DD245827B1

DD245827B1 - METHOD FOR FORMING THE PRODUCTION OF HOLLOW BODIES FROM SOLID HALVES

Info

Publication number: DD245827B1
Application number: DD28644486A
Authority: DD
Inventors: Uwe Weissbach; Aribert Schwager
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Hochschul
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1990-08-01
Also published as: DD245827A1; GB2187406B; DE3641695C2; GB8628647D0; JPS62234632A; GB2187406A; DE3641695A1

Abstract

A workpiece 4 is clamped between a forming die 1 and a counter die 2. The workpiece 4 is rotated and an axial force 5 is applied to the die 1 with the result that it penetrates the workpiece. At the same time, the diameter of the workpiece is reduced using a ball or roller 6 which moves axially along the workpiece 4 to displace material formed by the introduction of the die 1 into the workpiece 4. The method may be carried out at ambient temperature. <IMAGE>

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umformenden Herstellung von Hohlkörpern aus massivem Halbzeug, womit rotationssymmetrische napfförmige Werkstücke mit verschiedenen Innen- und Bodenformen herstellbar sind.The invention relates to a method for the forming production of hollow bodies of solid semi-finished product, which rotationally symmetrical cup-shaped workpieces with different interior and bottom shapes can be produced.

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.

Characteristic 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 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 Stempelform 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 processes in one operation is not possible with both methods. In the extrusion of steel pretreatment operations are also necessary. The achievable during tumbling presses in the production of cup-shaped parts are severely limited by the necessary for this process conical punch shape and process conditions.

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 gesamtem Werkstück und Werkzeug erforderlich sind und die Kombination mit spannenden 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 hier von Ronden, die in ihrer Herstellung und vom Ausgangsmaterial (Blechtafeln) teurer sind als Stangenmaterial, ausgegangen werden muß und daß durch das Umlenken des Werkstoffflusses in die Zarge mittels an den Walzen befindlichen Schultern die Ausgangsblechdicke und damit die erreichbare Napftiefe stark begrenzt sind. Außerdem sind infolge des rein axialen Werkstoffflusses in der Zarge und der Methode derWerkstoffumlenkung keine Innenprofile herstellbar. Die Walzen können wegen 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 shape are not universally applicable, large rolling forces by the line contact between the entire workpiece and tool are required and the combination with exciting methods 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 here from round blanks, which are more expensive in their production and the starting material (metal sheets) than rod material, must be assumed and that by deflecting the flow of material into the frame by means of shoulders located on the rollers, the output sheet thickness and thus the achievable Napftiefe are severely limited. In addition, due to the purely axial material flow in the frame and the method of material deflection no internal profiles can be produced. The rollers can not be used universally because of 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 der Voraussetzung einer hohen Flexibilität des Verfahrens möglich ist.The invention has the goal to provide a method for the forming production of hollow bodies of solid semi-finished, with a rational, material and labor-saving production of particular rotationally symmetrical hollow bodies with a variety of major and minor forms on the condition of a high flexibility of the method is possible.

Explanation 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 sparenden Verfahren, insbesondere dem Drehen, sowie mit anderen Umformverfahren möglich sind.The 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 saving methods, especially turning , as well as with other forming methods are possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für massives Halbzeug, das rotierend zwischen einem Formstempel und einem Gegenstempel angeordnet oder in einem Spannfutter eingespannt ist, dadurch gelöst, daß das Eindringen des Formstempels, der das massive Halbzeug mittels einer Axialkraft in einen definierten Spannungszustand versetzt, durch eine gleichzeitige,axial fortschreitende Reduzierung des Durchmessers des Halbzeuges mittels der Rollen und/oder Kugeln überlagert wird. Dabei wird der Werkstoff nur dort plastifiziert, wo es zu einer Überlagerung der durch den Formstempel erzeugten axialen und den von den Rollen oder Kugeln erzeugten radialen Spannungen kommt. Durch diese Spannungsüberlagerung treten sowohl an den Rollen oder Kugeln als auch am Formstempel vergleichsweise sehr geringe Umformkräfte auf. Aus dieser partiellen Umformzone fließt der verdrängte Werkstoff axial in den Spalt zwischen Formstempel und Rollen oder Kugeln und bildet die Wand des Hohlkörpers.This object is achieved according to the invention for solid semi-finished product, which is arranged in rotation between a forming die and a counter-punch or clamped in a chuck, that the penetration of the forming die, which puts the massive semi-finished by means of an axial force in a defined state of stress, by a simultaneous, axially progressing reduction of the diameter of the semifinished product by means of the rollers and / or balls is superimposed. In this case, the material is plasticized only where there is an overlap of the axial and the radial stresses generated by the rollers or balls generated by the forming die. As a result of this stress superimposition, comparatively very small forming forces occur both on the rollers or balls and on the forming punch. From this partial forming zone of the displaced material flows axially into the gap between the forming die and rollers or balls and forms the wall of the hollow body.

Stirnseitige Formelemente am Boden des Hohlkörpers oder Innenprofile werden durch die entsprechende Negativform im Form- und/oder Gegenstempel erzeugt. Der Umformvorgang wird beendet, indem die Rollen oder Kugeln außer Eingriff gebracht werden oder ihre Vorschubbewegung gestoppt wird.End-side mold elements on the bottom of the hollow body or inner profiles are produced by the corresponding negative mold in the form and / or counter punch. The forming process is terminated by disengaging the rollers or balls or stopping their advancing movement.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend durch Ausführungsbeispiele für das Herstellen eines napfförmigen Werkstückes erläutert werden.The invention will be explained below by embodiments for producing a cup-shaped workpiece.

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

Fig. 1: die Gleichlaufvariante in Anfangs- und Endstellung, Fig. 2: die Gegenlaufvariante in Anfangs- und Endstellung undFig. 1: the synchronous variant in the initial and final position, Fig. 2: the mating variant in the initial and final position and

Fig.3: die Kombination von Gleichlauf- und Gegenlaufvariante in Anfangs- und Endstellung zur Herstellung eines innenprofilierten Doppelnapfes.Figure 3: the combination of constant velocity and mating variant in the initial and final position for producing an internally profiled double cup.

Nach Fig. 1 wird das umzuformende rotationssymmetrische Halbzeug 4 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. Durch das Einwirken der Rolle 6 auf das Halbzeug 4 dringt der Formstempel 1 unter der Wirkung der sich in ihrer Größe nicht verändernden Druckkraft 5 in das Halbzeug 4 ein, wobei der aus dem Kern des Halbzeuges 4 durch den Formstempel 1 und der aus der Randzone des Halbzeuges 4 durch die Rolle 6 verdrängte Werkstoff in Rollenvorschubrichtung 7 über den Formstempel 1 fließt und den Hohlkörper 8 bildet.According to FIG. 1, the rotationally symmetrical semi-finished product 4 to be reshaped is clamped coaxially between the forming punch 1 and the counter punch 2 with a defined pressure 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. Due to the action of the roller 6 on the semifinished product 4 of the forming die 1 penetrates under the action of the non-changing pressure force 5 in the semifinished product 4, wherein from the core of the semifinished product 4 by the forming die 1 and from the edge zone of the Semi-finished 4 material displaced by the roller 6 in the roller feed direction 7 flows over the forming die 1 and forms the hollow body 8.

Nach Fig. 2 befindet sich das Halbzeug 4 eingespannt in einem Spannfutter 3, über das auch die Drehbewegung eingeleitet wird. Der Formstempel 1 belastet das Halbzeug 4 mit der Druckkraft 5. Durch die Rolle 6 wird wie nach Fig. 1 der Außendurchmesser des Halbzeuges 4 reduziert, der Formstempel 1 folgt dabei der Rolle 6 in Rollenvorschubrichtung 7 und der Werkstoff fließt entgegen dieser Richtung über den Formstempel 1.According to Fig. 2, the semi-finished product 4 is clamped in a chuck 3, via which the rotational movement is introduced. By the roller 6 as in Fig. 1, the outer diameter of the semifinished product 4 is reduced, the forming die 1 follows the roller 6 in the roller feed direction 7 and the material flows against this direction on the forming die 1.

Nach Fig.3 wird die Variante nach Fig. 1 zur Herstellung eines innenprofilierten Doppelnapfes durch einen zusätzlichen Spalt zwischen Gegenstempel 2 und Rolle 6 sowie entsprechend Profilierung von Gegenstempel 2 und Formstempel 1 ausgenutzt.According to Figure 3, the variant of FIG. 1 for the production of an internally profiled double cup is exploited by an additional gap between the counter punch 2 and roller 6 and corresponding profiling of counter punch 2 and forming die 1.

Claims

A method for the reshaping production of hollow bodies of solid semi-finished product, which is arranged in rotation between a forming die and a counter-punch or clamped in a chuck, using one or more rollers and / or balls, characterized in that the penetration of the forming punch (1), the the massive semi-finished product (4) by means of an axial force (5) placed in a defined state of stress is superimposed by a simultaneous, axially progressive reduction of the diameter of the solid semi-finished product (4) by means of rollers and / or balls (6).

For this 1 page drawings