DE102004046427A1 - Internal shaping tool has shaft carrying conical working head with curved surface forming ellipse - Google Patents

Internal shaping tool has shaft carrying conical working head with curved surface forming ellipse Download PDF

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Franz Prof. Dr.-Ing. Tikal
Christian Dipl.-Ing. Gies
Sven Dipl.-Ing. Holsten
Juan Miguel Godoy Ramsay
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Universitaet Kassel
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Universitaet Kassel
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D31/00Other methods for working sheet metal, metal tubes, metal profiles
    • B21D31/02Stabbing or piercing, e.g. for making sieves
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/063Friction heat forging
    • B21J5/066Flow drilling

Abstract

The internal forming tool (1) has a shaft (12) with a working head (2) having a conical section (3). The peripheral surface of the cone has at least one forming (8) and the cone can have a curved surface which can define a section of an ellipse. The forming can have a helical surface with a positive helix angle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fließlochformwerkzeug, umfassend einen Schaft und ein Arbeitsteil zur Erzeugung eines Durchzuges in einem Werkstück, wobei das Arbeitsteil einen im Wesentlichen kegelförmigen Abschnitt mit einer Spitze aufweist, wobei die Mantelfläche des Kegels mindestens einen Formstollen aufweist.The The present invention relates to a flow-hole forming tool comprising a shaft and a working part for generating a passage in a workpiece, wherein the working part has a substantially conical section having a tip, wherein the lateral surface of the cone at least one Form Stollen has.

Beim Thermofließlochformen handelt es sich um ein spanloses Fertigungsverfahren zum Herstellen von Blech- oder Hohlprofildurchzügen. Hierzu wird ein schnell rotierender Hartmetallkegeldorn mit im Querschnitt polygonalen Schliff unter axialer Kraftbeaufschlagung auf das Werkstück gedrückt. Die Formstollen die durch den polygonalen Schliff erzeugt werden, sind hierbei gleichmäßig über den Umfang des Kegels verteilt und entsprechen in ihrer Hüllkurve einer symmetrischen – gegebenenfalls verkürzten – Hypozykoliden, wobei die Anzahl der Formstollen von dem Nenndurchmesser des Durchzuges abhängt. Die zwischen Werkzeug und Werkstück entstehende Reibungswärme reduziert die Fließgrenze des Werkstückmaterials so weit, dass der Dorn mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand durch das Blech gedrückt werden kann, wobei sich auf der Blechunterseite ein Durchzug und an der Blechoberseite der verfahrenstypische Buchsenkragen bildet.At the Thermal flow drilling it is a chipless manufacturing process for manufacturing of sheet metal or hollow profile passages. For this purpose, a fast rotating carbide cone with a cross-section polygonal grinding pressed under axial force on the workpiece. The molds which are produced by the polygonal cut are here evenly over the Scope of the cone distributed and correspond in their envelope a symmetrical - if necessary shortened - hypocycloid, wherein the number of form cleats depends on the nominal diameter of the passage. The resulting between tool and workpiece frictional heat reduces the yield point of the workpiece material so far that the mandrel with comparatively little effort through pressed the sheet can be, wherein on the underside of the sheet a passage and forms on the sheet metal top of the procedural jack collars.

Mögliche Anwendungen dieses Thermofließlochformens sind die Herstellung von Gewinde- und Lagerbuchsen in Blechen und Rohren. Der Vorteil des Thermofließlochformens besteht im Vergleich zu der herkömmlichen Herstellung von Gewindebuchsen vor allem in dem deutlich geringeren Preis und gegebenenfalls auch in einem verminderten Platzbedarf, wenn man daran denkt Muttern als Gewindebuchsen anzuschweißen.Possible applications this thermofließlochensens are the production of threaded and bearing bushes in sheet metal and Pipes. The advantage of Thermofließlochformens consists in comparison to the conventional one Production of threaded bushes especially in the much lower Price and possibly also in a reduced space requirement, when you think about welding nuts as threaded bushes.

Allerdings hat sich herausgestellt, dass das herkömmliche Verfahren zum Thermofließlochformen noch einige Nachteile aufweist. Es wurde bereits erläutert, dass durch das Thermofließlochformen auf der Unterseite des Werkstücks eine Buchse gebildet wird, wohingegen sich an der Oberseite des Werkstücks ein Kragen ausbildet. Insbesondere lässt die Buchsenqualität in Bezug auf eine Rissbildung im Endbereich der Buchse zu wünschen übrig. Zur Verminderung dieser Rissbildung ist bereits der Einsatz gesteuerter Vorschubbuchsen bekannt. Eine solche Vorschubsteuerung ist jedoch sehr aufwendig und führt auch nicht immer zum gewünschten Erfolg.Indeed It has been found that the conventional method of thermal fluid hole forming still has some disadvantages. It has already been explained that through the thermofliehole forming on the bottom of the workpiece a socket is formed, whereas at the top of the workpiece forming a collar. In particular, the socket quality relates to desire a cracking in the end of the socket to be desired. to Reduction of this cracking is already the use of controlled Feed bushings known. However, such feed control is very elaborate and leads not always to the desired Success.

Insofern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Buchse zu verbessern, ohne dass auf eine aufwendige Vorschubsteuerung zurückgegriffen werden muss.insofar The invention is based on the object, the quality of the socket to improve, without resorting to a complicated feed control must become.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kegelmantel von der Spitze aus bogenförmig verlaufend ausgebildet ist, wobei der bogenförmige Verlauf insbesondere dem Ausschnitt einer Ellipse entspricht.to solution This object is inventively provided that the cone sheath arched from the top is formed extending, the arcuate course in particular corresponding to the section of an ellipse.

Hierdurch wird eine Werkzeugkontur im Bereich des Arbeitsteiles des Fließlochformwerkzeuges bereitgestellt, die ausgehend von einem definierten Spitzenwinkel einen kontinuierlichen Übergang von der Werkzeugspitze bis zum zylindrischen Werkzeugbereich bietet. Diese Werkzeuggeometrie bietet aus strömungstheoretischer Sicht eine Reihe von Vorteilen, die dazu führen, dass sich der Leistungsbedarf während des Bearbeitungsprozesses und somit die Werkzeugbelastung harmonischer gestalten. In vielen Fällen kann durch die gefundene Werkzeugkontur auf eine maschinelle Vorschubsteuerung verzichtet werden. Aufgrund der geringeren Belastung ergibt sich auch eine höhere Standzeit der Werkzeuge.hereby a tool contour is provided in the region of the working part of the flow-hole forming tool, starting from a defined point angle a continuous transition from the tool tip to the cylindrical tool area. This tool geometry offers a flow-theoretical view Set of benefits that lead to that the power requirement during the machining process and thus the tool load harmonic shape. In many cases can by the tool contour found on a machine feed control be waived. Due to the lower load results also a higher one Service life of the tools.

Ein weiterer großer Vorteil der neu entwickelten Werkzeugkontur besteht in der erheblichen Steigerung der Buchsenqualität, da insbesondere die Tiefe und Anzahl der Einrisse am Ende der Buchse bzw. des Durchzuges deutlich reduziert werden können.One another big one Advantage of the newly developed tool contour consists in the considerable Increase the quality of the socket, in particular, the depth and number of tears at the end of the bush or the passage can be significantly reduced.

Vorteilhaft umfasst das Arbeitsteil einen zylindrischen Abschnitt. Das bedeutet, dass sich an dem kegelförmigen Abschnitt mit ellipsoiden Verlauf der Mantelfläche des Kegels ein zylindrischer Abschnitt anschließt.Advantageous the working part comprises a cylindrical section. That means, that is on the cone-shaped Section with ellipsoidal course of the lateral surface of the cone a cylindrical Section connects.

Bekannt ist ebenfalls ein polygonaler Schliff des Arbeitsteiles eines Fließlochformwerkzeuges. D. h., dass die einzelnen Formstollen durch den polygonalen Schliff auf dem Umfang der Mantelfläche des Kegels und gegebenenfalls auch auf dem zylindrischen Abschnitt angeordnet sind.Known is also a polygonal cut of the working part of a flow-hole forming tool. In other words, the individual moldings are characterized by the polygonal cut on the circumference of the lateral surface of the cone and possibly also on the cylindrical section are arranged.

Vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.advantageous Features and further developments can be found in the dependent claims.

So ist insbesondere vorteilhaft vorgesehen, dass das Arbeitsteil mit dem kegelförmigen Abschnitt mindestens einen wendelförmigen Formstollen aufweist. Vorteilhaft sind allerdings mehrere wendelförmig umlaufende Formstollen vorgesehen. Solche Formstollen laufen beginnend von der Werkzeugspitze in einem definierten Drallwinkel bis zum Ende des Arbeitsteils. Das Arbeitsteil weist, wie bereits an anderer Stelle erläutert, den kegelförmigen Abschnitt auf, wobei jedoch sich an den kegelförmigen Abschnitt ein zylindrischer Abschnitt anschließen kann. Auch dieser zylindrische Abschnitt kann von dem wendelförmig umlaufenden Formstollen erfasst sein. Durch die wendelförmigen Formstollen auf dem Umfang des Arbeitsteils besteht die Möglichkeit, den Werkstofffluss zu steuern.Thus, it is particularly advantageously provided that the working part with the conical section has at least one helical mold tunnel. Advantageously, however, a plurality of helically encircling mold cleats are provided. Such molds run starting from the tool tip in a defined helix angle to the end of the working part. The working part has, as already explained elsewhere, the conical portion, wherein, however, can connect to the conical portion of a cylindrical section. Also, this cylindrical portion may be detected by the helically rotating mold tunnel. The helical molds on the circumference of the working part make it possible to control the material flow.

Nach einer Variante ist hierbei vorgesehen, dass zur Steigerung der Buchsenlänge in Vorschubrichtung des Werkzeuges der Drallwinkel positiv ausgebildet, also rechtsdrehend ist. Negative Drallwinkel hingegen bewirken eine Vergrößerung des Kragens der Buchse.To a variant is provided here that to increase the bushing length in the feed direction the tool of the helix angle positively formed, that is clockwise is. Negative helix angles, however, cause an increase in the Collar of the socket.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung von wendelförmig umlaufenden Formstollen auf dem Arbeitsteil besteht darin, dass durch die Formstollen die Kontaktfläche zwischen Werkzeug und Werkstück erhöht wird, so dass mehr Reibungswärme in das Werkstück eingebracht werden kann, was die Prozesstemperatur erhöht. Hierdurch ist dann gegebenenfalls auch eine Änderung des Materialgefüges möglich.One Another advantage of the arrangement of helically rotating mold tunnel on the working part is that through the form studs the contact surface between Tool and workpiece elevated will, so that more frictional heat into the workpiece can be introduced, which increases the process temperature. hereby is then possibly also a change in the material structure possible.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Formstollen an einer Flanke eine Abrisskante aufweist. Unter einer Abrisskante ist zu verstehen, dass diese Flanke mit dieser Abrisskante eine größere Steigung hat, als die benachbarte Flanke des Formstollens. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass diese Abrisskante an der der Drehrichtung abgewandten Seite des Formstollens angeordnet ist. Dies vor folgendem Hintergrund:
Der typische Werkzeugverschleiß beim Fließlochformen besteht in einem kontinuierlichen Aufschweißen von Werkstückmaterial an den Formstollen. Durch die Abrisskante wird nun ein solcher Aufschweißvorgang unterbunden.
According to a further feature of the invention, it is provided that the at least one molding lug has a tear-off edge on one flank. Under a spoiler edge is to be understood that this edge with this spoiler edge has a greater slope than the adjacent edge of the mold studs. Advantageously, it is provided that this tear-off edge is arranged on the side facing away from the direction of rotation of the mold tunnel. This against the following background:
The typical tool wear during flow-hole forming consists in a continuous welding of workpiece material to the molding studs. By the trailing edge such a welding process is now prevented.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei einer Mehrzahl von Formstollen die Teilung der Formstollen auf dem Umfang des Arbeitsteils des Werkzeuges ungleich. Bei Standardwerkzeugen sind die Formstollen, die durch den Polygonschliff des Arbeitsteils erzeugt werden, gleichmäßig über den Werkzeugumfang verteilt. Dies führt unter bestimmten Bearbeitungsbedingungen zu harmonischen Schwingungen, die das Bearbeitungsergebnis negativ beeinflussen und zu extremen Belastungen der Werkzeuge und des Bearbeitungszentrums führen. Um diese Schwingungsanregung zu unterbinden, wird eine symmetrische, z. B. mit Winkelpositionen von 0°/110°/180°/290° oder eine asymmetrische Ungleichteilung mit Winkelpositionen von 0°/110°/180°/280° der Formstollen über den Umfang vorgeschlagen. Durch die Ungleichteilung wird erreicht, dass die periodische Anregung durch nicht erwünschte Schwingungen während des Bearbeitungsprozesses unterbunden wird. Das heißt, dass die Maschinenbelastung herabgesetzt wird und sowohl das Werkzeug als auch das Bearbeitungszentrum geschont werden.To Another feature of the invention is in a plurality of Form cleats the division of the form cleats on the circumference of the working part of the tool unequal. For standard tools, the molds, which are generated by the polygonal cut of the working part, evenly over the tool circumference distributed. this leads to under certain conditions to harmonic vibrations, which negatively influence the processing result and too extreme Loads of tools and the machining center lead. Around to suppress this vibrational excitation becomes a symmetrical, z. B. with angular positions of 0 ° / 110 ° / 180 ° / 290 ° or a asymmetrical imbalance with angular positions of 0 ° / 110 ° / 180 ° / 280 ° of the form cleats over the Scope proposed. Due to the imbalance is achieved that the periodic excitation by unwanted vibrations during the Machining process is prohibited. That means that the machine load and both the tool and the machining center be spared.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen Arbeitsteil und Schaft ein Bund angeordnet. In diesem Zusammenhang ist im Übergang vom Arbeitsteil zum Bund vorgesehen, dass der mindestens eine Formstollen graduell ausläuft. Das heißt, dass das Arbeitsteil im Übergang zum Bund von der polygonen Form mit den Formstollen in die zylindrische Form kontinuierlich übergeht. Das heißt, dass im Radiusbereich die Formstollen graduell auslaufen, sodass im Übergangsbereich zum Bund keine Walkarbeit durch die Formstollen mehr erzeugt wird, sondern ausschließlich Reibarbeit verrichtet wird. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass der Polygonschliff hierfür über einen freiwählbaren Teilabschnitt in eine Kreisbahn überführt wird, was – wie bereits ausgeführt – eine Erhöhung der Reibfläche zur Folge hat, mit der Folge einer erhöhten Wärmezufuhr am Ende des Bearbeitungsprozesses. Durch die erhöhte Wärmezufuhr wird der nach oben verdrängte Werkstoff, der schlussendlich den Kragen der Buchse bilden soll, kurz vor seiner Fertigstellung noch einmal zusätzlich erwärmt, wodurch er sich leichter zu einem Kragen umformen lässt. Insbesondere kann hierdurch die Qualität des Kragens, der in vielen Fällen als Dichtfläche dient, auf diese Weise erheblich gesteigert werden.To Another feature of the invention is between the working part and Shank a covenant arranged. In this context is in transition From the working part to the collar provided that the at least one molding tunnel gradually expires. It means that the working part in the transition To the collar of the polygonal form with the form studs in the cylindrical Form continuously merges. This means, that in the radius range, the form cleats gradually expire, so in the transition area no flexing work is generated by the form cleats anymore but exclusively Friction work is done. In this context, it is envisaged that the Polygonschliff for this over a arbitrary Subsection is transferred into a circular path, what - as already executed - an increase in the Friction surface for Result, with the result of increased heat input at the end of the machining process. By the increased heat is the suppressed Material that is supposed to form the collar of the bush, warmed up again shortly before its completion, making it lighter to transform into a collar. In particular, this can reduce the quality of the collar, which in many make as a sealing surface serves to be significantly increased in this way.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Spitze des Kegels konkav ausgeformt. Es hat sich gezeigt, dass an Werkzeugen zum Fließlochformen mit großem spitzen Winkel, also einer breiten Spitze, es in vielen Fällen zu einer Flitterbildung kommt. Unter einer Flitterbildung wird ein Ausfransen der Buchse auf ihrer Unterseite verstanden. Durch den extrem kleinen spitzen Winkel, der auf Grund der konkaven Kontur der Spitze erzeugt wird, reduziert sich die vor der Werkzeugspitze verdrängte, für die Buchsenbildung nicht nutzbare Werkstoffmenge und führt zu einem früheren Durchstoßen des Werkzeuges. Genau dies bewirkt eine Reduzierung der Flitterbildung am Ende des Durchzuges, also am unteren Rand der Buchse.To a further advantageous feature of the invention is the tip The cone is concave. It has been shown that on tools for Flow drilling with big acute angle, so a broad peak, it in many cases too a tinsel comes. Under a tinsel is a Fraying the socket understood on its underside. By the extremely small acute angle, due to the concave contour the tip is generated, the displaced before the tool tip, reduced for the bushing unusable amount of material and leads to earlier penetration of the Tool. Exactly this causes a reduction of the tinsel formation at the end of the passage, so at the bottom of the socket.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.Based of the drawings, the invention is explained in more detail below by way of example.

1 zeigt ein herkömmliches Fließlochformwerkzeug in einer Seitenansicht; 1 shows a conventional flow-hole forming tool in a side view;

1a zeigt eine Ansicht gemäß der Linie II – II aus 1; 1a shows a view along the line II - II 1 ;

2 zeigt das erfindungsgemäße Fließlochformwerkzeug, wobei der kegelförmige Abschnitt des Arbeitsteils eine bogenförmige Kontur aufweist; 2 shows the flow hole forming tool according to the invention, wherein the conical portion of the working part has an arcuate contour;

3 zeigt eine kegelförmige Spitze mit wendelförmig umlaufenden Formstollen; 3 shows a conical tip with helically rotating mold tunnel;

4a zeigt eine Ansicht auf das Arbeitsteil des Formwerkzeuges im Querschnitt mit Formstollen mit Abrisskante; 4a shows a view of the working part the mold in cross section with molds with trailing edge;

4b zeigt die Abwicklung des Formstollenschliffs mit Abrisskante; 4b shows the development of the form Stollenschliffs with spoiler edge;

5a zeigt die Formstollenanordnung mit Ungleichteilung in einer Ansicht; 5a shows the mold tunnel arrangement with imbalance in a view;

5b zeigt die Abwicklung des Formstollenschliffes mit Ungleichteilung; 5b shows the execution of the form stollen grinding with imbalance;

6a zeigt ein Fließlochformwerkzeug ohne Hubauslauf (Stand der Technik); 6a shows a flow-hole forming tool without Hubauslauf (prior art);

6b zeigt ein Fließlochformwerkzeug mit Hubauslauf; 6b shows a flow-hole forming tool with Hubauslauf;

7 zeigt einen Ausschnitt eines Fließlochformwerkzeugs mit konkaver Werkzeugspitze; 7 shows a section of a flow-hole forming tool with concave tool tip;

8a zeigt die Materialbewegung an der Werkzeugspitze bei einer konvexen Standardgeometrie der Spitze; 8a shows the material movement at the tool tip with a convex standard geometry of the tip;

8b zeigt die Materialbewegung bei einer konkaven Spitzengeometrie. 8b shows the material movement with a concave tip geometry.

Der in den 1a und 1b dargestellte und mit 1 bezeichnete Fließlochformer umfasst ein insgesamt mit 2 bezeichnetes Arbeitsteil, den mit 10 bezeichneten Bund und den mit 12 bezeichneten Schaft, zur Aufnahme durch das Werkzeug. Das insgesamt mit 2 bezeichnete Arbeitsteil umfasst einen konischen oder kegelförmigen Abschnitt 3 und einen sich daran anschließenden zylindrischen Abschnitt 4. Der kugelförmige Abschnitt 3 besitzt endseitig eine Spitze 6. Bei der Frontansicht des Fließlochformwerkzeuges gemäß 1b ist deutlich der Polygonschliff mit dem Formstollen 8 des Arbeitsteiles 2 zu erkennen. Durch die polygonale Ausgestaltung des Arbeitsteiles und hier insbesondere des Konus oder kegelförmigen Abschnittes sowie gegebenenfalls auch des sich daran anschließenden zylindrischen Abschnittes, erfolgt nicht nur die Erwärmung des Werkstückes, sondern darüber hinaus auch eine Verdrängung des Werkstoffes.The in the 1a and 1b shown and with 1 designated flow hole former comprises a total of 2 designated working part, with 10 designated federation and with 12 designated shaft, for receiving by the tool. The total with 2 designated working part comprises a conical or conical section 3 and a subsequent cylindrical section 4 , The spherical section 3 has a tip at the end 6 , In the front view of the flow hole forming tool according to 1b is clearly the polygonal cut with the mold tunnel 8th of the working part 2 to recognize. Due to the polygonal configuration of the working part and in particular of the cone or conical portion and possibly also of the adjoining cylindrical portion, not only the heating of the workpiece, but also a displacement of the material takes place.

2 zeigt eine Werkzeugkontur mit ellipsoid geformtem kegelförmigen Abschnitt 3. Der ellipsoid-kegelförmig ausgebildete Abschnitt 3 wird durch zwei Ausschnitte einer Ellipse gebildet, die unter Bildung eines Versatzes zur Bildung der Spitze 6 zueinander geführt sind. Im Anschluss an diesen ellipsoidenkegelförmigen Abschnitt 3 mit der Länge L1 schließt sich über die Länge L2 ein zylindrischer Abschnitt 4 an, der über einen Radius R3 in den Bund 10 übergeht, an den sich der Schaft 12 anschließt, wie dies auch bei einem bekannten Fließlochformwerkzeug der Fall ist. 2 shows a tool contour with ellipsoidal shaped conical section 3 , The ellipsoidal conical section 3 is formed by two sections of an ellipse, forming an offset to form the tip 6 are guided to each other. Following this ellipsoidal conical section 3 with the length L1, a cylindrical section closes over the length L2 4 on, which has a radius R3 in the waistband 10 passes to which the shaft 12 connects, as is the case with a known flow-hole forming tool.

Aus der Darstellung gemäß 3 sind auf dem konischen Abschnitt des Arbeitsteiles wendelförmig umlaufende Formstollen 8 erkennbar, wobei der Drallwinkel y positiv gewählt ist. Durch die Integration eines Dralles besteht die Möglichkeit, den Werkstofffluss zu steuern mit dem Ziel der Beeinflussung der Buchsenlänge bzw. des Kragens des Durchzuges. Bei positivem Drallwinkel γ erfolgt eine Verlängerung der Buchse, wohingegen bei einem negativen Drallwinkel dem Kragen mehr Material zugeführt wird.From the illustration according to 3 are on the conical section of the working part helically encircling form cleats 8th recognizable, wherein the helix angle y is selected positive. By integrating a swirl, it is possible to control the material flow with the aim of influencing the bush length or the collar of the passage. With a positive helix angle γ, an extension of the bush takes place, whereas with a negative helix angle, more material is fed to the collar.

Gemäß 4a ist in der dortigen Ansicht auf das Arbeitsteil 3 die Abrisskante erkennbar. Die mit 30 bezeichnete Abrisskante befindet sich in Drehrichtung gesehen (Pfeil 40) hinter der entsprechenden verdrängenden Kante 35. Die Abwicklung des Formstollenschliffes ist aus 4b erkennbar.According to 4a is in the local view on the working part 3 the tear-off edge recognizable. With 30 designated spoiler edge is seen in the direction of rotation (arrow 40 ) behind the corresponding displacing edge 35 , The execution of the form Stollenschleiffes is off 4b recognizable.

Die Ungleichteilung ergibt sich aus den Darstellungen gemäß 5a und 5b, wobei 5b wiederum die Abwicklung des Formstollenschliffs zeigt. Erkennbar sind die Formstollen ungleichmäßig über den Umfang verteilt, um eine Resonanz des Werkzeugs zu vermeiden (5a).The imbalance results from the representations according to 5a and 5b , in which 5b again shows the processing of the form Stollenschliffs. Recognizable that the form cleats are distributed unevenly around the circumference to avoid a resonance of the tool ( 5a ).

6a zeigt ein Fließlochformwerkzeug ohne sogenannten Hubauslauf, wohingegen 6b ein Fließlochformwerkzeug mit Hubauslauf (Pfeil 20) zeigt. D. h., der Hub ist definiert durch den radialen Abstand eines Tales zwischen zwei Formstollen und dem Scheitel des Formstollens, wie dies in 5a eingezeichnet ist. Unter einem Hubauslauf ist somit zu verstehen, dass im Radiusbereich, d. h. im Übergang vom Arbeitsteil zum Bund die Formstollen graduell auslaufen. Das heißt, dass unmittelbar im Grund des Übergangs von der polygonalen Querschnittsform des Arbeitsteils auf eine zylindrische Querschnittsform übergegangen wird. Im Grund des Übergangs erfolgt eine Erhöhung der Reibfläche, was unmittelbar zu einer Steigerung der Wärmezufuhr am Endes des Bearbeitungsprozesses, also dann, wenn das Werkzeug am Bund anliegt, führt. Das bedeutet, dass der nach oben verdrängte Werkstoff kurz vor seiner Umformung nochmals zusätzlich erwärmt wird. Die Qualität des Kragens, der in vielen Fällen als Dichtfläche dient, lässt sich auf diese Weise erheblich steigern. 6a shows a flow-hole forming tool without so-called Hubauslauf, whereas 6b a flow-hole forming tool with lifting outlet (arrow 20 ) shows. That is, the stroke is defined by the radial distance of a valley between two mold studs and the apex of the mold stud, as shown in FIG 5a is drawn. Under a lift spout is thus to be understood that in the radius range, ie in the transition from the working part to the federal form lugs gradually expire. That is, transitioning from the polygonal cross-sectional shape of the working part to a cylindrical cross-sectional shape immediately in the reason of the transition. In the reason of the transition, there is an increase in the friction surface, which leads directly to an increase in the heat input at the end of the machining process, ie when the tool rests against the collar. This means that the material displaced upwards is additionally heated again shortly before its transformation. The quality of the collar, which serves as a sealing surface in many cases, can be significantly increased in this way.

7 zeigt eine Ansicht auf ein Fließlochformwerkzeug mit einem Arbeitsteil mit konischem Abschnitt, wobei die Spitze 30 konkav ausgebildet ist. Durch die konkave Formgebung der Spitze 30 entsteht ein extrem kleiner Spitzenwinkel, der – wie sich dies aus 8a und 8b ergibt – zu einer veränderten Materialbewegung an der Werkzeugspitze führt. Die konkave Werkzeugspitze reduziert die vor der Werkzeugspitze verdrängte, für die Buchsenbildung nicht nutzbare Werkstoffmenge und führt zu einem frühen Durchstoßen des Werkzeuges. Dies bedingt unmittelbar eine Verminderung der Flitterbildung am Endes des Durchzuges, also am Ende der Buchse. Demgegenüber besteht bei üblicher Formgestaltung der Spitze die Gefahr, dass die Buchse endseitig ausfranst bzw. zur Rissbildung neigt. 7 shows a view of a flow-hole forming tool with a working part with a conical section, wherein the tip 30 is concave. Due to the concave shape of the tip 30 The result is an extremely small point angle, which - as it turns out 8a and 8b results - leads to an altered material movement at the tool tip. The concave tool tip reduces the pre the tool tip displaced, not usable for the socket formation amount of material and leads to an early puncture of the tool. This immediately causes a reduction of the tinsel at the end of the passage, so at the end of the socket. In contrast, there is the risk that the bush frayed end or tends to crack with conventional design of the tip.

Claims (12)

Fließlochformwerkzeug (1), umfassend einen Schaft (12) und ein Arbeitsteil (2) zur Erzeugung eines Durchzuges in einem Werkstück, wobei das Arbeitsteil einen im Wesentlichen kegelförmigen Abschnitt (3) mit einer Spitze (6) aufweist, wobei die Mantelfläche des Kegels mindestens einen Formstollen (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelmantel einen bogenförmigen Verlauf aufweist.Flow hole forming tool ( 1 ), comprising a shaft ( 12 ) and a working part ( 2 ) for producing a passage in a workpiece, wherein the working part has a substantially conical section ( 3 ) with a tip ( 6 ), wherein the lateral surface of the cone at least one mold tunnel ( 8th ), characterized in that the conical surface has an arcuate course. Fließlochformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmige Verlauf des Kegelmantels (3) dem Ausschnitt der Ellipse entsprichtFlow hole forming tool according to claim 1, characterized in that the arcuate course of the cone sheath ( 3 ) corresponds to the section of the ellipse Fließlochformwerkzeug nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Formstollen (8) einen wendelförmigen Verlauf aufweist.Flow-hole forming tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that the at least one molding lug ( 8th ) has a helical course. Fließlochformwerkzeug nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steigung der Buchsenlänge in Vorschubrichtung des Werkzeugs der Drallwinkel des Formstollens (8) positiv (rechtsdrehend) ausgebildet ist.Flow-hole forming tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that, for the pitch of the bushing length in the feed direction of the tool, the helix angle of the molding lug ( 8th ) is formed positively (clockwise). Fließlochformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergrößerung des Kragens der Buchse der Drallwinkel des Formstollens (8) negativ ist.Flow-hole forming tool according to claim 1, characterized in that, in order to increase the collar of the bushing, the helix angle of the molding stud (FIG. 8th ) is negative. Fließlochformwerkzeug nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Formstollen (8) an seiner Flanke eine Abrisskante (30) aufweist.Flow-hole forming tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that the at least one molding lug ( 8th ) on its flank a spoiler lip ( 30 ) having. Fließlochformwerkzeug nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrzahl von Formstollen (8) die Formstollen (8) ungleich geteilt auf dem Umfang des Arbeitsteils (2) des Werkzeugs angeordnet sind.Flow-hole forming tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the case of a plurality of molding studs ( 8th ) the molds ( 8th ) unequally divided on the circumference of the working part ( 2 ) of the tool are arranged. Fließlochformwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ungleichteilung in symmetrischer oder asymmetrischer Winkelteilung getroffen ist.Flow punch mold according to claim 7, characterized in that the imbalance is taken in symmetric or asymmetric angular division. Fließlochformwerkzeug nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsteil (2) einen zylindrischen Abschnitt (4) umfasst.Flow-hole forming tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that the working part ( 2 ) a cylindrical section ( 4 ). Fließlochformwerkzeug nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Arbeitsteil (2) und Schaft ein Bund (10) vorgesehen ist.Flow-hole forming tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that between working part ( 2 ) and shank a waistband ( 10 ) is provided. Fließlochformwerkzeug nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergang vom Arbeitsteil (2) zum Bund (10) der mindestens eine Formstollen (8) graduell ausläuft.Flow-hole forming tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the transition from the working part ( 2 ) to the Federal Government ( 10 ) the at least one molding tunnel ( 8th ) gradually expires. Fließlochformwerkzeug nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (6) des kegelförmigen Abschnitts des Arbeitsteiles (2) konkav geformt ist.Flow-hole forming tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tip ( 6 ) of the conical portion of the working part ( 2 ) is concave.
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