DE1931797A1

DE1931797A1 - Verfahren und Werkzeug fuer das Kaltfliesspressen von huelsenfoermigen Teilen

Info

Publication number: DE1931797A1
Application number: DE19691931797
Authority: DE
Inventors: Eskil Moenestam
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1968-06-28
Filing date: 1969-06-23
Publication date: 1970-07-02
Also published as: SE314956B; FR2012005A1

Description

Verfahren und Werkzeug für das Kaltfließpressen von hülsenförmigen Teilen

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zum'Herstellen hüisenförmiger Teile durch Napffließpressen in mindestens zwei Schritten, wobei beim zweiten und nachfolgenden Schritt das Loch in der Hülse mit einem rohrförmigen Stemp-el erweitert wird.

Kaltpressen von hülsenförmigen Teilen durch Napffließpressen ist ein bekanntes Verfahren. Die Begrenzung des Verfahrens liegt in der Festigkeit des Werkzeugs und weiter darin, daß es nicht möglich ist, den Schmiedestempel so zu führen, daß ein gerades und wohl zentriertes Loch erhalten wird.

Die Forderung, daß die Werkzeugbeanspruchungen in mit Rücksicht auf die Festigkeit des Werkzeugs annehmbaren Grenzen gehalten werden sollen, begrenzt den möglichen Reduktionsgrad bei einem Sohmiedeschritt. Dies hat zur Folge, daß man bei festerem Material das Schmieden in mehr als in einem Schritt mit dazwischenliegendem Weichglühen aufteilen muß. Bei hülsenförmigen Teilen besteht das bekannte Verfahren darin, daß man erst eine Hülse aus einem massiven Werkstüg^j <djj3?pip. Äa^fjießpressen herstellt und

danach diese Hülse oder dieses Rohr in einem oder mehreren Arbeitsschritten weiter kaltfließpreßt. Die äußere Wulst, die sich nach. dem Pressen noch am offenen Ende der Hülse befindet, ist nicht erwünscht und muß Tor jedem neuen Preßsehritt entfernt werden. Dies ist oft beschwerlich, deshalb wäre ein Verfahren mit Napffliesspressen in mehreren Schritten vorteilhaft.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von hülsenfö'rmigen Teilen durch Kaltpressen, d.h. Napffließpressen in mehreren Schritten, wobei man von einem massiven Werkstück ausgeht. Dieses Werkstück wird in üblicher Weise in einem ersten Sohmiedeschritt zu einer mit einem Boden versehenen Hülse napfgeschmiedet. In einem oder mehreren folgenden Arbeit s sehr it ten wird das Loch in der Hülse erweitert und die Dicke des Guts vermindert. Die Hülse wird in einen ihres äußeren Umfang angepaßten Formraum gelegt, wonach ein Dorn bis zum Kontakt mit dem Hülsenboden in die Hülse eingeführt und ein den Dorn umgebender und im Verhältnis zu ihm axial verschiebbarer Stempel gegen die Hülse gepreßt wird, wobei der Stempel Material verdrängt, das zw-ischen der Wand des Pormraumes und dem Stempel herausspritzt, tfach diesem Arbeitsschritt hat man eine Hülse mit einem größeren inneren Durchmesser und geringerer Wanddicke erhalten. Der Dorn wird während des ganzen Preßvorganges durch eine zweckmäßig abgewogene Kraft gegen den Boden der Hülse gedrückt gehalten.

Die Erfindung betrifft auch ein Werkzeug zum Durchführen des Verfahrens. Dies Werkzeug besteht aus einem Unterteil mit einem

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Formraum im unteren Werkzeugteil mit einem der gewünschten Hüleenform angepaßten Querschnitt und einem Oberteil mit einem rohrförmigen Stempel, der einen Druck auf die in das Werkzeug eingelegte Hülse ausübt, wobei Material beiseitegepreßt wird und zwischen dem Stempel und Formraum herausspritzt. Im rohrförmigen Stempel ist ein im Verhältnis zu diesem verschiebbarer Dorn angeordnet, der zu Beginn der Preßbewegung aus dem Stempel eine solange Strecke herausragt, daß er den Boden der Hülse trifft, ehe der Stempel die obere Endfläche der Hülse erreicht. Eine Druckplatte am hinteren Ende des Stempels ist mit einem zylindrischen Teil ausgeführt, der in den Stempel hineinragt und dadurch zusammen mit zweckmäßigen Dichtungsorganen die hintere Stempelöffnung schließt. Der Dorn ist als Kolben ausgeführt· In der Druckplatte befindet sich mindestens ein Kanal, der in den Raum führt, der von der Druckplatte, dem Stempel und dem Dorn gebildet wird, durch welchen Kanal ein Druckmittel zum Herausschieben des Dorne vor einer Preßoperation zugeführt wird und Druckmittel herausströmen kann, wenn der Dorn während des Fressens in den Stempel hineingeschoben wird. Der genannte Raum steht durch den Kanal und «in Rückschlagventil mit einer Druokmittelquelle und über den Kanal und ein Druckbegrenzungsventil mit einem Sammelbehälter für hemmgeströmtes Druckmittel in Verbindung. Es ist denkbar, zwischen einem Druckakkumulator und dem Zylinderraum im Stempel ein Rückschlagventil und ein liruckbegrenzungsventil parallel anzuordnen.

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Durch das Verfahren, hülsenförmige Teile durch Napffließpressen in mehreren Schritten herzustellen, können die Reduktionsgrade in den verschiedenen Schritten so gewählt werden, daß die Werkzeugbeanspruchungen besser gemeistert werden können als bisher. Dies ermöglicht Napffließpressen von härtere» Material und mit einer größeren totalen Flächenreduktion als früher und erweitert das Anwendungsgebiet für Napffließpressen.

Das Verfahren bringt jedoch auch leichte Knickungstendenzen des Stempels und damit eine gewisse Gefahr von Kichtungsänderungen mit sich, was schiefe oder unsymmetrische Löcher in den Teilen ergibt. Zum Verbessern der Zentrierung kann man beim ersten Napffließpreß-Schritt oder bei der mechanischen Bearbeitung danach eine Art von Einsteuerung in den Boden des Teils vornehmen, um den Dorn im Stempel zu zentrieren. Dadurch wird der Stempel ziemlich gut zentriert, was besondere beim Schmieden von dünnwandigen Hülsen von Wert ist.

Beim Verfahren nach der Erfindung ist nur ein neuer Stempel für jeden Schritt erforderlich, während bei Napffließpressen mit nachfolgendem Rohrspritzen für jeden Schritt ein ganz neues Werkzeug (d.h. ein neuer Satz von Einsatzteilen in den Grundwerkzeug) erforderlich ist. Die Methode ist deshalb auch mit Rücksicht auf die Werkzeugkosten günstig.

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Die vorliegende Methode ergibt einen kleineren Durchmesser des Ausgangswerkstüoks, vergliohen mit der alternativen Methode Napffließpressen + Rohrfließpressen, also im allgemeinen geringere Werkstückkosten dank kleineren Abstechkosten, die ein bedeutender Posten der Totalkosten bei Herstellung von Werkstükken sind. Außerdem wird das Abstechen von übriggebliebenem Werkstücksmaterial vermieden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

In der Zeichnung bezeichnen 1 einen rohrförmigen Schmiedestempel und 2 und 3 Stützplatten, die die Preßkraft zu einem beweglic.-ih.en Werkzeughalter 4 übertrag der z.B. von einem Antriebszylinder einer hydraulischen Presse betätigt wird. Der Stempel 1 und die Stützplatten 2 lund 3 werden mit Scheiben 5 und 6 und in der Platte 4 befestigten Bolzen 7 gegen den Werkzeughalter gepreßt. Im rohrförmigen Stempel 1 ist ein Dorn 8 angeordnet, der als Kolben ausgeführt ist, der nach unten im Stempel verschoben werden kann, wenn ein Druckmittel durch einen Kanal 10 in einen Raum 9 eingeführt wird* Die Bewegung des Doms wird von einem Zug-Dolzen 11 begrenzt, wenn sein Kopf 12 einen Ansatz 13 in dem Teil der Stützplatte 2 trifft, der in den Stempel 1 hineinragt. Der Raum 9 steht durch den Kanal 10 über ein Rückschlagventil und ein Druckbegrenzungsventil mit einem nicht gezeigten Druckakkumulator in Verbindung.

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Der Unterteil des Schmiedewerkzeugs ist an einem Preßtiech 20 befestigt und besteht aus einem Putter 21, mindestens einem umgebenden konzentrischen Ring 22, Druckplatten 23 und 24 zum Übertragen von Preßkräften zum Tisch 20, einem Halter 25 und Bolzen 26, die das Werkzeug gegen den Preßtisch 20 festhalten, einem Ausstoßer 27, der durch eine Stange 28 mit einem Betätigungskolben 29 verbunden ist, der in einem Futter 30 mit Dichtungen 31 läuft, und einem Abstreifer 32, der mit Bolzen 33 am Preßtisch befestigt ist.· Im Werkzeug befindet sich auch eine gerade fertiggespritzte Hülse 34·

Das Fließpressen findet wie folgt statt:

Eine Hülse, die in üblicher Weise aus einem massiven Werkstück napfgespritzt worden ist, wird in das Futter eingelegt· Der Dorn ist durch das Hydraulmittel im Raum 9 in die vom Bolzen 11 bestimmte untere Lage gepreßt worden und ragt somit aus dem Stempel 1 heraus. Wenn der Oberteil des Werkzeugs sich nach unten bewegt, ragt der Dorn 8 in die eingelegte Hülse hinein und erreicht deren Boden, bevor der Stempel 1 die obere ringförmige Fläche der Hülse trifft. Wenn der Stempel in die Hülse hineingepreßt wird, wird dort das vom Stempel verdrängte Material gezwungen, zwischen dem Futter und dem Stempel herauszuspritzen, so daß die Länge und der Durchmesser der Hülse größer werden. Dae genann te Druckbegrenzungsventil ermöglicht, daß das Druckmittel im Raum 9 bei einem bestimmten Druck durch das Ventil herausströmt,

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BO daß der Born in den Stempel hineingeschoben wird. Beim Rückgang dee Stempele preßt das Druckmittel wieder den Dorn heraus, und die fertiggepreßte Hülse wird in Üblicher Weise abgezogen oder ausgestoßen.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen begrenzt, sondern viele Variationen sind im Rahmen der Patentansprüche denkbar.

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Claims

-8-Patentansprüohe:

.') Verfahren zum Fließpressen von hülsenförmigen Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein massives Werkstück durch Napffließpressen zu einer mit einem Boden versehenen Hülse geformt wird, daß die Hülse in einen ihrem äußeren Umfang angepaßten Formraum gelegt und ein Dorn in die Hülse eingeführt wird, und daß danach ein den Dorn umgebender und im Verhältnis zu ihm axial verschiebbarer rohrfö'rmiger Stempel gegen die Hülse gepreßt und vom Stempel verdrängtes Material zwisohen der Wand des ü'ormraumes und dem Stempel herausgespritzt wird·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn beim Pressen durch einen im wesentlichen konstanten Druck gegen den HüisenDoden gepreßt gehalten wird, welcher Druck durch ein auf den Dorn wirkendes hydraulisches Druckmittel erzeugt Wird.
3. Werkzeug für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit einem der Hülse angepaßten Formraum in einem Werkzeugteil und mit einem Stempel in dem anderen Werkzeugteil zur Verformung der Hülse, dadurch gekennzeichnet, daß der ütempei O) Rohrförmig und im Stempel ein im Verhältnis zu ihm axial versohiebbarer Dorn (8) angeordnet ist, der zu Beginn der Preßbewegung aus dem Stempel eine solche Strecke herausragt, daß er den Hülsenboden trifft, bevor der Stempel die Stirnfläche der Hülse (34) erreicht hat.

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4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckplatte (2) dichtend die Öffnung des Stempels (1) verschließt und mindestens einen Kanal (10) enthält, der zu einem von der Druckplatte, dem Stempel und dem als Kolben wirkenden Dorn (8) begrenzten Raum (9) führt.
5· Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (9) über den Kanal (10) und ein Rückschlagventil mit einer Druckmittelquelle und über den Kanal und ein druckbegrenzendes Ventil mit einem Sammelbehälter zum Aufsammeln des heraus st röm-renden Druckmittels in Verbindung steht.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Dorn befestigter Zugbolzen (11) bei Kontakt mit einem in der Druckplatte angeordneten Anschlag die Bewegung des Dorns nach außen hin begrenzt.

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