DE2214823B2

DE2214823B2 - BLANK FOR HYDROSTATIC EXTRUSION PRESSING

Info

Publication number: DE2214823B2
Application number: DE19722214823
Authority: DE
Inventors: Ingemar Dipl.-Ing. Västeraas Strömblad (Schweden)
Original assignee: Allmänna Svenska Elektriska AB, Västeraas (Schweden)
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1972-03-27
Publication date: 1976-12-09
Also published as: BE780055A; SE365959B; CH536144A; DE2214823A1; SU464091A3; US3751955A; CA955560A; GB1375595A; FR2132174A1; IT961573B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rohling für das hydrostatische Strangpressen, dessen hinteres Ende zur Verhinderung des vollständigen Herauspressens des Rohlings derart ausgebildet ist, daß der Eintritt des Endes in die Matrize eine Erhöhung des Druckes des hydrostatischen Druckmittels auslöst, die eine Stillsetzung des Preßvorganges bewirkt.The present invention relates to a blank for hydrostatic extrusion, the rear end to prevent the complete pressing out of the blank is designed such that the entry of the end into the die triggers an increase in the pressure of the hydrostatic pressure medium, which causes the pressing process to be stopped.

Beim hydrostatischen Strangpressen wird ein Rohling in eine Preßkammer gebracht und einem allseitigen Druck durch ein den Rohling umgebendes Druckmittel ausgesetzt und unter Einwirkung dieses Druckes durch eine Öffnung einer in der Drückkammer angeordneten Matrize gepreßt. Beim Pressen arbeitet man mit sehr hohen Drücken, gewöhnlich zwischen 10 und 30 kbar. Beim vollständigen Herauspressen des Rohlings kommt es zu einem beinahe explosionsartigen Herausströmen des unter Druck stehenden Druckmittels durch die Öffnung der Matrize. Das herausströmende Druckmittel kann sowohl Personenschäden als auch Materialschäden an Presse, gepreß'em Produkt und in der Umgebung verursachen. Das Strangpressen wird deshalb abgebrochen, ehe der Rohling vollständig verbraucht ist. Der Rohlingsrest in in der Regel ein Schrottverlust. Um diesen Verlust klein zu halten und die beste Ausnutzung der Preßanlage zu erreichen, ist es wichtig, das Strangpressen spät abzubrechen, so daß der unverpreßte Teil des Rohlings klein wird.In hydrostatic extrusion, a blank is brought into a compression chamber and one on all sides Exposed to pressure by a pressure medium surrounding the blank and under the action of this pressure through an opening of a die arranged in the pressing chamber is pressed. When pressing you work with a lot high pressures, usually between 10 and 30 kbar. When the blank is fully pressed out there is an almost explosive outflow of the pressurized pressure medium through the Opening of the die. The pressure medium flowing out can cause personal injury as well as material damage on the press, pressed product and in the Cause environment. The extrusion is therefore stopped before the blank is completely is consumed. The remainder of the blank is usually a scrap loss. To keep this loss small and To achieve the best utilization of the press equipment, it is important to stop the extrusion late so that the unpressed part of the blank becomes small.

Um dies zu erreichen ist es bekannt, zur Festlegung des Zeitpunktes, in dem der Preßvorgang abgebrochen werden muß, den Rohling an seinem Ende mit einem stärkeren Querschnitt auszubilden. Der stärkere Endquerschnitt des Rohlings, der ein größeres Querschnittsreduktionsverhältnis ergibt, verursacht eine Steigerung des erforderlichen Preßdrucks, wodurch der Druck in der Druckkammer zunimmt. Diese Druckzunahme wird angezeigt und zum Abbrechen des Preßvorganges ausgenutzt. Bei einer derartigen Ausbildung des Rohlings muß jedoch die Preßkammer, welche den teuersten Teil der Presse darstellt, mit Rücksicht auf den vergrößerten Querschnitt am Rohlingsende einen entsprechend größeren Durchmesser aufweisen als bei Rohlingen mit über die gesamte Länge gleichem Durchmesser. Umgekehrt kann bei einem gegebenen Preßzylinder nur ein dünnerer Rohling verpreßt werden.In order to achieve this, it is known to determine the point in time at which the pressing process is interrupted must be to form the blank at its end with a thicker cross section. The stronger end cross-section of the blank, which gives a larger area reduction ratio, causes an increase the required compression pressure, whereby the pressure in the pressure chamber increases. This pressure increase will displayed and used to cancel the pressing process. With such a training of the However, the press chamber, which is the most expensive part of the press, must take into account the blank enlarged cross-section at the end of the blank have a correspondingly larger diameter than in Blanks with the same diameter over the entire length. Conversely, for a given Press cylinder only a thinner blank can be pressed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohling für ein hydrostatisches Strangpreßverfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, der beim Verpressen seines Endes einen wirksamen Druckanstieg erzeugt, ohne daß sein Querschnitt zu diesem Zweck am Ende größer ausgebildet sein muß.The present invention is based on the object of a blank for a hydrostatic To develop extrusion process of the type mentioned, the one when pressing its end effective pressure increase generated without its cross-section being larger for this purpose at the end must be trained.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Rohling der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der dadurchTo solve this problem, a blank of the type mentioned is proposed, which thereby

ίο gekennzeichnet ist, daß er an seinem hinteren Endeίο is marked that it is at its rear end

härter als an seinen übrigen Stellen ist. Der Rohling kann beispielsweise aus Stahl bestehen und an seinem hinteren Ende gehärtet sein.is harder than in the rest of the way. The blank can for example consist of steel and be hardened at its rear end.

Es sind ferner verschiedene Verfahren und Maßnahmen zum Abbrechen des Preßvorganges vor Austritt des Rohlingsrestes aus der Matrize bekannt, bei denen ausgehend vom Volumen des Rohlings die Hubbewegung des Drucke<-zeugungsstempels gemessen wird. Dabei kann auch ausgehend von eingegebenen Rohlingsgrößen, unter Berücksichtigung der Kompressibilität des Druckmittels und des Rohlings, der Auffederung der Presse und Aufweitung der Preßkammer unter Preßdruck etc., mittels eines elektronischen Rechners die genaue Hublänge für den DruckerzeugungsstempelThere are also various methods and measures known for aborting the pressing process before the remainder of the blank emerges from the die, in which the stroke movement of the printing die is measured based on the volume of the blank. Based on the blank sizes entered, taking into account the compressibility of the pressure medium and the blank, the springing of the press and expansion of the pressing chamber under pressure, etc., the exact stroke length for the pressure generating stamp can be determined by means of an electronic computer

ermittelt werden; vergleiche die DT-OS 19 32 662. Die erstgenannte Methode ist sehr unsicher, während die zweite in vielen Fällen zu guten und sicheren Resultaten führt. Diese Methode hat jedoch den Nachteil, daß das Volumen des Rohlings zunächst genau ermittelt werden muß und daß aufwendige und anfällige Einrichtungen zur fortlaufenden Messung des bereits verpreßten Rohlingsteiles erforderlich sind.be determined; compare the DT-OS 19 32 662. The The former method is very uncertain, while the latter in many cases leads to good and reliable results leads. However, this method has the disadvantage that the volume of the blank must first be determined precisely must and that complex and vulnerable facilities for continuous measurement of the already grouted Blank part are required.

Weiterhin ist aus der GB-PS 11 88 116 ein hydrostatisches Preßverfahren bekannt, bei dem zwecks Herabsetzung des hydrostatischen Druckes am Ende des Preßvorganges der Rohling an seinem hinteren Ende mit einem sich verjüngenden Querschnitt versehen ist. Dieses Verfah-en wird jedoch nur angewendet bei einem hydrostatischen Preßvorgang, bei dem zusätzlich auch ein mechanischer Preßdruck oder -Zug auf den Rohling ausgeübt wird. Der Zweck der Verjüngung des Rohlings an seinem Ende besteht darin, den Rohling vollständig zu verpressen. Wenn der mechanisch aufgebrachte Preßdruck infolge des sich verjüngenden Rohlingsendes geringer wird, dann wird in Abhängigkeit davon der hydrostatische Druck allmählich auf 0 gesenkt und der Rest des Rohlings durch den mechanischen Preßdruck oder -Zug verformt. Bei einem rein hydrostatischen Preßvorgang ist dieses Verfahren nicht anwendbar. Die Verjüngung des Rohlings an seinem Ende würde zu einer die Stabilität des Pießvorganges aufhebenden Beschleunigung des Herauspressens des Endes führen.
Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden:Furthermore, from GB-PS 11 88 116 a hydrostatic pressing process is known in which the rear end of the blank is provided with a tapering cross-section in order to reduce the hydrostatic pressure at the end of the pressing process. However, this method is only used in a hydrostatic pressing process in which a mechanical pressing pressure or tension is also exerted on the blank. The purpose of tapering the blank at its end is to press the blank completely. When the mechanically applied pressing pressure decreases as a result of the tapering end of the blank, the hydrostatic pressure is gradually reduced to 0 as a function thereof and the rest of the blank is deformed by the mechanical pressing pressure or tension. This method cannot be used in a purely hydrostatic pressing process. The tapering of the blank at its end would lead to an acceleration of the pressing out of the end which would cancel out the stability of the piercing process.
The invention is to be explained in more detail on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures:

Fig. 1 zeigt den Zusammenhang zwischen Querschnittsreduktionsverhältnis und Strangpreßdruck für ein und dasselbe Material in weichgeglühtem bzw.Fig. 1 shows the relationship between the area reduction ratio and extrusion pressure for one and the same material in annealed resp.

6c wärmebehandeltem oder gehärtetem Zustand.6c heat treated or hardened condition.

F i g. 2 zeigt schematisch die Preßkammer einer hydrostatischen Strangpresse.F i g. 2 shows schematically the compression chamber of a hydrostatic extruder.

Der Zusammenhang zwischen erforderlichem Preßdruck und Querschnittsreduktionsverhältnis für eineThe relationship between required pressure and area reduction ratio for a

f>5 Stahlsorte und eine Kupferlegierung wird in Fig. 1 gzeigt. Das Querschnittsreduktionsverhältnis ist das Verhältnis zwischen der Querschnittsfläche Ao eines Rohlings und der Querschnittsfläche A eines geformtenf> 5 types of steel and a copper alloy are shown in FIG. The area reduction ratio is the ratio between the cross-sectional area Ao of a blank and the cross-sectional area A of a molded one

Produkts. Das Querschnittsreduktionsverhältnis ist somit = —5.. Für den Zusammenhang zwischen Preßdruck PundQuerschnittsreduktionsverhältnis—£■ gilt:Product. The cross section reduction ratio is therefore = -5 .. For applies the relationship between press pressure P and Querschnittsreduktionsverhältnis- £ ■:

ρ = λ-, + Jt₂ ρ = λ-, + Jt ₂

log—,log-,

wobei k\ und fo materialabhängige Konstanten sind Die in der Figur gezeigten Kurven gelten für dasselbe Stahlma .crial bzw. Kupfermaterial, jedoch für verschiedene Härtegrade dieser Materialien.where k and fo are material-dependent constants. The curves shown in the figure apply to the same steel material or copper material, but for different degrees of hardness of these materials.

In Fig.2 bezeichnet 1 einen Hochdruckzylinder, in dem eine Matrize 2 und ein Druckerzeugungsstempel 3 angeordnet sind. In dem Zylinder sind Dichtungen 4 undIn Figure 2, 1 denotes a high pressure cylinder, in which a die 2 and a pressure generating stamp 3 are arranged. In the cylinder are seals 4 and

5 angeordnet, die dem Innenraum des Zylinders 1 gegen den Stempel 3 bzw. gegen die Matrize 2 abdichten. Die Dichtungen liegen in Nuten zwischen dem Distanzrohr5 arranged, which seal the interior of the cylinder 1 against the punch 3 or against the die 2. the Seals are located in grooves between the spacer tube

6 und den Stirnplatten 7 und 8. Die Matrize 2 stützt sich gegen den Tisch 9 in einem nicht gezeigten Pressenrahmen, der auch einen Antriebszylinder für den Druckerzeugungsstempel 3 enthält. In dem Raum 10, der mit einem Druckmittel gefüllt ist. beispielsweise Rizinusöl, ist ein Rohling 11 mit einem Querschnitt Ao eingesetzt, der in der Matrize zu einem Produkt 12 mit einem Querschnitt A verformt wird. Der Rohling kann aus einem Stahl sein, für welchen der Zusammenhang zwischen Querschnittsreduktionsverhältnis und Strangpreßdruck im weichgeglühten Zustand der Linie Fefolgt und im gehärteten Zustand der Linie Fe₂. Besteht ein Rohling 11 an seinem vorderen Tei! h aus »veichgeglühtem Material und an seinem hinteren Teil a aus gehärtetem Stahl, so ist zum Strangpressen des weichgeglühten Teils bei einem Querschnittsreduktions verhältnis—j- — 5 ein Druck von ca. 10 kbar erforderlich.6 and the end plates 7 and 8. The die 2 is supported against the table 9 in a press frame, not shown, which also contains a drive cylinder for the pressure generating stamp 3. In the space 10, which is filled with a pressure medium. for example castor oil, a blank 11 with a cross section Ao is used, which is deformed in the die to form a product 12 with a cross section A. The blank can be made of a steel for which the relationship between the cross-section reduction ratio and extrusion pressure follows the line Fe in the annealed state and the line Fe ₂ in the hardened state . There is a blank 11 on its front part! h made of softened material and on its rear part a made of hardened steel, a pressure of approx. 10 kbar is required for extrusion of the annealed part with a cross-sectional reduction ratio - j- - 5.

Wenn der harte Teil a in die Matrize kommt, ist, wie Kurve Fe2 zeigt, für die Fortsetzung des Strangpressens ein Druck von ca. 13 kbar erforderlich. Die Druckzunahme in dem Raum 10, wenn der harte Teil des Rohlings in die Matrize kommt, kann indirekt von einem druckabtastenden Organ erfaßt werden, das mit dein Antriebszylinder des Druckerzeugungsstempels in Verbindung steht. Das Pressen kann durch ein Signal von dem abtastenden Organ beendet werden, wenn der Druck einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Das Härten kann einfach neben der Presse mit einem Hochfrequenzaggregat ausgeführt werden, was u. a. den Vorteil hat, daß die Gefahr, daß ein Rohling falsch liegt, so daß der harte Teil der Matrize zugewandt ist, vermieden wird.When the hard part a comes into the die, as curve Fe2 shows, a pressure of approx. 13 kbar is required to continue extrusion. The increase in pressure in the space 10 when the hard part of the blank comes into the die can be detected indirectly by a pressure-sensing element which is connected to the drive cylinder of the pressure generating die. The pressing can be stopped by a signal from the scanning member when the pressure has reached a predetermined value. Hardening can easily be carried out next to the press with a high-frequency unit, which has the advantage, among other things, that the risk of a blank lying incorrectly, so that the hard part faces the die, is avoided.

Die Erfindung ist für alle Materialarten geeignet, denen man durch zweckmäßige Behandlung verschiedene Härten geben kann.The invention is applicable to all types of materials which can be differentiated by appropriate treatment Can give hardships.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Blank for hydrostatic extrusion, the rear end of which is designed to prevent the blank from being fully pressed out such that the entry of the end into the die triggers an increase in the pressure of the hydrostatic pressure medium which causes the pressing process to be stopped, characterized in that the blank (11) is harder at its rear end (a) than at its other points.

2. Blank according to claim 1, characterized in that the blank consists of steel and at his rear end fof is hardened.