DE1627680C

DE1627680C - Press tool for the production of small components by cold forming in one operation

Info

Publication number: DE1627680C
Authority: DE
Inventors: Gernot Dipl Ing Dr 8500 Nürnberg Scholz Dietmar 8501 Wen delstein Hofmann
Original assignee: Kabel und Metallwerke Gutehoffnungs hütte AG, 3000 Hannover
Publication date: 1971-07-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Preßwerkzeug zum Herstellen von Kleinbauteilen durch Kaltverformen in einem Arbeitsgang mit einer Matrize, die am auswerferseitigen Ende eine einen Teil der Umformkräfte aufnehmende Ringschulter besitzt, einem zentrisch zur Matrizenachse im Bereich der Ringschulter angeordneten, zur Formgebung beitragenden Auswerfer sowie mit einer Patrize.The invention relates to a pressing tool for producing small components by cold forming in one work step with a die that generates part of the forming forces at the ejector-side end receiving ring shoulder, one centric to the die axis in the area of the ring shoulder arranged ejector that contributes to the shaping and with a male mold.

Bei der Herstellung von Schrauben, Bolzen u. dgl., bei denen ein .Ende eine Kuppe oder Fase trägt und das andere Ende ebenfalls eine Kuppe, Fase oder den Schraubenkopf, werden beide Enden in zwei getrennten Arbeitsgängen bearbeitet. Im ersten Arbeitsgang wird an. den zylindrischen Formkörpern zuerst eine Kuppe oder Fase.oder der Schraubenkopf durch eine Kalt- oder Warmverformung angeformt, während im zweiten Arbeitsgang das andere Ende durch eine spanabhebende Bearbeitung in die " gewünschte Form gebracht wird. Anschließend wird dann noch, falls erforderlich und.erwünscht, das Gewinde auf das so hergestellte Kleinbauteil aufgerollt. Eine derartige Herstellung ergibt, bedingt durch die zwei getrennten Arbeitsgänge — spanloser und spanabhebender Arbeitsgang —, einen diskontinuierlichen und damit teuren Arbeitsablauf. Durch die spanabhebende Bearbeitung wird darüber hinaus der gesamte Arbeitsablauf zusätzlich in unerwünschter Weise verlangsamt.In the manufacture of screws, bolts and the like, in which one .End carries a dome or bevel and the other end also has a dome, bevel or the screw head, both ends are in two processed in separate operations. The first step is on. the cylindrical moldings first a dome or bevel. or the screw head is formed by cold or hot deformation, while in the second step the other end is machined into the " desired shape is brought. Then, if necessary and desired, the thread is then added rolled up on the small component produced in this way. Such a production results, due to the two separate operations - non-cutting and cutting operation -, one discontinuous and thus expensive workflow. The machining is also the entire workflow additionally slowed down in an undesirable manner.

Es wurde daher versucht, die Herstellung der genannten Kleinbauteile in einem einzigen Arbeitsgang ohne irgendwelche spanabhebende Bearbeitung vorzunehmen. Die dabei verwendete Vorrichtung besteht aus einer Matrize, in die die Form, beispielsweise des Schraubenschaftes, eingearbeitet ist und an deren einem. Ende, konzentrisch zur Matrizenachse, ein verschiebbarer Gegenhalter, der gleichzeitig als Auswerfer dient, und an deren anderem Ende ein Stempel angeordnet ist, in den beispielsweise die Form des Schraubenkopfes eingearbeitet ist. Der als' Auswerfer dienende Gegenhalter besitzt die gesamte, dem Schraubenschaftende die gewünschte Form gebende Fläche. Diese so aufgebaute Vorrichtung führte jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg, da, bedingt durch die formgebende, konkave Fläche des dem Matrizenende zugewandten Gegenhalterteils sich eine frei stehende spitzwinklige Kante am Gegenhalter ergibt, die bezüglich der mechanischen Beanspruchungen so empfindlich ist, daß sie einem Dauerbetrieb nicht standhält und daher jeweils nach der Herstellung einer kleinen Schraubenstückzahl erneuert werden muß. Begünstigt wird diese Erscheinung noch dadurch, daß ' zwischen Auswerferkopf und Matrizenbohrung ein Luftspalt vorhanden sein muß, um ein leichtes Auswerfen zu ermöglichen.Attempts have therefore been made to manufacture the aforementioned small components in a single operation without doing any machining. The device used is made from a die in which the shape, for example the screw shaft, is incorporated and on their one. End, concentric to the die axis, a movable counter holder, which is also used as Ejector is used, and at the other end of which a stamp is arranged, in which, for example, the Shape of the screw head is incorporated. The counter holder, which serves as an ejector, has the entire the desired shape giving the end of the screw shaft. This device constructed in this way however did not lead to the desired success because, due to the shaping, concave surface of the the die end facing counterholder part has a free-standing acute-angled edge on the counterholder results, which is so sensitive to the mechanical stresses that it is a continuous operation does not withstand and is therefore renewed after a small number of screws has been produced must become. This phenomenon is favored by the fact that 'between the ejector head and die bore, there must be an air gap to allow easy ejection.

Bekannt war ferner, daß die an der Umformung beteiligte Stirnfläche des Äuswerfers in der Matrize. bündig mit einer Matrizenschulter stand, die ebenfalls an der Formung des Schaftendes beteiligt war. Auch hier ist vor allem bei konkaver Form der Auswerferstirnfläche mit einem frühen .Verschleiß zu rechnen.It was also known that the end face of the ejector involved in the deformation in the die. was flush with a die shoulder, which was also involved in shaping the end of the shaft. Here, too, the ejector face is especially concave early wear is to be expected.

Es ist bei der Herstellung von Schraubenmuttern durch Warmverformung schon ein Preßwerkzeug bekanntgeworden, bei dem das Ende des Auswerfers als Kopf ausgebildet ist, dessen Stirnseite an der Umformung des Werkstückes teilnimmt. Der Kopf stützt sich dabei aber auf einer außerhalb des Formttngsraumes gelegenen Ringschulter der Matrize ab.It is already a pressing tool in the manufacture of screw nuts by hot forming became known, in which the end of the ejector is designed as a head, the end face of which on the Forming the workpiece takes part. The head rests on an outside of the molding space located ring shoulder of the die.

Die- Ringschulter dient hier also lediglich dazu, die für den Umformvorgang notwendige Abstützkraft aufzubringen, weil sie an der Formung nicht teilnimmt, und sie kann deshalb ein Herausbrechen der beanspruchten Kanten des Auswerfers nicht verhindern (französische Patentschrift 924 443).The ring shoulder is only used here to to apply the necessary supporting force for the forming process because it does not take part in the forming process, and therefore it cannot prevent the stressed edges of the ejector from breaking out (French patent 924 443).

Das Problem — Schaffung eines Preßwerkzeuges zum Herstellen von Kleinbauteilen, wie Schrauben, Bolzen u. dgl., durch Kaltumformen in einem einzigen Arbeitsgang und ohne irgendwelche spanabhebende Bearbeitung eingangs erwähnter Art mit hoher Standzeit — wird nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ganz oder teilweise konisch ausgebildete Ringschulter Abstützung für den mit einem ebenfalls konischen Auflagekopf versehenen Auswerfer ist. Dadurch ■ wird erreicht, daß der Gegenhalter nunmehr höchstens einen Teil der auftretenden Umformkräfte aufzunehmen hat, so daß seine mechanische Beanspruchung im Dauerbetrieb wesentlich herabgesetzt wird, daß er ferner gegen den verbleibenden Verformungsdruck nahe der Bruchstelle abgestützt ist, wodurch ohne großen Verschleiß der Vorrichtung hohe Stückzahlen der genannten Kleinbauteile gefertigt werden können.The problem - creation of a pressing tool for the production of small components, such as screws, Bolts and the like, by cold forming in a single operation and without any machining Machining of the type mentioned at the beginning with a long service life - is now thereby according to the invention solved that the fully or partially conical ring shoulder support for the with an ejector also provided with a conical support head. This ■ is achieved that the Counterholder now has to absorb at most part of the forming forces occurring, so that its mechanical stress in continuous operation is significantly reduced that it also against the remaining deformation pressure is supported near the fracture point, which means that there is little wear and tear the device can be manufactured in large numbers of the small components mentioned.

Die Einzelheiten der Erfindung seien an Hand einiger Figuren, die in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele beinhalten, näher erläutert. The details of the invention are based on a few figures, some of which are diagrammatic representations Include exemplary embodiments, explained in more detail.

In F i g. 1 ist eine Vorrichtung beispielsweise zum Herstellen von Schrauben mit einer eine Schulter besitzenden Matrize dargestellt, wobei die gesamte, einem Ende die gewünschte Form gebende Fläche von der Ringschulter und dem Gegenhalter gebildet wird. Die Matrize 1 besitzt hierzu an ihrem dem als Auswerfer dienenden Gegenhalter 2 zugewandten Ende eine Schulter 3, die einen Teil der formgebenden Fläche bildet. Der koaxial zur Matrizenachse angeordnete Gegenhalter 2 besitzt den anderen Teil der formgebenden Fläche. In den Stempel 4 ist die gewünschte Schraubenkopfform oder eine andere gewünschte Form eingearbeitet. Diese Vorrichtung besitzt durch die frei stehende, spitzwinklige Kante einen noch unerwünscht hohen Verschleiß des Gegenh.alters, der allerdings schon kleiner ist als bei den bekannten Vorrichtungen ohne Ringschulter.In Fig. 1 is a device for example for producing screws with a shoulder own die shown, with the entire, one end of the desired shape giving surface is formed by the ring shoulder and the counter holder. The die 1 has this on her as Ejector serving counter holder 2 facing end a shoulder 3, which is part of the shaping Surface forms. The counter-holder 2, which is arranged coaxially to the die axis, has the other part the shaping surface. In the punch 4 is the desired screw head shape or another desired shape incorporated. This device has the free-standing, acute-angled edge an undesirably high wear of the counter holder, which is, however, already smaller than with the known devices without a ring shoulder.

Aus diesem Grund ist insbesondere beim Anbringen einer Fase an das andere Ende einer Schraube, eines Bolzens od. dgl. erfindungsgemäß vorgesehen, einen Teil der Ringschulterfläche zur Abstützung des Gegenhalters zu benutzen. Eine solche Ausführungsform ist. in F i g. 2 dargestellt, in der die Matrize mit 1, der Gegenhalter mit -2 und die Ringschulter mit 3 bezeichnet sind. Der Gegenhalter 2 besitzt an seinem der Matrize benachbarten Ende eine Stützfläche oder Auflagekopf 6, die parallel zur Fläche der Schulter 3 verläuft, so daß sich während des Umformvorganges der Gegenhalter über seine Stützfläche 6 auf der Fläche der Schulter 3 abstützen kann. Dadurch wird erreicht, daß einmal die auftretenden Umformkräfte von der Schulter 3 aufgenommen werden und zum anderen die spitzwinklige Kante des Gegenhalters während des Umformvorganges sich auf der Fläche der Schulter 3 abstützen kann, so daß die Kante mechanisch kaum beansprucht wird und sich somit ein geringer Verschleiß des Gegenhalters ergibt.For this reason, especially when adding a bevel to the other end of a screw, According to the invention, a bolt or the like is provided, part of the ring shoulder surface to support the To use counter-holder. One such embodiment is. in Fig. 2 shown in which the die with 1, the counter holder with -2 and the ring shoulder with 3 are designated. The counter holder 2 has on its end adjacent to the die has a support surface or support head 6 which is parallel to the surface the shoulder 3 runs so that the counter-holder extends over its support surface during the forming process 6 can be supported on the surface of the shoulder 3. This ensures that once the occurring Forming forces are absorbed by the shoulder 3 and, on the other hand, the acute-angled edge of the Counterholder can be supported on the surface of the shoulder 3 during the forming process, so that the edge is hardly stressed mechanically and thus there is less wear on the counter holder results.

Bei besonders hohen Anforderungen an den Gegenhalter wird daher mit Vorteil eine VorrichtungWith particularly high demands on the counterholder therefore advantageously becomes a device

entsprechend den E i g. 3 und 4 verwendet. Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt die Matrize 1 zwei Ringschultern 3 und 7, wobei die eine Ringschulter 3 einen Teil der formgebenden Fläche besitzt und die andere Ringschulter 7 zur Abstützung des Gegenhalters 2 dient, der den anderen Teil der formgebenden Fläche besitzt. Damit wird erreicht, daß' der Winkel der spitzwinkligen Kante bei glei- · chem Neigungswinkel der Stützfläche größer ist und darüber hinaus die auf den Gegenhalter 2 und damit auf die Ringschulter 7 wirkende Umformkraft verkleinert ist. Beides verringert den Verschleiß der spitzen Kante des Gegenhalters nicht wesentlich."according to the E i g. 3 and 4 used. In this device according to the invention, the die has 1 two ring shoulders 3 and 7, one ring shoulder 3 being part of the shaping surface possesses and the other annular shoulder 7 is used to support the counter holder 2, the other part of the owns shaping surface. This achieves that 'the angle of the acute-angled edge with the same chem angle of inclination of the support surface is greater and beyond that on the counter holder 2 and so that the deformation force acting on the annular shoulder 7 is reduced. Both reduce wear the pointed edge of the counter-holder is not essential. "

Schließlich kann durch geeignetes Trennen, der beiden Ringschultern 3 und 7 voneinander mittels eines leicht konischen Zwischenstücks eine weitere Verminderung des Verschleißes der spitzen Gegen-, halterkanten erzielt werden. Der Winkel der Gegenhalterkante 8 (Fig.4) wird nämlich durch den entsprechenden konischen Ansatz 9 am Gegenhalter 2 · vergrößert, so daß seine mechanische Stabilität wesentlich erhöht wird.Finally, by suitable separation, the two ring shoulders 3 and 7 from one another by means of a slightly conical intermediate piece a further reduction in the wear of the pointed counter-, holder edges can be achieved. The angle of the counter holder edge 8 (Fig. 4) is namely by the corresponding conical extension 9 on the counter holder 2 · enlarged, so that its mechanical stability is essential is increased.

Claims

Patent claims:

1. Press tool for the production of small components such as screws, bolts and the like Cold forming in one operation, with a die that has a has a ring shoulder that absorbs part of the deformation forces, one centered to the die axis Ejectors that contribute to the shaping and are arranged in the area of the ring shoulder with a male mold, characterized in that the fully or partially conical Ring shoulder (3) support for the also with a conical support head (6) provided ejector (2).

2. Press tool according to claim 1, characterized in that two annular shoulders stepped (3) are provided and that only the lowest ring shoulder (7) support for the The support head (6) of the ejector (2) is.

3. Press tool according to claim 2, characterized in that the two shoulders (3 and 7) are connected to one another by a slightly conical intermediate piece (9).

1 sheet of drawings