkörpers 8 erfolgt nach dem Zurückfahren des Gegenstempels 2 durch Abstreifen vom Formstempel 1 mit einer, in der Zeichnung nicht dargestellten, Absteifereinrichtung.The forming process is completed when the roller 6 no longer acts on the hollow body 8. The removal of the finished hollow body 8 takes place after the return of the counter punch 2 by stripping from the forming die 1 with a, not shown in the drawing, stiffening device.

Claims (1)

Erfindungsanspruch:Invention claim: Verfahren zur umformenden Herstellung von Hohlkörpern aus massivem Halbzeug, unter Verwendung eines Formstempels, eines Gegenstempels oder eines Spannfutters und einer oder mehrerer Rollen und/oder Kugeln, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eindringen des Formstempels (1), der das rotierende, zwischen Formstempel (1) und Gegenstempel (2) oder im Spannfutter (3) eingespannte, massive Halbzeug (4) mittels einer Axialkraft (5) in einen definierten Spannungszustand versetzt, durch eine gleichzeitige, vorzugsweise axial fortschreitende Reduzierung des Durchmessers des Halbzeuges (4) mittels der Rollen und/oder Kugeln (6) realisiert wird, wobei der verdrängte Werkstoff über den Formstempel (1) geschoben wird und/oder entgegen der Rollenbewegung (7) abfließt.Process for the forming production of hollow bodies from solid semifinished product, using a forming punch, a counter punch or a chuck and one or more rollers and / or balls, characterized in that an intrusion of the forming punch (1), the rotating, between forming die (1 ) and counter punch (2) or in the chuck (3) clamped massive semi-finished product (4) by means of an axial force (5) in a defined state of stress, by a simultaneous, preferably axially progressing reduction of the diameter of the semifinished product (4) by means of the rollers and / or balls (6) is realized, wherein the displaced material is pushed over the forming punch (1) and / or flows against the roller movement (7). Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umformenden Herstellung von Hohlkörpern aus massivem Halbzeug, womit napfförmige Werkstücke mit verschiedenen Innen- und Bodenformen realisierbar sind.The invention relates to a method for the reshaping production of hollow bodies of solid semi-finished product, with which cup-shaped workpieces with different interior and bottom shapes can be realized. Das Verfahren findet in der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere in der Klein- und Mittelserienfertigung, Anwendung.The process is used in the metalworking industry, especially in small and medium batch production. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Zur umformenden Herstellung von Hohlkörpern aus Vollmaterial bei Raumtemperatur werden hauptsächlich die Verfahren Fließpressen und Taumelpressen angewendet.For the forming production of hollow bodies of solid material at room temperature, the methods of extrusion and tumbling presses are mainly used. Beide Verfahren haben den Nachteil, daß sie infolge der hohen Werkzeugkosten, die aus dem Hohen Formspeicherungsgrad und der großen Beanspruchung, der sie standhalten müssen, resultieren, wenig flexibel und dadurch nur für große Stückzahlen rentabel sind. Die Kombination mit spanenden Verfahren in einem Arbeitsgang sowie die Herstellung von Teilen mit Innengewinde ist bei beiden Verfahren nicht möglich. Beim Fließpressen von Stahl sind außerdem noch Vorbehandlungsarbeitsgänge notwendig. Die beim Taumelpressen erreichbaren Umformgrade bei der Herstellung napfförmiger Teile sind durch die für dieses Verfahren notwendige konische Sternpelform sowie Verfahrensbedingungen stark begrenzt.Both methods have the disadvantage that they are less flexible due to the high tooling costs, which result from the high degree of shape retention and the high stress they must withstand, and thus are only profitable for large quantities. The combination with machining procedures in one operation as well as the production of parts with internal thread is not possible with both methods. In the extrusion of steel pretreatment operations are also necessary. The achievable during tumbling presses forming in the production of cup-shaped parts are severely limited by the conical star shape and process conditions necessary for this process. Die in DD-WP 99521 vorgeschlagene Lösung zur Herstellung napfförmiger Werkstücke durch Keilquerwalzen hat den Nachteil, daß die Werkzeuge für die Außenform nicht universell einsetzbar sind, große Walzkräfte durch die Linienberührung zwischen Werkstück und Werkzeug erforderlich sind und die Kombination mit spanenden Verfahren nicht möglich ist. In DD-WP 64024 und DD-WP 89819 wird vorgeschlagen, durch radienförmiges Walzen einer Ronde und Umlenkung des Werkstoffes in die Zarge napfförmige Werkstücke zu erhalten. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß hiervon Ronden,diein ihrer Herstellung und vom Ausgangsmaterial (Blechtafeln) teurer sind als Stangenabschnitte, ausgegangen werden muß und daß durch das Umlenken des Werkstoffflusses in die Zarge mit an den Walzen befindlichen Schultern die Ausgangsblechdicke und damit der Umformgrad stark begrenzt sind. Außerdem sind infolge des rein axialen Werkstoffflusses in der Zarge und der Methode der Werkstoffumlenkung nur kreisförmige Innenprofile herstellbar. Die Walzen können aufgrund der Abhängigkeit der Lage der Schulter vom Werkstückdurchmesser nicht universell eingesetzt werden.The proposed in DD-WP 99521 solution for producing cup-shaped workpieces by wedge cross rollers has the disadvantage that the tools for the outer mold are not universally applicable, large rolling forces are required by the line contact between the workpiece and tool and the combination with cutting process is not possible. In DD-WP 64024 and DD-WP 89819 it is proposed to obtain cup-shaped workpieces by radii-shaped rolling of a blank and deflection of the material into the frame. The disadvantage of this solution is that this rounds, which are more expensive in their production and the starting material (metal sheets) than rod sections, must be assumed and that by deflecting the flow of material into the frame with shoulders located on the rollers, the output sheet thickness and thus the degree of deformation strong are limited. In addition, due to the purely axial flow of material in the frame and the method of material deflection only circular inner profiles can be produced. The rollers can not be used universally due to the dependence of the position of the shoulder on the workpiece diameter. Ziel der ErfindungObject of the invention Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren zur umformenden Herstellung von Hohlkörpern aus massivem Halbzeug zu schaffen, mit dem eine rationelle, material- und arbeitszeitsparende Herstellung von insbesondere rotationssymmetrischen Hohlkörpern mit verschiedensten Haupt- und Nebenformen unter den Voraussetzungen einer hohen Flexibilität des Verfahrens möglich ist.The invention aims to provide a process for the forming production of hollow bodies of solid semi-finished products, with which a rational, material and labor-saving production of particular rotationally symmetrical hollow bodies with a variety of major and minor forms under the conditions of high flexibility of the method is possible. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur umformenden Herstellung von Hohlkörpern aus massivem Halbzeug zu entwickeln, bei dem mit einfachen Werkzeugen, einer einfachen Werkzeugkinematik und verhältnismäßig geringen Umformkräften eine große Formenvielfalt der Werkstücke erreichbar und eine gute Kombination mit spanenden Verfahren, insbesondere dem Drehen, sowie mit anderen Umformverfahren möglich sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Verwendung eines Formstempels, eines Gegenstempels oder eines Spannfutters sowie einer oder mehrerer Rollen und/oder Kugeln dadurch gelöst, daß das massive, rotationssymmetrische und vorzugsweise Raumtemperatur besitzende Ausgangsmaterial zwischen Form- und Gegenstempel oder im Spannfutter eingespannt, in Drehbewegung versetzt und durch den Formstempel mit einer Axialkraft belastet wird, so daß in dem Ausgangsmaterial ein definierter Spannungszustand vorliegt. In diesem Zustand beginnt dann die vorzugsweise axial fortschreitende Durchmesserreduzierung durch die Rollen oder Kugeln, die zur Folge hat, daß der Formstempel in den Werkstoff eindringt. Dabei wird der Werkstoff nur dort plastifiziert, wo es zu einer Überlagerung der durch den Formstempel erzeugten axialen und der von den Rollen oder Kugeln erzeugten axialen und radialen Spannungen kommt. In dieser partiellen Umformzone fließt derThe invention has for its object to develop a process for the forming production of hollow bodies of solid semi-finished, in which with simple tools, a simple tool kinematics and relatively low forming forces a wide variety of shapes of the workpieces achievable and a good combination with cutting process, especially turning , as well as with other forming methods are possible. This object is achieved by using a punch, a counter punch or a chuck and one or more rollers and / or balls characterized in that the massive, rotationally symmetrical and preferably room temperature possessing starting material clamped between the form and counter punch or chuck, rotated and is loaded by the forming die with an axial force, so that there is a defined state of stress in the starting material. In this state, then the preferably axially progressive diameter reduction begins by the rollers or balls, which has the consequence that the forming die penetrates into the material. The material is plasticized only where there is an overlap of the axial and radial stresses generated by the forming die and the axial and radial stresses generated by the rollers or balls. In this partial forming zone flows
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