DE1452233B

DE1452233B - Arrangement for the internal lubrication during the hot extrusion of hollow blocks into metal tubes or hollow metal profiles

Info

Publication number: DE1452233B
Authority: DE
Inventors: Jean Beaumonts Oise Buffet (Frankreich)
Original assignee: Compagnie Du Filage Des Metaux Et Des Joints Curty, Cefilac, Paris

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Innenschmierung beim Warmverpressen von Hohlblökken zu Metallrohren bzw. hohlen Metallprofilen in einer Strangpresse mit einem vor dem Matrizeneintritt zu einem Dornfortsatz abgesetzten unbewegbaren Dorn und mit einem bei Preßtemperatur zähflüssigen Schmierkörper in der Blockbohrung.The invention relates to an arrangement for internal lubrication during the hot pressing of hollow blocks to metal tubes or hollow metal profiles in an extrusion press with one in front of the die entry immovable mandrel separated into a spinous process and with a viscous mandrel that is viscous at the pressing temperature Lubricant in the block bore.

Beim Strangpressen von Hohlprofilen wird in üblicher Weise die Innenkontur des herzustellenden Profils mittels eines Dornes erzeugt, der den Preßblock durchsetzend in den freien Matrizenquerschnitt ragt. In der Praxis finden auf Grund der Profilform oder des zu verpressenden Materials im wesentlichen zwei verschiedene Dornausführungen Anwendung.When extruding hollow profiles, the inner contour of the Profile generated by means of a mandrel, which penetrates the press block in the free die cross-section protrudes. In practice, mainly due to the profile shape or the material to be pressed two different mandrel designs application.

Bei der einen Ausführungsform ist der Dorn mit dem Preßstempel fest verbunden, und er weist über seine gesamte Länge, die mindestens der Preßblocklänge entsprechen muß, gleichen Querschnitt auf. Der Dorn wird dabei durch die auf ihn von dem ausgepressten Gut ausgeübte Reibungskraft auf Zug beansprucht, die sich bei Fortschreiten des Preßvorganges erhöht und die insbesondere bei Profilen mit kleinem Innenquerschnitt die Gefahr des Abreißens des Dornes wegen der hohen Reibungskraft mit sich bringt. Abgesehen davon, sind dünne lange Dorne bei verhältnismäßig kompliziertem Querschnitt schwer herstellbar, und sie ergeben auf Grund ihrer Länge eine schlechte Zentrierung im Matrizenquerschnitt, was zu einer Verlagerung des Innenprofils zum Gesamtprofil führt.In one embodiment, the mandrel is firmly connected to the ram, and it has its entire length, which must correspond to at least the length of the press block, has the same cross-section. The mandrel is put under tension by the frictional force exerted on it by the pressed material, which increases as the pressing process progresses and which, in particular, with profiles With a small internal cross-section, there is a risk of the mandrel tearing off due to the high frictional force brings. Apart from that, thin long mandrels are relatively complex in cross-section difficult to manufacture, and due to their length they result in poor centering in the die cross-section, which leads to a shift of the inner profile to the overall profile.

Bei der zweiten Ausführungsform ist der Dorn selbst axial feststehend angeordnet. Er weist im Bereich des Preßblocks einen kreisförmigen Querschnitt von verhältnismäßig großem Durchmesser auf. Aus diesem ragt in den freien Querschnitt der Matrize ein Dornfortsatz. Dabei kann der Fortsatz an dem ortsfesten Dorn fest angeordnet sein (Metal Industry, 9. Dezember 1960, S. 480 bis 482, Fi g. 7) oder in ihm axial verschiebbar angeordnet sein (französische Patentschrift 651535). Dabei ist dem beweglichen Dornfortsatz der Vorteil eigen, daß der an ihm wirkende Verschleiß nicht das Ausmaß wie beim feststehenden Fortsatz erreicht und sich außerdem über dessen Länge gleichmäßig verteilt und dadurch wiederum eine bessere Oberflächengüte der Profilinnenfläche bis zum Preßende sichert. Die abgesetzten Dorne weisen jedoch den Nachteil auf, daß insbesondere bei kompliziertem Querschnitt des Dornfortsatzes der Übergang vom zylindrischen Dorn zum Fortsatz schwierig herzustellen ist und die für den Fließvorgang günstigste Ubergangsförm schwer ermittelbar ist.In the second embodiment, the mandrel itself is axially fixed. He points in the area of the press block has a circular cross-section of relatively large diameter. Out A spinous process protrudes into the free cross section of the die. The extension on the stationary Dorn be firmly arranged (Metal Industry, December 9, 1960, p. 480 to 482, Fi g. 7) or in it be arranged axially displaceable (French patent specification 651535). This is the moving one The spinous process has the advantage that the wear and tear acting on it does not have the same extent as with the stationary Reached extension and also distributed evenly over its length and thereby in turn ensures a better surface quality of the inner surface of the profile up to the end of the press. The discontinued However, spines have the disadvantage that, especially with a complicated cross section of the spinous process the transition from the cylindrical mandrel to the extension is difficult to produce and that for the flow process cheapest transition form is difficult to determine.

Unabhängig von diesen Ausführungsformen ist zwecks Verringerung der Reibungskräfte schon eine Schmiermittellage in Form einer Matte, als Vlies, als Pulver usw. aus Glas oder ähnlichem Schmiermittel auf die Blockbohrung oder den Dorn aufgebracht worden. Dabei hat sich gzeigt, daß die anfänglich gleichmäßige Schmierstoffschicht ihre konstante Schichtdicke nicht bis zum Ende des Preßvorganges beibehält, sondern vielmehr ungleichförmig abgebaut worden ist und dadurch zu mangelhaften Schmier-Verhältnissen gegen Preßende geführt hat. Außerdem besteht bei von der Kreisform abweichendem Querschnitt des Dornfortsatzes die Gefahr der ungleichmäßigen Verteilung des Schmiermittels über den Profilumfang.Independent of these embodiments, there is already one in order to reduce the frictional forces Lubricant layer in the form of a mat, fleece, powder, etc. made of glass or a similar lubricant has been applied to the block bore or the mandrel. It has been shown that initially uniform layer of lubricant not its constant layer thickness until the end of the pressing process retained, but rather has been degraded unevenly and thus in poor lubrication conditions against the end of the press. In addition, there is a cross-section deviating from the circular shape of the spinous process the risk of uneven distribution of the lubricant over the Profile scope.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung eines abgesetzten Preßdornes einerseits den hohen Verschleiß des Dornfortsatzes durch gleichmäßigen Schmiermittelauftrag über den Dornfortsatzumfang und über die gesamte Länge des Preßvorganges zu verhindern und andererseits einen herstellungstechnisch einfachen Übergang vom Dorn zum Dornfortsatz zu schaffen, der gleichzeitig eine günstige Form für den Werkstoffluß besitzt.The invention is based on the problem, on the one hand, of using a separate press mandrel the high wear of the spinous process due to even application of lubricant over the circumference of the spinous process and to prevent over the entire length of the pressing process and on the other hand one to create a simple transition from the spine to the spinous process in terms of production technology, which is also a has favorable shape for the flow of material.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Schmierkörper in einer zusammenhängenden Form an dem Absatz des Dornes den Dornfortsatz umgebend angeordnet ist. Durch diese Anordnung des Schmiermittelvorrates unmittelbar vor der Matrize wird von der bekannten Wirkung Gebrauch gemacht, daß die stetige Abgabe des Schmiermittels von einem Schmiermittelvorrat in etwa schichtweise entsprechend der fortlaufenden Erwärmung durch den jeweils anliegenden Blockwerkstoff erfolgt (deutsche Patentschrift 922 821).This is achieved according to the invention in that the lubricating body in a contiguous Shape is arranged on the shoulder of the spine surrounding the spinous process. Through this arrangement the known effect of the lubricant supply immediately in front of the die is used, that the constant release of the lubricant from a lubricant supply in layers takes place in accordance with the continuous heating through the respective block material (German Patent 922 821).

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Preßblock an seinem in Preßrichtung vorderen Bohrungsende eine kegelstumpfförmige Verengung auf, die so bemessen ist, daß sie den yon^ dem Schmiermittelkörper eingenommenen Raum umgrenzt. Hierdurch wird erreicht, daß der Preßblock bereits bei Preßbeginn ohne nennenswerten Stauchvorgang desselben den Schmierkörper umschließt. Um dem vorderen Ende der Preßblockbohrung diese zweckmäßige Form zu geben, kann man z.B. beim Lochen vor der vollständigen Durchstoßung des Preßblocks anhalten oder man kann am Vorderende des Preßblocks ein Metallstück anbringen, welches die gewünschte innere und äußere Gestalt aufweist.In an advantageous embodiment, the press block has at its front end of the bore in the pressing direction a frustoconical constriction, which is dimensioned so that it the yon ^ the lubricant body the occupied space. This ensures that the press block is already at Start of pressing without any appreciable upsetting process of the same enclosing the lubricating body. To the front one The end of the press block bore can be given this useful shape, e.g. when punching stop before completely piercing the press block or you can at the front end of the press block attach a piece of metal that has the desired internal and external shape.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der Dorn mit einer ebenen Stirnfläche versehen, wobei der Übergang von der Stirnfläche zur zylindrischen Außenfläche des Dornes eine torische Fläche ist. Durch diese Abrundung der DornschulterIn an expedient development of the invention, the mandrel is provided with a flat end face, wherein the transition from the end face to the cylindrical outer surface of the mandrel is a toric one Area is. Through this rounding of the thorn shoulder

wird einer Überhitzung der Dornkante vorgebeugt, die die Ursache für eine unerwünschte Erweichung des Schmierkörpers in der unmittelbaren Nähe der Kante sein könnte.This prevents overheating of the mandrel edge, which is the cause of undesirable softening of the lubricating body could be in the immediate vicinity of the edge.

Anschließend werden an Hand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele beschrieben.Two exemplary embodiments are then described with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Preßblock; Fig. 1 shows a longitudinal section through the press block;

F i g. 2 und 3 zeigen im Längsschnitt die Preßeinrichtung vor Beginn und während des Preßvorganges; F i g. 2 and 3 show in longitudinal section the pressing device before the start and during the pressing process;

Fig.4 zeigt einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform mit einem verschiebbaren Dornfortsatz;4 shows a longitudinal section through a modified one Embodiment with a displaceable spinous process;

F i g. 5 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Ausführungsform mit einem Dorn mit torischer Ubergangsfläche. F i g. 5 shows, on an enlarged scale, an embodiment with a mandrel with a toroidal transition surface.

Der in F i g. 1 dargestellte Preßblock 1 hat eine Bohrung, die an ihrem in Arbeitsrichtung vorderen Ende in einem kegelstumpfförmigen Teil 2 zur Stirnfläche 2 verjüngt ist.The in F i g. 1 illustrated press block 1 has a bore which is at its front in the working direction End in a frustoconical part 2 to the end face 2 is tapered.

F i g. 2 zeigt die Matrize 3 und einen Teil des Aufnehmers 4, in den der Preßblock 1 mit leichtem Spiel eingeschoben ist. Der zylindrische Dorn 5 mit seinem Fortsatz 6 ist in die Preßblockbohrung eingeführt. Der Kegelstumpf? aus Schmiermittel umgibt den Dornfortsatz 6 und füllt den von der konischen Bohrung 2 und der Stirnfläche 5' des Doms 5 umgrenzten Raum.F i g. 2 shows the die 3 and a part of the transducer 4, into which the press block 1 can be easily moved is inserted. The cylindrical mandrel 5 with its extension 6 is inserted into the press block bore. The truncated cone? of lubricant surrounds the spinous process 6 and fills that of the conical bore 2 and the end face 5 'of the dome 5 delimited space.

Nachdem zur vollständigen Ausfüllung des Aufnehmers 4 eine Vorkompression des Preßblocks 1 mittels des Stempels 9 und der zwischengelegten Preßscheibe 10 erfolgt ist, wobei der Kegelstumpf 7 verformt wird, beginnt der eigentliche Strangpreßvorgang. Der aus Schmiermittel bestehende Kegelstumpf 7 bildet einen verbindenden und ausgleichenden Übergang zwischen dem Dorn 5 und seinem verjüngten Fortsatz 6. Infolge Fließens gewährleistet er die Schmierung des Dornfortsatzes 6. Das ausgepreßte Rohr 8 ist in den F i g. 3 und 4 zu sehen.After a pre-compression of the press block 1 has taken place by means of the punch 9 and the interposed press disk 10, the truncated cone 7 is deformed, the actual extrusion process begins. The truncated cone made of lubricant 7 forms a connecting and compensating transition between the mandrel 5 and its tapered one Extension 6. As a result of flowing, it ensures the lubrication of the spinous process 6. The pressed out Tube 8 is shown in FIGS. 3 and 4 can be seen.

Bei der Ausführungsform der F i g. 4 ist der Dornfortsatz 6 in bekannter Weise im Innern des feststehenden Dorns 5 verschiebbar, wodurch man die Länge des ausgepreßten Rohrs 8 beträchtlich erhöhen kann.In the embodiment of FIG. 4 is the spinous process 6 in a known manner inside the fixed mandrel 5 slidable, whereby you increase the length of the extruded tube 8 considerably can.

Selbstverständlich können in allen Fällen die verschiedenen Vorgänge beim Pressen erleichert werden, indem in an sich bekannter Weise an Aufnehmer und Preßblock Schmiermittel vorgesehen werden. Of course, the various Operations during pressing are facilitated by in a known manner to transducers and press block lubricant may be provided.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ist zwischen der Stirnfläche 5' und der zylindrischen Außenwandung des Dorns 5 eine torische Übergangsfläche 11 vorgesehen. Zwischen der Stirnfläche 5' und der Seitenfläche des Dornfortsatzes 6 besteht jedoch ein scharfer Winkel.In the embodiment according to FIG. 5 is between the end face 5 'and the cylindrical A toroidal transition surface 11 is provided on the outer wall of the mandrel 5. Between the face 5 'and the side surface of the spinous process 6, however, there is a sharp angle.

Es wurden z.B. Preßblöcke aus 18/8Stahl mit einem Außendurchmesser von 143 mm, einer Länge von 500 mm und einer Bohrung von 65 mm stranggepreßt. Der konische Teil an der Stirnfläche der Preßblccke wurde hergestellt, indem die Erweiterung der ursprünglichen Bohrung von 65 auf 20 mm gegenFor example, press blocks made of 18/8 steel with an outside diameter of 143 mm, a length of 500 mm and a bore of 65 mm extruded. The conical part on the face of the press blocks was made by increasing the original bore from 65 to 20 mm

ίο Ende verringert wurde.ίο the end was decreased.

Der Aufnehmer hatte einen Durchmesser von 148 mm und eine Länge von 750 mm. Die verwendete Preßmatrize hatte einen Öffnungsdurchmesser von 27 mm. Bei einer Versuchsreihe wurde ein feststehender Dorn gemäß F i g. 2 von 60 mm Durchmesser verwendet. Bei einer zweiten Versuchsreihe verwendete man einen feststehenden Dorn gemäß F i g. 5, dessen Durchmesser ebenfalls 60 mm betrug, der aber eine torische Übergangsfläche 11 mit 4 mm Radius aufwies, während die Stirnfläche 5' mit der Seitenfläche des Dornfortsatzes 6 in scharfem Winkel aufeinandertraf. Bei beiden Versuchsreihen hatte der verschiebbare Dornfortsatz einen Durchmesser von 20,3 mm und eine Länge von 350 mm. Bei beiden Versuchsreihen wies der Schmierkörper Kegelstumpfform auf und bestand aus mit Natriumsilicat agglomeriertem Glaspulver. Er hatte eine Höhe von 25 mm, einen vorderen Durchmesser von 24 mm, einen hinteren Durchmesser von 60 mm und eine Bohrung von 24 mm. Das Strangpressen wurde unter einem Druck von 85 kg/mm² durchgeführt. Die Bewegungsstrecke des Dornfortsatzes betrug während des Pressens 250 mm.The transducer was 148 mm in diameter and 750 mm in length. The press die used had an opening diameter of 27 mm. In one series of tests, a fixed mandrel was used as shown in FIG. 2 of 60 mm diameter used. In a second series of tests, a stationary mandrel as shown in FIG. 5, the diameter of which was also 60 mm, but which had a toric transition surface 11 with a 4 mm radius, while the end surface 5 'met the side surface of the spinous process 6 at a sharp angle. In both series of tests, the sliding spinous process had a diameter of 20.3 mm and a length of 350 mm. In both series of tests, the lubricant body had the shape of a truncated cone and consisted of glass powder agglomerated with sodium silicate. It had a height of 25 mm, a front diameter of 24 mm, a rear diameter of 60 mm and a bore of 24 mm. The extrusion molding was carried out under a pressure of 85 kg / mm ² . The distance of movement of the spinous process was 250 mm during pressing.

Unter diesen Bedingungen erhielt man ein Rohr von 27 mm Länge, 20 mm Innendurchmesser und 3 mm Wandstärke. Die Innen- und Außenflächen des Rohres waren fehlerfrei.Under these conditions, a pipe of 27 mm in length, 20 mm in inner diameter and 3 mm wall thickness. The inner and outer surfaces of the tube were free of defects.

Ein Dornfortsatz in der Ausführung gemäß Fig.2 konnte für 20 Preßgänge und ein solcher gemäß F i g. 5 für 25 Preßgänge verwendet werden. Diese Erhöhung der Lebendsauer wird dadurch erreicht, daß die torische Übergangsfläche das Fließen des zu verpressenden Materials begünstigt und eine übermäßige Erhitzung verhindert. Bei einer scharfen Kante hingegen entsteht ein schneller Verschleiß und gelegentlich auch eine Verunreinigung bzw. Beeinträchtigung des Preßproduktes durch aus dem Dorn stammende Metallteilchen. Andererseits hat der scharfe Winkel zwischen der ebenen Stirnfläche des Dorns und der Seitenfläche des Dornfortsatzes keine ungünstigen Auswirkungen auf die in diesem Gebiet in Berührung kommenden Materialien, welche genau die gleiche Temperatur haben.A spinous process in the embodiment according to FIG. 2 could for 20 press passes and one according to FIG. 5 can be used for 25 press passes. This Increasing the life span is achieved by the fact that the toric transition surface prevents the flow of the to favors pressing material and prevents excessive heating. With a sharp edge on the other hand, there is rapid wear and tear and occasionally also contamination or impairment of the pressed product by metal particles originating from the mandrel. On the other hand, the sharp one has Angle between the flat end face of the spine and the side face of the spinous process is not unfavorable Effects on the materials coming into contact in this area, which exactly have the same temperature.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for internal lubrication when hot pressing hollow blocks to form metal pipes or hollow metal profiles in an extrusion press, with one in front of the die entry too immovable mandrel separated from a spinous process and with a viscous mandrel at the pressing temperature Lubricating body in the block bore, characterized in that the lubricating body is in a contiguous Form (7) is arranged on the shoulder (5 ') of the mandrel (5) surrounding the spinous process (6).

2. Arrangement according to claim 1, characterized by a press block (1) which at its in Pressing direction front end of the bore has a frustoconical constriction (2), which so is dimensioned so that it delimits the space occupied by the lubricating body (7).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the mandrel (5) has a flat end face (5 '), the transition from this end face to the cylindrical outer surface of the dome (S) is a toric surface (11).