DD301279A7

DD301279A7 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung ringfoermiger werkstuecke

Info

Publication number: DD301279A7
Application number: DD29218986A
Authority: DD
Inventors: Silvia Dipl-Ing Anders; Egon Dipl-Ing Altmann; Sabine Dipl-Ing Beregszaszi; Bernd Dipl-Ing Lorenz; Guenther Dipl-Ing Nocke; Dieter Dipl-Ing Steuer; Rainer Dipl-Ing Schuessler; Joachim Thiel
Original assignee: Schraubenwerk Gmbh
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1992-11-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung als kombinierte Werkzeuganordnung zur Herstellung von schleiffertig durch Schmieden verdichteten ringförmigen Werkstücken aus pulvermetallurgischem Werkstoff mit umlaufender Profilierung am Außendurchmesser, was im wesentlichen durch Pulverschmieden in mehreren Werkzeuganordnungen realisiert wird, wozu eine vorteilhaft axial zweigeteilte oder auch mehrfach geteilte und in Stempelrichtung bewegbar ausgeführte Matrize mit entsprechender Gegenprofilierung innerhalb eines Matrizenverbandes vorgesehen ist. Ein vorzugsweises Anwendungsgebiet ist die Wälzlagerindustrie zur Herstellung von Wälzlagerinnenringen. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von ε ihleiffertig geschmiedeten ringförmigen Werkstücken aus pulvermetallurgischem Werkstoff mit umlaufender Profilierung am Außendurchmesser. Ein vorzugsweises Anwendungsgebiet ist die Wälzlagerindustrie bei der Herstellung von Lagerbauteilen, wie bspw. von Wälzlagerinnenringen, mit hoher Oberflächengüte und günstigen Laufeigenschaften.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung ringförmiger Werkstücke aus pulvermetallurgischem Werkstoff durch Pressen, Sintern und Verdichten durch Schmieden mit nachfolgender Bearbeitung des glatten oder auch vorprofilierten Rohlings durch Drehbearbeitung und/oder Walzen zum Vor- und/oder Fertigbearbeiten der Haupt- und Nebenformelemente, wie z. B. die Außenprofilierung der späteren Lauffläche und der stirnseitigen Radien oder Fasen, sind Verfahren und Werkzeuganordnur.gon bekannt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß nach diesen Lösungen nur bedingt hochbeanspruchbare Wälzlagerringe in der erforderlichen Qualität herstellbar sind.

Nach den SU-PS 1053964 und 1069949 werden Preßformen zum Pressen von ringförmigen Werkstücken aus pulvermetallurgischem Werkstoff vorgestellt, wonach die gepreßte Vorform mit Außen- bzw. Innenprofilierun^ unter Anwendung von Keilschiebern hergestellt wird.

Aufgrund der gewählten Kraftübertragung und der aufwendigen ggf. mehrfach goteilt auszuführenden Werkzeuge kann es zu * geminderter Oberflächengüte, z. B. durch Gratbildung beim Pressen, kommen, wodurch hochbeanspruchbare Wälzlagerringe mit allen ausgeformten Formelementen und mindestens einer Dichte von 99% der theoretischen Dichte in weiteren Arbeitsfolgen nicht immer zufriedenstellend hergestellt werden können.

Nach einem Vet fahren gemäß US-PS 4059879 werden gesinterte, poröse Wälzlagerringe im Bereich der Außenprofilierung kalt umgeformt und dabei unter der Oberfläche verdichtet. Hierbei wird eine Dichte von annähernd 95% der theoretischen Dichte erreicht, während das übrige Volumen des Wälzlagerringes im wesentlichen porös bleibt, bei einer durchschnittlichen Dichte von 80 bis 85%.

Bei diesem Verfahren muß bezweifelt werden, daß Wälzlagerringe für hohe Belastung durch Dauerwälzbeanspruchung in der erforderlichen Qualität hergestellt werden können.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Lösung zur Beseitigung der beschriebenen Nachteile, nach welchem ringförmige Werkstücke mit profilierten Außenflächen kostengünstig und annähernd abfallos hergestellt werden können, welche den Erfordernisse einer vorzugsweisen Anwendung in der Wälzlagerindustrie gerecht werden.

Schaffung einer Verfahrenskombination und einer kombinierten Werkzouganordnung

g profilierten Wälzlagerinnenringen aus durch Pressen und Sintern vorgefertigten

)fflichen Eigenschaften, wie Härtbarkeit, Dauerbeanspruchung und Verschleiß, a's auch

aß· und Formgenauigkeit, eine sich anschließende Nach- bzw. Fertigbearbeitung durch

bzw. Sicherung der Gebrauchseigenschaften, ausschließen.

urch gelöst, indem der vorgefertigte und auf bekannte Schmiedetemperatur gebrachte

h Pulverschmieden zu einem ringförmigen Werkstück mit vorgeformten Haupt- und

arofilierung hergestellt wird.

'Schmiedens wird bei entsprechender Werkzeuganordnung erfindungsgemäß diese

ffertigen Außenprofilierung und teilweise auch der Nebenformelemente hergestellt.

;hmiedens werden in einer weiteren Werzeuganordnung die restlichen

t ein schleiffertig profilierter Wälzlagerinnenring hoher Dichte durch Pulverschmieden

urch eine kombinierte Werkzeuganordnung mit Matrizenverband von Stempel und

Matrize realisiert. Während in einer an sich bekannten ersten Werkzeuganordnung Stempel und Matrizeninnenring jeweils eine entsprechende Gegenprofilierung der späteren Vorform benutzen, ist erfindungsgemäß eine zweite Werkzeuganordnung mit Matrizenverband vorgesehen, deren Matrizeninnenring vorteilhaft zweigeteilt oder auch mehrfach geteilt und in Stempelrichtung bewegbar ausgeführt ist und die Gegenprofilierung der Hauptformelemente und teilweise auch der Nebenformelemente aufweist.

Eine dritte Werkzeuganordnung zur Ausformung der res\lichen Nebenformelemente besitzt einen analogen Aufbau zur zweiten Werkzeuganordnung

Ausführungsbeispiel

Das Verfahren wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel zur Herstellung von Wälzlagerinnenringen näher erlätuert. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der zweiten Werkzeuganordnung zur Herstellung des Außenprofils als auch bestimmter Radien.

In einer ersten, zeichnerisch nicht dargestellten Werkzeuganordnung wird aus einem gesinterten Rohling aus pulvermetallurgischem Werkstoff festgelegter Legierungszusammensetzung und eigenschaftsbestimmender Bestandteile mit bestimmter Dichte, Masse- und Formgenauigkeit sowie vorteilhaft einem vorgeformten Formelement der späteren Außenprofilierung und ggf. anschließender Formelemente, z.B. stirnseitiger Radien am Außendurchmesser, eine Vorform 5 unter Erwärmung auf bekannte Schmiedetemperatur und in einer erforderlichenfalls die Kohlenstoffreduzierung und Oxydation verhindernden Atmosphäre geschmiedet. Der Werkstofffluß erfolgt dabei in axialer Richtung und führt in Abhängigkeit der Schmiedetemperatur zu einer Verringerung der Werkstückporosität und Verbesserung der mechanischen Werkstoffkennwerte. Die in beschriebener Weise vorgeschmiedete Vorform S wird in einer weiteren Werkzeuganordnung mit Matrizenverband gemäß Zeichnung formschlüssig aufgenommen, welche im wesentlichen aus einem Preßstempel 1 mit axial geteilter und in Stempelrichtung bewegbarer Matrize 2 mit Matrizenring 3 sowie Matrizenaußenring 4 gebildet ist. Mit Beendigung der zweiten Schmiedestufe zu den vorstehend beschriebenen Bedingungen ist aus der Vorform 5 ein hinsichtlich seiner Hauptformelemente und teilweise auch seiner Nebenformelemente ein annähernd fertigprofilierter Wälzlagerinnenring 6 hergestellt. Der Werkstofffluß erfolgt dabei in Richtung Drehachse zur Ausformung der Formelemente.

Die Ausformung do- · " etlichen Nebenformelemente, bspw. Radien, erfolgt in einer weiteren Werkzeuganordnung mit analogem Aufbau zur Werkzeuganordnung gemäß Zeichnung

Mit anschließender definierter Abkühlung ist durch Pulverschmieden ein schleiffertiger Wälzlagerinnenring fertingestellt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung ringförmiger Werkstücke, insbesondere von Wälzlagerinnenringen mit Profiüerung am Außendurchmesser, wobei zunächst aus pulvermetallurgischem Werkstoff durch Pressen und Sintern ein Rohling mit bestimmten Haupt- und ggf. Nebenformelementen bzgl. seiner späteren Profilierung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling in einer ersten Arbeitsstufe durch Pulverschmieden als ringförmiges Werkstück mit vorgeformten Haupt- und Nebenformelemonten der späteren Endprofilierung zu einer Vorform (5) und in einer weiteren Arbeitsstufe des Pulverschmiedens die Vorform (5) unter Herausbildung der schleiffertigen Außenprofilierung und bestimmter Nebenformelemente zu einem Wälzlagerinnenring (6) vorprofiliert wird, während in einer dritten Arbeitsstufe des Pulverschmiedens die restlichen Nebenformelemte ausgeformt werden.

2. Vorrichtung als kombinierte Werkzeuganordnung mit Matrizenverband zur Herstellung von schleiffertig pulvergeschmiedeten ringförmigen Werkstücken aus pulvermetallurgischem Werkstoff mit umlaufender Profilierung am Außendurchmesser zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Stempelrichtung bewegbar ausgeführter Matrizenring (2) mit entsprechender Gegenprofilierung zum Wälzlagerinnenring (6) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenring (2) axial zweigeteilt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenring (2) axial mehrfach geteilt ist.