DE19849981C5 - Method for forming a disc-shaped part with hub and spinning roller for the process - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Formen eines scheibenförmigen
Teiles mit Nabe, bei dem
– ein
rondenförmiges
Werkstück
(2) in eine Drückwalzmaschine
eingelegt und mit mindestens einem Gegenhalter (6, 6') festgespannt
wird, wobei ein Bereich der Außenkontur
des Gegenhalters (6, 6') einem Bereich der Innenkontur einer anzuformenden
Nabe (22) entspricht,
– das
rondenförmige
Werkstück
(2) in Rotation versetzt wird,
– mindestens eine Rolle (8,
8') mit einer Trennkante (10, 10') zugestellt und im wesentlichen
radial eingefahren wird, wobei an dem Werkstück (2) Material teilweise abgetrennt wird,
und
– das
teilweise abgetrennte Material gegen den Gegenhalter (6, 6') geformt
und die Nabe (22) angeformt wird;
dadurch gekennzeichnet,
– daß beim Zustellen
der Rolle (8, 8') das teilweise abgetrennte Material von der Trennkante
(10, 10') zu einem daran angrenzenden Stauchbe reich (28) der Rolle
(8, 8') geleitet wird, dessen Außenprofil (14) einer Außenumfangskontur
der anzuformenden Nabe (22) entspricht,
–...A method of forming a disc-shaped part with hub, in which
A ronde-shaped workpiece (2) is inserted into a flow-forming machine and clamped with at least one counter-holder (6, 6 '), wherein a region of the outer contour of the counter-holder (6, 6') corresponds to a region of the inner contour of a hub (22) to be formed,
- The ronde-shaped workpiece (2) is set in rotation,
- At least one roller (8, 8 ') with a separating edge (10, 10') delivered and retracted substantially radially, wherein on the workpiece (2) material is partially separated, and
- The partially separated material against the counter-holder (6, 6 ') formed and the hub (22) is formed;
characterized,
- That when delivering the roller (8, 8 '), the partially separated material from the separating edge (10, 10') to an adjacent Stauchbe rich (28) of the roller (8, 8 ') is passed whose outer profile (14) corresponds to an outer peripheral contour of the hub (22) to be formed,
-...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of the claim 1.
Aus
der
Anschließend wird der abgespaltene Bereich mittels einer weiteren Drückrolle auf den Gegenhalter umgelegt. In einem weiteren Verfahrensschritt muß dann der umgelegte Bereich abgelängt werden. Es sind also zahlreiche Werkzeuge und Verfahrensschritte notwendig, wobei noch Materialabfall entsteht.Subsequently, will the split-off area by means of another spinning roller put on the counterhold. In a further process step must then the transferred area is cut to length become. So there are many tools and process steps necessary, whereby still material waste arises.
Aus
der
Ein
vergleichbares Verfahren ist in der
Eine
weitere Möglichkeit
zum Formen von Naben ist in der
Ein
anderes Verfahren zur Herstellung einer Nabe ist in der
Ein
weiteres Beispiel zum Formen einer Nabe ist aus der
Die
Weitere konventionelle Verfahren zum Herstellen von Naben bedienen sich des Zusammenfügens zweier oder mehrerer Halbfertigteile. Durch dieses Zusammenfügen kommt es stets zu Fertigungstoleranzen, die die Qualität des Endproduktes beeinträchtigen. Da das Zusammenfügen ferner meist durch Schweißen erfolgt, besteht eine weitere unerwünschte Folge darin, daß sich die Werkstücke durch den Wärmeeinfluß verziehen. Ferner besteht die Gefahr der Veränderung des Werkstückgefüges.Further Conventional methods of manufacturing hubs operate of joining two or more semi-finished parts. By this joining comes It always leads to manufacturing tolerances that affect the quality of the final product. Because the joining also mostly by welding takes place, there is another undesirable consequence is that the workpieces warp by the influence of heat. Furthermore, there is a risk of changing the workpiece structure.
Weiterhin ist bekannt, eine Nabe herzustellen, indem ein zylindrischer Dorn durch eine gelochte Vorform gepreßt wird. Dadurch wird Materialvolumen aus dem inneren Bereich der gelochten Vorform zu einer Nabe abgestreckt. Auch dieses Verfahren ist im Hinblick auf die herstellbare Nabendicke und Nabenlänge eingeschränkt.It is also known to make a hub by pressing a cylindrical mandrel through a perforated preform. As a result, material volume from the inner region of the perforated preform is stretched to a hub. This method is also in view of the manufacturable hub bead and hubs length restricted.
Eine
gattungsgemäße Drückrolle
geht aus der
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik auszuräumen und insbesondere ein einfaches und effizientes Verfahren bereitzustellen, mit welchem Naben schnell und materialsparend angeformt werden können.Of the Invention is therefore based on the object, the disadvantages mentioned of the prior art and in particular to provide a simple and efficient method, with which hubs can be quickly and material-saving molded.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is solved with the features of independent claim 1.
Es ist vorgesehen, daß an das Werkstück eine Rolle mit einer Trennkante und einem sich daran angrenzenden Stauchbereich zugestellt wird, dessen Außenprofil einer Außenumfangskontur der anzuformenden Nabe entspricht, daß beim Zustellen der Rolle das Werkstück von einer Trennkante der Rolle kontaktiert und Material des Werkstücks teilweise abgetrennt wird und daß das abgetrennte Material entlang des Stauchbereiches der Rolle axial fließt und radial gestaucht wird, wobei die Nabe entsprechend dem Außenprofil des Stauchbereiches angeformt wird. Durch dieses Verfahren ist es möglich, ausgehend von einer geometrisch einfachen Vorform, nämlich einem rondenförmigen Werkstück, in effektiver Weise komplexe Werkstücke herzustellen. Insbesondere ist das Zusammenfügen mehrerer Halbfertigteile nicht erforderlich. Durch den Umstand, daß beim Zustellen der Rolle das Werkstück zunächst von einer Trenn- oder Schneidkante der Rolle kontaktiert wird, kann mit verminderten Druckkräften gearbeitet werden, wodurch die mit den großen erforderlichen Kräften verbundenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden. Im Vergleich zu einer stumpfen Rolle dringt die mit einer Trennkante versehene Rolle verhältnismäßig leicht in das Werkstück ein. Nachfolgend wird durch das radiale Einfahren der Rolle ein Materialfluß in im wesentlichen axialer Richtung bei einer gleichzeitigen radialen Stauchung bewirkt. Das ra diale Einfahren der Rolle wird beendet, wenn der Abstand zwischen der Rolle und dem Gegenhalter der erwünschten Dicke der Nabenwand entspricht.It is provided that at the workpiece a Roller with a separating edge and an adjacent compression area is delivered, its outer profile an outer peripheral contour the hub to be formed corresponds to that when delivering the role the workpiece contacted by a separating edge of the roller and material of the workpiece partially is separated and that the separated material along the compression area of the roller axially flows and radially compressed, the hub corresponding to the outer profile the compression area is formed. By this method it is possible, starting from a geometrically simple preform, namely a ronde shaped Workpiece, effectively produce complex workpieces. Especially is the joining together several semi-finished parts not required. By the circumstance that when delivering the role of the workpiece first can be contacted by a cutting or cutting edge of the roller can with reduced pressure forces be worked, whereby the associated with the great forces required Disadvantages of the prior art are eliminated. Compared to a blunt role penetrates the provided with a cutting edge Role relatively easy into the workpiece. Subsequently, by the radial retraction of the roller a flow of material in the essential axial direction with a simultaneous radial Compression causes. The ra diale retraction of the role is terminated, if the distance between the roller and the anvil of the desired Thickness of the hub wall corresponds.
Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt insbesondere der axiale Materialfluß nicht beabstandet von der Rolle an einer zentralen, formgebenden Einrichtung, wie z. B. einem Werkzeugstift, sondern während des gesamten Zustellvorganges unmittelbar an der Drückrolle. Dadurch sind die momentan wirkenden Kräfte vermindert, was für einen schnellen und formgenauen Fertigungsprozeß positiv ist. Besonders günstig ist das erfindungsgemäße Verfahren durch den Umstand, daß die axiale Länge sowie die Kontur der Nabe durch die Rollengeometrie, d. h. das Außenprofil des Stauchbereiches mit einem Stauchabsatz, definiert ist. Dies stellt beispielsweise sicher, daß etwa ein anfänglicher Materialfluß in axialer Richtung durch die Rolle begrenzt und eine Auskragung gebildet wird. Diese wird durch das weitere radiale Zustellen gestaucht und verdickt. Ein weiterer mit der Formgebung durch die Rollengeometrie im Zusammenhang stehender Vorteil liegt darin, daß durch schlichtes Auswechseln der Rolle die Nabengeometrie verändert werden kann. Der Stauchbereich kann ein im wesentlichen gerades, konvexes oder konkaves Außenprofil aufweisen, so daß auch von einer Zylinderform abweichende Naben formbar sind.in the Contrary to the prior art, the axial takes place in particular Material flow not spaced from the roll at a central molding facility, such as As a tool pin, but during the entire delivery process directly on the spinning roller. As a result, the momentarily acting forces are reduced, what a fast and accurate production process is positive. Is particularly favorable the inventive method the fact that the axial length as well as the contour of the hub by the role geometry, d. H. the outer profile the compression area is defined with an upsetting paragraph. This For example, make sure that something like an initial one Material flow in Axial direction bounded by the roller and formed a projection becomes. This is compressed by the further radial infeed and thickened. Another with the shaping by the role geometry related advantage is that by simple replacement of the role of the hub geometry can be changed can. The swage area can be a substantially straight, convex or concave outer profile have, so that also from a cylinder shape deviating hubs are malleable.
Vorteilhaft ist es, wenn nach dem Beenden des radialen Einfahrens und vor dem Beenden des Formvorganges eine Haltezeit zur Kalibrierung eingeräumt wird. Im Zusammenhang mit den vorangehenden Verfahrensschritten wird hierdurch die Nabenform und das Werkstoffgefüge zusätzlich verbessert. Es erfolgt eine Verfestigung, welche zu einem höheren Widerstand gegen Rißbildung sowie zu einer höheren Verschleiß- und Dauerfestigkeit der Nabe führt.Advantageous it is when after finishing the radial retraction and before the Ending the molding process, a holding time is granted for calibration. In connection with the preceding method steps is thereby the hub shape and the material structure additionally improved. It takes place a solidification, resulting in a higher resistance to cracking as well as to a higher one Wear- and fatigue strength of the hub leads.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Nabe und/oder der Gegenhalter und/oder eine Verlängerung des Gegenhalters durch mindestens eine Stützrolle abgestützt werden. Hierdurch wird beim Umformen eines hochfesten Materials eine zu starke Ausbiegung des Werkstückes mit dem Werkzeug während der Umformung verhindert und so eine höhere Maßgenauigkeit erreicht.Further it is advantageous if the hub and / or the counterholder and / or an extension of the counter-holder are supported by at least one support roller. As a result, when forming a high-strength material to strong deflection of the workpiece with the tool during prevents deformation and thus achieves a higher dimensional accuracy.
Weiter ist es nützlich, wenn zum Abstützen des Werkstückes mindestens eine axiale Stützrolle zugestellt wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Wanddicke der Ronde sehr dünn gewählt wird. Die Wahl dieser Wanddicke kann im Zusammenhang mit der Bestimmung der Größe der herzustellenden Nabe im Vorfeld annähernd theoretisch berechnet werden. So kann auch festgestellt werden, ob der Einsatz einer axialen Stützrolle vorteilhaft ist. Der Einsatz einer Stützrolle bei geringen Wanddicken kann während der Umformung des Werkstückes ein Ausbiegen verhindern und zu einer weiteren Verfestigung und Glättung des Rondenrandes führen.Further is it useful if to support the workpiece delivered at least one axial support roller becomes. This is particularly advantageous if the wall thickness the round very thin chosen becomes. The choice of this wall thickness may be related to the determination the size of the product to be produced Hub in the apron approximate be calculated theoretically. So it can also be stated whether the use of an axial support roller is advantageous. The use of a support roller with small wall thicknesses can while the forming of the workpiece prevent bending and further consolidation and smoothing lead the Rondenrandes.
In einer Ausführungsform setzt die Rolle mit ihrer Trennkante am Außenrand des Werkstückes an. Hierdurch kann Material vom gesamten Umfang der Ronde zur Ausbildung der Nabe genutzt werden. Ferner erhält man eine, unter Umständen erwünschte, gleichförmige Scheibendicke.In an embodiment sets the roller with its separating edge on the outer edge of the workpiece. As a result, material from the entire circumference of the round blank for training the hub can be used. Furthermore, one obtains, possibly desirable, uniform Slice thickness.
In einer anderen Ausführung des Verfahrens setzt die Rolle mit ihrer Trennkante innerhalb des Außenrandes am Werkstück an. Auch diese Variante kann vorteilhaft sein, wenn nämlich der äußere Rand eine erhöhte Dicke aufweisen soll. Dies kann im Hinblick auf das Einbringen einer Verzahnung oder einer sonstigen Verformung des äußeren Randes nützlich sein.In another embodiment of the method sets the role with its separating edge within the Au ßenrandes on the workpiece. This variant may also be advantageous if, in fact, the outer edge should have an increased thickness. This may be useful in terms of the introduction of a gearing or other deformation of the outer edge.
Ferner ist das Verfahren dadurch weitergebildet, daß der Rand des umgeformten Werkstückes verdickt und durch Drückwalzen, Bordieren oder Faltstauchen umgebogen wird und mit einer weiteren Rolle ein Profil oder eine Verzahnung eingebracht wird. Damit ist es möglich, den Anforderungen entsprechend, verschiedenartige Teile zu fertigen.Further the method is further developed in that the edge of the reshaped Workpiece thickened and by spin-rolling, Bordering or folding diving is bent over and with another role a profile or a toothing is introduced. This makes it possible for the According to requirements, to produce various parts.
Der Gegenhalter ist bevorzugt zylinderförmig, so daß übliche Naben mit zylindrischer Innenkontur zwischen dem Gegenhalter und der Rolle geformt werden können. Grundsätzlich sind auch andere Formen denkbar, wie eine konische Ausbildung des Gegenhalters.Of the Counter-holder is preferably cylindrical, so that usual hubs with cylindrical Inner contour formed between the anvil and the role can. in principle Other forms are conceivable, such as a conical design of the The backstop.
In dem vorteilhaften Verfahren wird das rondenförmige Werkstück mit zwei gegeneinander wirkenden Gegenhaltern eingespannt, und in dieser Einspannung wird das Werkstück auf beiden Seiten bearbeitet und auf beiden Seiten ein Nabenbereich angeformt. Durch diese Ausführung des Verfahrens ist es ohne Umspannen möglich, auf beiden Seiten des Werkstückes Naben auszuformen, wobei deren Innendurchmesser jeweils den Außendurchmessern der Gegenstücke entsprechen. In einem Arbeitsgang und in einer Einspannung kann somit das Ausbilden von zwei Naben erfolgen.In the advantageous method is the rondenförmige workpiece with two clamped against each other counterparts, and in this clamping becomes the workpiece machined on both sides and formed on both sides of a hub area. Through this design of the procedure it is possible without re - clamping, on both sides of the workpiece Hubs auszuformen, wherein the inner diameter of each of the outer diameters of the counterparts correspond. In one operation and in a clamping can thus the formation of two hubs done.
Die Bearbeitung erfolgt vorteilhafterweise gleichzeitig durch zumindest zwei Rollen. Moderne Drückwalzmaschinen erlauben die gleichzeitige Zustellung von zehn oder mehr Drückrollen. Diese sind vorteilhafterweise so verteilt über den Umfang des Werkstücks angeordnet, daß sich die radialen Quer- oder Biegekräfte kompensieren. Die Rollen können paarweise axial gegenüberliegend angeordnet und zugestellt werden. In letzterem Fall ist es auch vorteilhaft, mit einer entlang ihres Umfanges mit einer Nut versehenen Stützrolle den Außenrand des Werkstückes abzustützen. Dies ist insbesondere dann nützlich, wenn durch das Ausformen der beiden Naben nur noch ein dünner Mittensteg stehen bleibt, so daß durch die Stabilisierung eine Ausbiegung dieses Mittensteges zu verhindern ist.The Processing is advantageously carried out simultaneously by at least two roles. Modern flow-forming machines allow the simultaneous delivery of ten or more spinning rollers. These are advantageously arranged distributed over the circumference of the workpiece, that yourself the radial transverse or bending forces compensate. The roles can be in pairs axially opposite one another be arranged and delivered. In the latter case it is too advantageous, with a along its circumference provided with a groove supporting role the outer edge of the workpiece support. This is especially useful if by forming the two hubs only a thin central web stops, so that through stabilization to prevent deflection of this center land is.
Beim Formen einer Nabenscheibe ist eine Drückrolle vorgesehen, welche an ihrem Umfang eine Trennkante, mit welcher ein Materialbereich eines randförmigen Werkstücks abtrennbar ist, sowie ein angrenzender Stauchbereich mit einem Außenprofil und einem umlaufend angeordneten Vorsprung vorgesehen sind, wobei das Außenprofil des Stauchbereiches einer Außenumfangskontur der anzuformenden Nabe entspricht. Mit dieser Rolle sind die genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verfügbar. Insbesondere erfüllt die Rolle gleichzeitig mehrere Funktionen. Zunächst dient sie dem vergleichsweise leichten Eindringen der Rolle in das Werkstück. Weiterhin bewirkt sie beim Zustellen den für die Ausbildung der Nabe erforderlichen Materialfluß. Ferner bildet sie die Begrenzung des axialen Materialflusses und dient dem radialen Stauchen und Verdicken zur gewünschten Endform.At the Forming a hub disc is provided a spinning roller, which at its periphery a separating edge, with which a material area a rim-shaped workpiece is separable, as well as an adjacent compression area with an outer profile and a circumferentially arranged projection are provided, wherein the outer profile the compression area of an outer peripheral contour corresponds to the hub to be formed. With this role are mentioned Advantages of the method according to the invention available. Especially Fulfills the role at the same time several functions. First, it serves the comparatively slight penetration of the roller into the workpiece. Furthermore, it causes the Deliver the for the formation of the hub required material flow. Further it forms the limit of the axial material flow and serves the radial compression and thickening to the desired final shape.
Die an die Trennkante angrenzenden Umfangsflächen der Rolle schließen einen stumpfen oder vorteilhafterweise einen spitzen Winkel ein, wodurch eine keilförmige Trennkante gebildet ist. Dabei bietet sich für den Fall des rechtwinkligen Ansetzens der Nabe ein ausreichender Freiraum, was ein ungehindertes Zustellen der Rolle ermöglicht.The close to the separation edge peripheral surfaces of the roll include one blunt or advantageously an acute angle, thereby a wedge-shaped Separating edge is formed. It is appropriate in the case of the right-angled Attaching the hub sufficient clearance, which is an unhindered Delivering the role allows.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:The inventive method Now, by way of example, with reference to the accompanying drawings explained. Showing:
Eine
Ausführungsform
ist in
Claims (1)
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