DD284172A5

DD284172A5 - TOOL FOR FREE FORGING IN THE LIFT

Info

Publication number: DD284172A5
Application number: DD32877789A
Authority: DD
Inventors: Peter Malgut
Original assignee: Veb Automobilwerk Eisenach,Dd
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1990-11-07

Abstract

Werkzeug zum gratlosen Schmieden im Gesenk, insbesondere zum Schmieden radfoermiger Teile. In einem Umformzylinder 1 ist das Gesenkunterteil 2 gefuehrt. Es ist von einem Federapparat 7 abgestuetzt. Das Gesenkoberteil 3 ist mit einem Hydraulikzylinder 4 verbunden. In ihm ist ein Hydraulikkolben 5, an welchem sich ein Dorn 6 abstuetzt. Der Dorn 6 ist zentrisch im Lochdorn 21 gefuehrt. Beim Schlieszen des Werkzeuges wird das Schmiedematerial in der Gravur 19 ausgeformt. UEberschuessiges Material verdraengt infolge des ansteigenden Druckes den Dorn 6 gegen die Kraft des Hydraulikkolbens 5. Der Dorn 6 wirkt auch als Auswerfer, wenn das Werkstueck am Gesenkoberteil 3 festhaengt. Dazu sind hydraulische Mittel (10, 11, 13, 14, 16) vorgesehen. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dasz auch bei relativ weit tolerierter Materialmasse in jedem Falle voll ausgeformte Werkstuecke entstehen. Figur{Schmieden; Gesenk; Werkzeug; Lochdorn; Materialmasse; hydraulische Mittel; gratfrei}Tool for flashless forging in the die, in particular for forging wheel-shaped parts. In a forming cylinder 1, the lower part 2 is guided. It is supported by a spring apparatus 7. The upper die part 3 is connected to a hydraulic cylinder 4. In it is a hydraulic piston 5, on which a mandrel 6 is supported. The mandrel 6 is guided centrally in the piercer 21. When closing the tool, the forging material is formed in the engraving 19. Excess material displaces the mandrel 6 against the force of the hydraulic piston 5 due to the increasing pressure. The mandrel 6 also acts as an ejector when the workpiece adheres to the die top 3. For this purpose, hydraulic means (10, 11, 13, 14, 16) are provided. The advantage of the invention is that even in the case of a relatively widely tolerated material mass, fully formed workpieces are produced in each case. FIG {forging; die; Tool; Piercer; Material mass; hydraulic means; burr}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum gratlosen Schmieden von insbesondere radförmigen Teilen im Gesenk.The invention relates to a tool for the flashless forging of particular wheel-shaped parts in the die.

Characteristic of the known state of the art

Zum Schmieden gratfreier Werkstücke ist es bekannt, ein am Umfang geschlossenes Schmiedegesenk anzuwenden, in welches ein in der Masse sehr genau abgemessener Rohling eingelegt wird. Beim Ausschmieden des Rohling · auf das geforderte Schmiedemaß füllt das Material das Gesenk im wesentlichen aus, wobei aber bewußt ein für das spiere Fertigteil unwichtiger Volumenteil, z.B. ein später abzuarbeitender Radius geräumiger als an sich erforderlich gemacht wird. Dieses zusätzliche Volumen wird dann zwar nicht vollständig angeformt, kann aber das Material aufnehmen, welches am Rohling im Rahmen der Toleranz zu viel enthalten ist.For forging burr-free workpieces, it is known to apply a forging closed on the circumference into which a blank of very precise dimensions is inserted. When the blank is forged to the required forging dimension, the material substantially fills the die, but deliberately a volume of unimportant part, e.g. a radius to be worked off later is made more spacious than is required per se. Although this additional volume is not completely formed, but can accommodate the material that is too much contained in the blank within the tolerance.

Bei den bisher bekannten Werkzeugen zum gratlosen Schmieden ist es von Nachteil, daß der Rohling dem Werkzeugvolumen sehr genau zugemessen werden muß. Die erstmalige Zumessung erfolgt iterativ in vier oder auch mehr Schritten. Bei der Fertigung ist für das Zuschneiden der Rohlinge hohe Präzision erford« 'lieh, damit keinesfalls zuviel Materialvolumen enthalten ist, aber auch nicht zu wenig, damit das Schmiedestück in allen Konturen ausgeschmiedet ist. Sowohl die erstmalige Materialvolumenbestimmung als auch dio später während der Fertigung zu beachtende Genauigkeit sind nur mit aufwendigen technologischen Maßnahmen bzw. teueren Spezialeinrichtungen zu sichern. Bei den sogenannten SSM-Verfahren (Semi-Solid-Metal-Verfahren), bei welchem ein zu verformender spezieller metallischer Werkstoff durch Temperatureinwirkung in einen halbfesten, aber unter Druck fließfähigen Zustand versetzt wird und anschließend durch mechanische Krafteinwirkung in eine Form eingepreßt wird, ist es bekannt, einen Überschuß an zu verformenden Werkstoff vorzusehen, damit die Form in jedem Falle vollständig ausgefüllt wird. Dieser Werkstoffüberschuß wird an einem am Rande des zu pressenden Formteils hinter einem meist hydraulisch abgestützten Zylinder in einem gesonderten Formfortsatz aufgenommen. Dieser Formfortsatz wird nach Entnahme des Formteiles aus der Form vom Formteil getrennt (DE-OS 35 02 675). Für das Schmieden ist diese Art des Volumenausgleiches nicht ohne weiteres zu übernehmen, da dabei die Fließeigenschaften des Werkstoffes nicht ausreichen.In the previously known tools for flashless forging, it is disadvantageous that the blank must be very accurately metered to the tool volume. The initial metering is done iteratively in four or more steps. In the production process, cutting the blanks requires high precision, so that not too much material volume is contained, but not too little, so that the forging is forged in all contours. Both the initial determination of the material volume and the accuracy to be observed later during production can only be ensured with expensive technological measures or expensive special equipment. In the so-called SSM method (semi-solid-metal method), in which a special metallic material to be deformed is subjected to a semi-solid but pressure-flowable state by the action of temperature and is then pressed into a mold by mechanical force, it is known to provide an excess of material to be deformed, so that the mold is completely filled in each case. This material excess is taken up at one on the edge of the molding to be pressed behind a mostly hydraulically supported cylinder in a separate mold extension. This mold extension is separated after removal of the molded part from the mold from the molding (DE-OS 35 02 675). For forging, this type of volume compensation is not easy to take over, since the flow properties of the material are not sufficient.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug zum gratlosen Schmieden von insbesondere radartigon Teilen im Gesenk zu schaffen, bei welchem das Gravurvolumen des Gesenkes und das Materialvolumen des Rohlings in gewissem Maße unterschiedlich sein können und trotzdem vollständig ausgeschmiedete Werkstücke hergestellt werden.The object of the invention is to provide a tool for the flashless forging of particular Radartigon parts in the die, in which the engraving volume of the die and the material volume of the blank can be different to some extent and yet completely forged workpieces are produced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Umformzylinder in an sich bekannter Art ein Gesenkunterteii von der Kraft emes Federapparates getragen ist, ein Gesenkoberteil mit einem Lochdorn beweglich zu den Gesenkunterteilen hin eintauchend in den Umformzylinder geführt ist und im Gesenkoberteil ein Dorn mittig in dem Lochdorn angeordnet ist, wobei sich der Dorn gegen einen Hydraulikkolben abstützt, dessen Abstützkraft größer als die erforderliche Umformkraft zur vollständigen Ausfüllung der Gravur in Gesenkunterteil und Gesenkoberteil durch das zu schmiedende Material ist.According to the invention, this object is achieved in that in a forming cylinder in a conventional manner a Gesenkunterteii is supported by the force emes spring apparatus, a Gesenkoberteil with a perforated mandrel is movably guided to the Gesenkunterteilen dipping into the forming cylinder and in the Gesenkoberteil a mandrel centered in the Punching mandrel is arranged, wherein the mandrel is supported against a hydraulic piston, whose supporting force is greater than the required forming force to completely fill the engraving in lower die part and Gesenkoberteil by the material to be forged.

In vorteilhafter Weise ist der Dorn nach beendetem Schmiedevorgang während des Öffnens des Werkzeuges durch weiteres Zuführen von Hydraulikflüssigkeit in den Raum über dem Hydraulikkolben aus dem Lochdorn ausfahrbar, so daß damit ein am Gesenkoberteil anhaftendes Werkstück ausgeworfen wird und.ein Hydrauliksystem vor dem neuen Schmiedevorgang den Dorn in Ausgangslage zurückbringt.Advantageously, the mandrel after completion of the forging process during the opening of the tool by further supplying hydraulic fluid in the space above the hydraulic piston from the mandrel retractable, so that thus a adhering to the die top workpiece is ejected and.a hydraulic system before the new forging process the mandrel returns to starting position.

Beim Arbeiten mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug wird das Gesenkunterteil vom Federapparat so abgestützt, daß es mit der Oberkante des Führungszylinders abschließt bzw. nur geringfügig gegenüber dieser zurücksteht. Auf das Gesenkunterteil wirdWhen working with the tool according to the invention, the lower die part is supported by the spring apparatus so that it is flush with the upper edge of the guide cylinder or only slightly protrudes from this. On the bottom of the die is

das umzuformende Material als Rohling aufgelegt. Danach wird mit der Schmiedepresse das Gesenkoberteil auf den Rohling gefahren. Das Gosenkoberteil taucht in den Umformzylinder ein. Nach weiterem Vorfahren der Schmiedpresse wird das Gesenkunterteil am Grund des Führungezylinders aufsitzen. Der Lochdorn mit dem mittig darin geführten Dorn im Gesenkoberteil drückt sich in das umzuformende Material ein, da der Dorn vom Druck des Hydrauliksystems mit einer größeren Abstützkraft gehalten ist als die für die endgültige Umformung des Materials erforderliche Umformkraft. Danach wird das Material zwischen den Gravuren des Gesenkunterteils und des Gesenkoberteils gebreitet und beim weiteren Zusammenfahren des Werkzeuges füllt das Material alle Konturen der Gravuren aus. Beim weiteren Schließen des Werkzeuges bis zur Endlage verdrängt das jetzt eigentlich überschüssige Material infolge des steigenden Druckes im Werkzeug den Dorn gegen die vom Hydraulikkolben aufgebrachte Stützkraft. Damit sind beim Einsatz von Rohlingen mit Materialvolumina, welche relativ große Plustoleranzen aufweisen können, immer vollständig ausgeschmiedete Werkstücke möglich.the material to be formed is laid up as a blank. Thereafter, the die top is driven onto the blank with the forging press. The Gosenkoberteil dives into the forming cylinder. After further ancestors of the forging press, the lower die part will rest on the bottom of the guide cylinder. The piercer with the centrally guided therein mandrel in Gesenkoberteil presses into the material to be formed, since the mandrel is held by the pressure of the hydraulic system with a greater supporting force than the deformation force required for the final deformation of the material. Thereafter, the material is spread between the engravings of the die base and the die top and as the tool progresses, the material fills all contours of the engraving. Upon further closing of the tool to the end position, the now actually surplus material displaces the mandrel against the force applied by the hydraulic piston supporting force due to the increasing pressure in the tool. Thus, when using blanks with material volumes, which may have relatively large plus tolerances, always completely forged workpieces possible.

Während des Zurückfahrens des Gesenkobeneiis kann das Hydrauliksystem den Dorn als Auswerfer bewegen, indem gesteuert der Dorn In Richtung Gravur bewegt wird. Druck unterhalb des Hydraulikkolbens bei gleichzeitiger Entlastung der Oberseite bringt den Dorn wieder in Ausgangstage. Damit wirkt der Dorn als Auswerfer für das Werkstück und unterstützt den am Gesenkunterteil befindlichen an sich bekannten Auswerfer.During the return movement of the Gesenkobeneiis the hydraulic system can move the mandrel as an ejector by controlled the mandrel is moved in the direction of engraving. Pressure below the hydraulic piston while relieving the top brings the mandrel back into starting days. Thus, the mandrel acts as an ejector for the workpiece and supports the ejector located on the lower die part known per se.

embodiment

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Eo zeigen:An embodiment of the invention is described below with reference to a drawing. Show Eo:

Fig. 1: ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum gratlosen Schmieden von Getrieberädern schematisch im Schnitt; Fig. 2: ein mit dem Werkzeug nach Fig. 1 geschmiedetes Werkstück im Schnitt.1 shows a tool according to the invention for the flashless forging of gear wheels schematically in section; Fig. 2: a forged with the tool of FIG. 1 workpiece in section.

Das Werkzeug besteht im wesentlichen aus einem Umformzylinder 1, einem Gesenkunterieil 2, einem Gesenkoberteil 3, einem Hydraulikzylinder 4, welcher das Gesenkoberteil 3 trägt, einem Hydraulikkolben 5 in dem Hauptzylinder 4, an welchem sich ein Dorn 6 abstützt, mittig durch das Gesenkoberteil 3 hindurch geführt ist. Das Gesenkunterteil 2 ist gegenüber dem Umformzylinder 1 mit einem Federapparat 7 abgefangen und kann sich am Grund 8 des Umformzylinders 1 abstützen. Durch den Grund 8 ragt ein Stempel 9 eines maschinenbetätigten an sich bekannten Auswerfers.The tool consists essentially of a forming cylinder 1, a Gesenkunterieil 2, a Gesenkoberteil 3, a hydraulic cylinder 4, which carries the Gesenkoberteil 3, a hydraulic piston 5 in the master cylinder 4, on which a mandrel 6 is supported, centrally through the Gesenkoberteil 3 therethrough is guided. The die lower part 2 is intercepted with respect to the forming cylinder 1 with a spring apparatus 7 and can be supported on the base 8 of the forming cylinder 1. Through the bottom 8 protrudes a punch 9 of a machine-operated per se known ejector.

Eine gesteu-a.i Hydraulikpumpe 10 ist mit einer Leitung 11 an den Raum 12 über dem Hydraulikkolben 5 verbunden. Eine zweite Leitung 13 führt über ein Steuerventil 14 in den Raum 15 unterhalb des Hydraulikkolbens 5. Über gesonderte Ventile 16 ist der Raum 12 druckentlastbar. Die zueinander weisenden Flächen 17 und 18 des Gesenkunterteils 2 bzw. des Gesenkoberteils 3 bilden die Gravur 1S. Sie entspricht bei geschlossenem Werkzeug in ihrer Form der Form des zu schmiedenden Werkstückes 20. Dieses Werkstück 20 ist mittig durch einen Lochdorn 21 vorgelocht, so daß ein später zu entfernender Lochspiegel 22 stehen bleibt.A gesteu-a.i hydraulic pump 10 is connected to a line 11 to the space 12 above the hydraulic piston 5. A second line 13 leads via a control valve 14 into the space 15 below the hydraulic piston 5. About separate valves 16, the space 12 is pressure relieved. The mutually facing surfaces 17 and 18 of the Gesenkunterteils 2 and the Gesenkoberteils 3 form the engraving 1S. It corresponds with the mold closed to the shape of the workpiece to be forged 20. This workpiece 20 is pre-perforated centrally through a piercer 21, so that a later to be removed hole mirror 22 stops.

Bei geöffnetem Werkzeug hält der Federapparat 7 das Gesenkuntertc" l so, daß die Oberkante des Gesenkunterteils 2 in etwa mit der Oberkante des Umformzylinders 1 abschließt. Auf das Gesenkunterteil 2 wird der zu schmiedende Rohling mit Schmiedetemperatur aufgelegt. Sein Volumen kann mit positiver Toleranz bemessen sein, und zwar um einen relativ großen Betrag verglichen mit herkömmlichen Genauschmiedetechnologien. Der Raum 12 ist mit Druck beaufschlagt, so daß der Dorn 6 bis an die Gravur 19 heranragt. So wird das Werkzeug von der Schmiedemaschine geschlossen. Dabei fahren zuerst das Gesenkunterteil 2 und das Gesenkobe/teil 5 in den Umformzylinder 1 ein. Der Dorn 6 drückt sich (in Verbindung mit dem gravurbedingten Lochdorn 21) in das umzuformende Material, welches damit gebreitet wird. Beim weiteren Schließen des Werkzeuges wird das Material die Gravur 19 vollständig ausfüllen und letztendlich wird bei Materialüberschuß der Druck in der Gravur 19 soweit ansteigen, daß das überschüssige Material den Dorn β gegen die Kraft des Hydraulikkolbens 5 verdrängt. Dabei fließt das toleranzbedingte überschüssige Material in die Führung des Domes β und es bildet sich über dem Lochspiegel eine Erhebung 23. Diese Erhebung 23 wird zusammen mit dem Lochspiegel 22 in einem späteren Arbeitsgang entfernt. Beim Öffnen des Werkzeuges drückt der Federapparat 7 zusammen mit dem Stempel 9 des Auswerfers das Gesenkunterteil 2 gemeinsam mit dem Werkstück 20 aus dem Umformzylinder 1.When the tool is open the spring apparatus 7 maintains the Gesenkuntertc "l so that the upper edge of the Gesenkunterteils 2 terminates approximately with the upper edge of the Umformzylinders. 1 on the Gesenkunterteil 2 to be forged blank is placed with the forging temperature. Its volume can be dimensioned with a positive tolerance The space 12 is pressurized so that the mandrel 6 protrudes up to the engraving 19. Thus, the tool is closed by the forging machine, driving first the die bottom 2 and the die The die 6 presses (in conjunction with the engraved mandrel 21) into the material to be reshaped, which is spread therewith As the tool closes further, the material will completely fill the engraving 19 and ultimately become at excess material, the pressure in the engraving 19 rise to the extent that there s excess material displaces the mandrel β against the force of the hydraulic piston 5. In this case, the tolerance-related excess material flows into the guide of the dome β and it forms above the hole mirror a survey 23. This elevation 23 is removed together with the hole mirror 22 in a subsequent operation. When opening the tool, the spring apparatus 7 presses together with the punch 9 of the ejector, the lower die part 2 together with the workpiece 20 from the forming cylinder. 1

Durch Ansteuern des Raumes 12 über dem Hydraulikkolben 5 kann auch der Dorn 6 aus dem Lochdorn 21 der Gravur 19 austreten und das eventuell anhängende Werkstück 20 abdrücken. Danach wird über die Leitung 13 Druck im Raum 15 unterhalb des Hydraulikkolbens 5 aufgebaut und so der Dorn 6 in Ausgangslage zurückgefahren.By driving the space 12 above the hydraulic piston 5 and the mandrel 6 can emerge from the piercer 21 of the engraving 19 and press off the possibly attached workpiece 20. Thereafter, pressure is built up in the space 15 below the hydraulic piston 5 via the line 13 and so the mandrel 6 is moved back to the starting position.

Mit dem erfir.dungsgemäßen Werkzeug gelingt es, genaue, am Umfang gratfreie, Schmiedestücke herzustellen, wobei es vorteilhafterweise möglich ist, Materialrohlinge einzusetzen, deren Volumen relativ weit toleriert werden kann und trotzdem in jedem Fall die Gravur vollständig ausgefüllt ist.With the erfir.dungsgemäßen tool succeeds to produce accurate, burr-free, forgings on the periphery, it is advantageously possible to use material blanks whose volume can be relatively widely tolerated and still in any case, the engraving is completely filled.

Werkzeuge nach der Erfindung sind besonders vorteilhaft bei radförmigen Werkstücken mit zentrischem Lochdorn, aber auch bei anderen Schmiedeformen mit lochartigen Vertiefungen einsetzbar.Tools according to the invention are particularly advantageous for wheel-shaped workpieces with a central punch, but also in other types of forging with hole-like depressions used.

Claims

1. A tool for burr-free forging of particular wheel-shaped parts in the die, in which a die lower part is guided in a forming cylinder and carried by a spring apparatus and a die top is guided with a punch mandrel movable to the lower die part dipping into the forming cylinder, characterized in that Gasenkoberteil (3) a mandrel (6) is arranged centrally in the piercer (21), wherein the mandrel (6) GE ^ that a hydraulic piston (5) is supported, whose supporting force is greater than the required forming force to complete the engraving (19 ) in the lower die part (2) and upper die part (3) through the material to be forged.

2. Tool according to claim 1, characterized in that the mandrel (6) after completion of the forging process during the opening of the tool by further supplying hydraulic fluid into the space (12) via the hydraulic piston (5) from the piercer (21) is extendable, such that a workpiece (20) adhering to the die top part (3) is ejected and a hydraulic system (line 13, control valve 14) brings the mandrel (6) into the starting position before the new forging process.