DD293281A5 - Verfahren und einrichtung zur herstellung insbesondere flacher rotationssymmetrischer hohlteile mit bund - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung rotationssymmetrischer Hohlteile mit Bund und findet vorzugsweise bei der Herstellung von Erzeugnissen der Konsumgueterproduktion sowie im Leuchtenbau, Behaelter- und Apparatebau und Fahrzeugbau Anwendung. Dabei wird in einem einzigen Arbeitshub einer abgestuften Drueckrolle das vorzugsweise flache Hohlteil mit Bund gefertigt, indem das Ausgangsteil (1) durch den vorderen Absatz (2) der Drueckrolle zu einer Zwischenform (3) mit definierter Wanddicke im Randbereich (4) umgeformt und anschlieszend durch den hinteren Absatz (5) der Drueckrolle die Endform der Zarge (6) mit der geforderten Wanddicke erzeugt wird, wobei der Randbereich (4) infolge des vor dem hinteren Absatz (5) der Drueckrolle entlang des Drueckdorns (7) abflieszenden Werkstoffs tangential aufgeweitet und gegen die Arbeitsflaeche (8) der Stirnwalzrolle (9) gedrueckt wird, wodurch der unter tangentialer Zugspannung stehende Randbereich (4) durch UEberlagerung der Verfahren Metalldruecken und Stirnwalzen zu einem Bund (10) umgeformt wird. Fig. 3{Verfahren; Einrichtung; Hohlteile, rotationssymmetrisch; Hohlteile mit Bund; Konsumgueterproduktion; Leuchtenbau; Fahrzeugbau; Umformvorgang; Druecken; Stirnwalzen; Drueckrolle}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung rotationssymmetrischer Hohlteile mit Bund durch eine Kombination der Verfahren Metalldrücken und Stirnwalzen, vorzugsweise auf Drückmaschinen. Die Anwendung der Erfindung ist möglich und zweckmäßig für die Herstellung von Erzeugnisseh des Maschinen-, Fahrzeug-, Leuchten-, Apparate- und Gerätebaus sowie für die Herstellung von Haushaltgeräten, insbesondere von Kochgeschirr und Bratgeräten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Herstellung von rotationssymmetrischen Hohlteilen mit Bund durch Metalldrücken wird der Übergangsradius zwischen Zarge und Bund durch den Rundungsradius der Drückrolle zur Herstellung der Grundform bestimmt, z.B. DE 2444932. Bei kleinen Übergangsradien lassen sich mit dieser Variante keine Drückteile mit hoher Oberflächenqualität erzeugen. Bei der Herstellung der Grundform durch eine Drückrolle mit großem Rundungsradius und Nachsetzen des I 'bergangsradius durch eine zusätzliche Rolle mit entsprechend kleinerem Rundungsradius, z. B. DD 208563, entstehen, zumindest bei Werkstücken aus Werkstoffen mit geringer Festigkeit, z.B. Aluminium, ein deutlich sichtbarer Eindruck bzw. bei Arbeit mit Längsvorschub Rillen am Übergangsbereich und somit keine gleichmäßige Oberfläche. Bei Verwendung von Vorrichtungen mit einer der Drückrolle nachlaufenden Kalibrierrolle entsprechend SU 428823 oder von Drückrollen mit Kalibrierabsatz gemäß DE 1959719 verbleiben ein ebensolcher Eindruck bzw. Rillen am Übergangsbereich, da dieser nicht von der Kalibrierung erfaßt wird.

DD 157311 beschreibt ein Verfahren zum Richten des Flansches metallgedrückter Hohlkörper, bei dem die Fertigbearbeitung des Randes unmittelbar in Verbindung mit der Grundformherstellung durch wechselweises Biegen zwischen der Drückrolle und einer weiteren Rolle erfolgt. Auf diese Weise können nur in der mit dem Drückvorgang technologisch bedingten Form ausgebildete Flansche gerichtet, jedoch nicht in ihrer Dicke beeinflußt werden. Da beim Richten des Flansches nur kleine Formänderungen realisiert werden können, kann auch der Übergangsradius zwischen Flansch und Zarge nur unwesentlich in seiner Größe beeinflußt werden.

Als Stand der Fertigung rotationssymmetrischer Hohlteile mit Bund bei gleichmäßiger, hoher Oberflächenqualität und kleinem Übergangsradius zwischen Zarge und Bund hat sich die Fertigung der Grundform im ersten Arbeitsgang und die Ausformung des Randes in einem zusätzlichen Arbeitsgang auf Pressen oder Drückmaschinen durchgesetzt, z. B. DD 1652630, DE 2053005, SU 637179, SU 814520, SU 940947, die durch erhöhte Investitionskosten und einen hohen Bedienungsaufwand charakterisiert ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung rotationssymmetrischer Hohlteile mit Bund hoher Maß-, Form- und Lagegenauigkeit sowie gleichmäßig hoher Oberflächenqualität zu schaffen, das sich durch geringen maschinen- und werkzeugtechnischen Aufwand auszeichnet.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung rotationssymmetrischer Hohlteile mit Bund, insbesondere mit kleinem Übergangsradius zwischen Zarge und Bund, in minimaler Fertigungszeit und mit geringem fertigungstechnischem Aufwand zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird dio Aufgabe unter Verwendung einer abgestuften Drückrolle, eines Drückdorns und einer Stirnwalzrolle dadurch gelöst, daß das Hohlteil mit Bund in einem Arbeitshub bei zeitlicher Überlagerung der Verfahren Metalldrücken und Stirnwalzen gefertigt wird, indem das Ausgangsteil durch den vorderen Absatz der Drückrolle zu einer Zwischenform mit definierter Wanddicke im Randbereich umgeformt und anschließend durch den hinteren Absatz der Drückrolle die Endform der Zarge mit der geforderten Wanddicke erzeugt wird, wobei der Randbereich infolge des vor dem hinteren Absatz der Druckrolle entlang des Drückdorns abfließenden Werkstoffs tangential aufgeweitet und gegen die Arbeitsfläche der Stirnwalzrolle gedruckt wird. Dadurch wird abschließend durch die Überlagerung der Verfahren Metalldrücken und Stirnwalzen der unter tangentialer Zugspannung stehende Randbereich zu einem Bund umgeformt.

Der nutzbare Bereich der relativen bezogenen Vorschubgeschwindigkeit beim Stirnwalzen ist relativ groß. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich die relative Vorschubgeschwindigkeit der Stirnwalzrolle aus der Vorschubgeschwindigkeit der Drückrolle und dem Grad der Wanddickenreduktion beim Reduzieren der Zarge der Zwischenform durch den hinteren Drückrollenabsatz und liegt im nutzbaren Bereich.

Durch die Kombination von Metalldrücken und Stirnwalzen ist es möglich, auch Hohlteile mit kleinem Übergangsradius zwischen Bund und Zarge zu fertigen, wenn zur Grundformerzeugung durch Metalldrücken infolge einer hohen geforderten Oberflächenqualität eine Drückrolle mit sehr großem Rundungsradius eingesetzt werden muß. Außer einer durch die

Beibehaltung der technologischen Basis beim Metalldrücken und Stirnwalzen gewährleisteten hohen Lagegenauigkeit des Bundes zur Zarge des Hohlteils wird durch die Aufwertung des Randbereiches auf dem Drückdorn infolge des Eingriffs des

hinteren Absatzes der Drückrolle und die dabei unter tangentialer Zugspannung bewirkte Kalibrierung des Randbereiches eine Verbesserung der Form- und Maßgenauigkeit der Zarge unterhalb des Bundes erzielt.

Die Stirnwalzrolle ist am Außendurchmesser des Drückdorns so angeordnet, daß der Abstand zwischen der Stirnfläche des Drückdorns und der Arbeitsfläche der Stirnwalzrolle die Höhe des Fertigteils bestimmt. Durch die vorzugsweise senkrechte Lage der Stirnwalzrollenachse zur Drückdornachse werden die günstigsten Kontaktbedingungen zwischen Bundfläche und Stirnwalzenarbeitsfläche erzielt.

Zur Erzeugung unterschiedlicher Bundformen bzw. zur gezielten Beeinflussung des Werkstoffflusses beim Stirnwalzvorgang kann die Stirnwalzrolle verschiedenartig - zylindrisch, konisch, konkav - ausgebildet sein.

Zur Vermeidung von Oberflächenmarken an der Grenze zu dem nicht vom hinteren Drückrollenabsatz umgeformten Zargenbereich unterhalb des Bundes sind die Rundungsradien beider Drückrollenabsätze vorzugsweise gleich groß.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird durch Zeichnungen am Beispiel der Fertigung eines flachen rotationssymmetrischen Napfes aus Aluminium mit einem äußeren Bund, einer sphärischen Zarge und einem kleinen Übergangsradius zwischen Zarge und Bund durch eine abgestufte Drückrolle mit relativ großen Rundungsradien gleicher Abmessung und eine Stirnwalzrolle mit zylindrischer Arbeitsfläche veranschaulicht

Hierbei zeigen

Fig. 1: Ausgangsstellung,

Fig. 2: Drücken der Zwischenform mit definiertem Randbereich durch den vorderen Drückrollenabsatz,

Fig.3: Endstellung.

Die an die Stirnfläche 12 des Drückdorns 7 angepreßte Ronde 1 wird durch den vorderen Absatz 2 der Drückrolle zu einer Zwischenform 3 umgeformt. Dabei wird der Randbereich 4 der Zwischenform 3 mit einer von der später zu erzeugenden Geometrie des Bundes 10 abhängigen technologisch bedingten Wanddicke hergestellt. Ist der Randbereich 4 der Zwischenform 3 ausgeformt, wird durch den hinteren Absatz 5 der Druckrolle die Wanddicke der Zwischenform 3 auf die Endform der Zarge 6 reduziert. Der dabei verdrängte Werkstoff fließt vor dem hinteren Absatz 5 der Drückrolle entlang des Drückdorns 7 ab. Infolgedessen wird der Randbereich 4 über den Drückdorn 7 tangential aufgeweitet und dabei kalibriert und mit einer Zugspannung in tangentialer Richtung beaufschlagt. Schließlich wird der Randbereich 4 durch den abfließenden Werkstoff gegen die Arbeitsfläche 8 der Stirnwalzrolle 9 gedruckt und infolgedessen durch Stirnwalzen zu dem geforderten Bund 10 umgeformt. Der Übergangsradius zwischen Zarge 6 und Bund 10 bildet sich in einer verfahrensbedingten Größe aus, die vorzugsweise wesentlich kleiner als der verwendete Rundungsradius 16 des hinteren Absatzes 5 der Drückrolle ist. Die Arbeitsfläche 8 der Stirnwalzrc':« Ί ist in dem Abstand 11 von der Stirnfläche 12 des Drückdorns 7 angeordnet, der der Höhe der Endform des Napfes entspricht.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung insbesondere flacher rotationssymmetrischer Hohlteile mit Bund und sphärischer bzw. kegliger Zarge aus Ronden oder vorgeformten Rohteilen durch Metalldrücken mit einer Stufenrolle und durch Stirnwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem einzigen Arbeitshub zuerst das Ausgangsteil (1) durch den vorderen Absatz (2) der Drückrolle zu einer Zwischenform (3) mit definierterWanddicke im Randbereich (4) umgeformt wird und anschließend durch den hinteren Absatz (5) der Drückrolle die Endform der Zarge (6) mit der geforderten Wanddicke erzeugt wird, wobei der Randbareich (4) infolge des vor dem hinteren Absatz (5) der Drückrolle entlang des Drückdorns (7) abfließenden Werkstoffs tangential aufgeweitet und gegen die Arbeitsfläche (8) der Stirnwalzrolle (9) gedrückt wird, so daß abschließend durch eine Überlagerung der Verfahren Metalldrücken und Stirnwalzen der unter tangentialer Zuspannung stehende Randbereich (4) zu einem Bund (10) umgeformt wird.

2. Vorrichtung zur Herstellung insbesondere flacher rotationssymmetrischer Hohlteile mit Bund,

unter Verwendung einer abgestuften Drückrolle, eines Drückdorns und einer Stirnwalzrolle, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der Höhe des Fertigteils entsprechenden Abstand (11) von der Stirnfläche (12) des Drückdorns (7) eine Stirnwalzrolle (9) am Außendurchmesser des abgesetzten Drückdorns (7) angeordnet ist, wobei die Achse (13) der Stirnwalzrolle (9) vorzugsweise senkrecht zur Achse (14) dos Drückdorns (7) steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundungsradien (15) und (16) der Drückrollenabsätze (2) und (5) des abgesetzten Drückdorns (7) vorzugsweise annähernd gleich groß sind.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (8) der Stirnwalzrolle (9) insbesondere zylindrisch, konisch oder konkav gestaltet ist.