DD293281A5

DD293281A5 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING, IN PARTICULAR, FLAT ROTATION SYMMETRIC HOLLOWS WITH A BOND

Info

Publication number: DD293281A5
Application number: DD33928090A
Authority: DD
Inventors: Helge Hartwig; Hans Labetzke; Lutz Wenke; Aribert Schwager; Siegfried Gorbauch
Original assignee: Technische Universitaet Karl-Marx-Stadt,De; Veb Kombinat Haushaltgeraete Karl-Marx-Stadt,Werk Gotha,De
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1991-08-29

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}The invention relates to a method and apparatus for producing rotationally symmetrical hollow parts with collar and is preferably used in the manufacture of consumer goods production products as well as in lighting, container and apparatus construction and vehicle application. In this case, in a single stroke of a stepped pressure roller, the preferably flat hollow part is made with collar by the output part (1) by the front paragraph (2) of the pressure roller to an intermediate shape (3) with a defined wall thickness in the edge region (4) formed and anschlieszend by the rear section (5) of the pressure roller the end shape of the frame (6) is produced with the required wall thickness, wherein the edge region (4) due to the before the rear shoulder (5) of the pressure roller along the Drueckdorns (7) abflieszenden material expands and against the Arbeitsflaeche (8) of the end roller (9) is pressed, whereby the edge region under tangential tension (4) by superimposing the process metal pressing and end rollers is formed into a collar (10). Fig. 3 {method; Facility; Hollow parts, rotationally symmetric; Hollow parts with collar; Konsumgueterproduktion; luminaire construction; Vehicle construction; forming process; To press; Front rollers; Drueckrolle}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebietfield of use

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.The invention relates to a method and a device for producing rotationally symmetrical hollow parts with collar by a combination of the methods of metal pressing and face rolling, preferably on spinning machines. The application of the invention is possible and expedient for the production of produktionsh of machine, vehicle, lighting, apparatus and equipment construction and for the production of household appliances, in particular of cookware and roasting appliances.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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.In the production of rotationally symmetrical hollow parts with collar by metal pressing the transition radius between the frame and collar is determined by the radius of curvature of the spinning roller to produce the basic shape, e.g. DE 2444932. With small transition radii can be produced with this variant no pressing parts with high surface quality. In the production of the basic shape by a spinning roller with a large radius of curvature and resetting the I'gangangsradius by an additional role with a correspondingly smaller rounding radius, z. For example, DD 208563 arise, at least for workpieces made of materials with low strength, e.g. Aluminum, a clearly visible impression or when working with longitudinal feed grooves on the transition area and thus no uniform surface. When using devices with a pressure roller trailing the calibration roller according to SU 428823 or from spinning rollers with calibration paragraph according to DE 1959719 a same impression or grooves remain at the transition area, since this is not detected by the calibration.

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.DD 157311 describes a method for straightening the flange of metal-pressed hollow bodies, in which the finishing of the edge takes place directly in connection with the basic shape production by alternately bending between the spinning roller and another roller. In this way, trained only in the technologically related to the pressing process shape flanges, but are not affected in their thickness. Since only small changes in shape can be realized when straightening the flange, the transition radius between flange and frame can be influenced only slightly in its size.

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.As a state of manufacturing rotationally symmetrical hollow parts with collar at a uniform, high surface quality and small transition radius between frame and collar, the production of the basic shape in the first step and the formation of the edge has prevailed in an additional operation on presses or spinning machines, z. B. DD 1652630, DE 2053005, SU 637179, SU 814520, SU 940947, which is characterized by increased investment costs and high operating costs.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The aim of the invention is to provide a method and apparatus for producing rotationally symmetrical hollow parts with a collar high dimensional, shape and position accuracy and uniformly high surface quality, which is characterized by low mechanical and tooling complexity.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

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.The invention has for its object to develop a method and apparatus for producing rotationally symmetrical hollow parts with collar, especially with a small transition radius between the frame and collar, in minimal production time and with low manufacturing effort.

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.According to the invention, the object is achieved using a stepped pressure roller, a spinning mandrel and an end roller in that the hollow part is made with collar in a working stroke with temporal superposition of the process metal pressing and face rolling by the output part by the front shoulder of the spinning roller to an intermediate form deformed wall thickness is formed in the edge region and then the final shape of the frame with the required wall thickness is produced by the rear shoulder of the spinning roller, wherein the edge region as a result of the flowing out before the rear shoulder of the pressure roller along the spinning mandrel material is expanded tangentially and printed against the working surface of the face roller , As a result, the superimposition of the methods of metal pressing and face rolling of the edge region under tangential tension is finally reshaped into a collar.

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.The usable range of the relative relative feed rate during face rolling is relatively large. In the method according to the invention, the relative feed rate of the face roller results from the feed rate of the spinning roller and the degree of wall thickness reduction in reducing the frame of the intermediate form by the rear pressure roller and is in the usable range.

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 dieThrough the combination of metal pressures and face rolls, it is possible to produce even hollow parts with a small transition radius between the collar and frame, if a spinning roller with a very large radius of curvature must be used for basic shape generation by metal pressing due to a high required surface quality. Except one through the

Maintaining the technological basis for metal pressing and face rolling ensured high positional accuracy of Bund to the frame of the hollow part is by the appreciation of the edge region on the spinning mandrel as a result of engagement of the

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.rear paragraph of the spinning roller and thereby causing under tangential tension calibration of the edge region achieves an improvement in the dimensional and dimensional accuracy of the frame below the collar.

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.The face roller is arranged on the outer diameter of the spinning mandrel so that the distance between the end face of the spinning mandrel and the working surface of the end roller determines the height of the finished part. Due to the preferably vertical position of the Stirnwalzrollenachse for spinning mandrel axis the most favorable contact conditions between the collar surface and Stirnwalzenarbeitsfläche be achieved.

Zur Erzeugung unterschiedlicher Bundformen bzw. zur gezielten Beeinflussung des Werkstoffflusses beim Stirnwalzvorgang kann die Stirnwalzrolle verschiedenartig - zylindrisch, konisch, konkav - ausgebildet sein.To produce different collar shapes or to influence the flow of material during the finish rolling process, the face rolling roll can be designed in various ways - cylindrical, conical, concave.

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.In order to avoid surface marks at the border to the frame area not formed by the rear spinning-roller shoulder below the collar, the rounding radii of both pressing-roller shoulders are preferably the same size.

Ausführungsbeispielembodiment

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 veranschaulichtThe invention is illustrated by drawings using the example of the production of a flat rotationally symmetrical cup made of aluminum with an outer collar, a spherical frame and a small transition radius between the frame and collar by a stepped pressure roller with relatively large rounding radii of the same size and an end roller with cylindrical working surface

Hierbei zeigen Show here

Fig. 1: Ausgangsstellung,1: starting position,

2: pressing the intermediate mold with defined edge area through the front press roller shoulder,

Fig.3: Endstellung.Fig.3: End position.

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.The pressed against the end face 12 of the spinning mandrel 7 Ronde 1 is formed by the front shoulder 2 of the spinning roller to form an intermediate 3. In this case, the edge region 4 of the intermediate mold 3 is produced with a technologically related wall thickness dependent on the later-to-be-produced geometry of the collar 10. If the edge region 4 of the intermediate mold 3 is formed, the wall thickness of the intermediate mold 3 is reduced to the final shape of the frame 6 by the rear shoulder 5 of the pressure roller. The thereby displaced material flows in front of the rear shoulder 5 of the spinning roller along the spinning mandrel 7. As a result, the edge region 4 is expanded tangentially via the spinning mandrel 7 and thereby calibrated and subjected to a tensile stress in the tangential direction. Finally, the edge region 4 is printed by the effluent material against the working surface 8 of the end roller 9 and consequently transformed by end rollers to the required collar 10. The transition radius between the frame 6 and collar 10 is formed in a process-related size, which is preferably substantially smaller than the radius of curvature used 16 of the rear paragraph 5 of the spinning roller. The working surface 8 of Stirnwalzrc ': « Ί is arranged in the distance 11 from the end face 12 of the spinning mandrel 7, which corresponds to the height of the final shape of the cup.

Claims

1. A method for producing in particular flat rotationally symmetrical hollow parts with collar and spherical or conical frame of blanks or preformed blanks by metal pressing with a stepped roller and by face rollers, characterized in that in a single stroke first the output part (1) through the front paragraph ( 2) of the spinning roller to an intermediate mold (3) with a defined wall thickness in the edge region (4) is formed and then by the rear shoulder (5) of the spinning roller, the final shape of the frame (6) is produced with the required wall thickness, the Randbareich (4) as a result of the front of the rear shoulder (5) of the spinning roller along the spinning mandrel (7) effluent material is expanded tangentially and pressed against the working surface (8) of the face roll (9), so that finally by a superposition of the process metal spinning and face rolling under tangential Bracing edge region (4) is formed into a collar (10).

2. Device for producing in particular flat rotationally symmetrical hollow parts with collar,

using a graduated spinning roller, a spinning mandrel and an end roller, characterized in that in the height of the finished part corresponding distance (11) from the end face (12) of the spinning mandrel (7) an end roller (9) on the outer diameter of the remote spinning mandrel (7 ), wherein the axis (13) of the end roller (9) is preferably perpendicular to the axis (14) of the spinning mandrel (7).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the rounding radii (15) and (16) of the pressing roller paragraphs (2) and (5) of the remote spinning mandrel (7) are preferably approximately equal.

4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that the working surface (8) of the end roller (9) is designed in particular cylindrical, conical or concave.