DE2214823C3

DE2214823C3 - Blank for hydrostatic extrusion

Info

Publication number: DE2214823C3
Application number: DE19722214823
Authority: DE
Inventors: Ingemar Dipl.-Ing. Västeraas Strömblad (Schweden)
Original assignee: Asea AB, Västeraas (Schweden)
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1972-03-27
Publication date: 1977-08-18

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 Preßverganges 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 a shutdown of the pressing process.

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 Druckkammer 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, gepreßtem 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 pressure 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 vicinity. The extrusion is therefore canceled before the blank is completely used up. The remainder of the blank is usually a Scrap loss. To keep this loss small and to make the best use of the press equipment, it is 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 angezeigi 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 indicated 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 Vorpressen 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 pre-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 seinemis harder than in the rest of the way. The blank can for example consist of steel and on his

hinteren Ende gehärtet sein.be hardened 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 Druckerzeugungsstempels 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 for canceling the pressing process before exit of the remainder of the blank known from the die, in which the stroke movement is based on the volume of the blank of the pressure generating stamp is measured. In doing so, starting from the blank sizes entered, taking into account the compressibility of the pressure medium and the blank, the spring deflection the press and expansion of the compression chamber under compression, etc., by means of an electronic computer the exact stroke length for the pressure generating stamp

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 expensive and vulnerable facilities for continuous measurement of the already grouted Blank part are required.

Weiterhin ist aus der GB-PS Il 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 Verfahren 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 Preßvorganges aufhebenden Beschleunigung des Herauspressens des Endes führen.
Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläu'ert werden:Furthermore, from GB-PS Il 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 becomes lower as a result of the tapering end of the blank, the hydrostatic pressure is gradually reduced to 0 as a function thereof and the remainder 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 pressing 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.

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

Der Zusammenhang zwischen erforderlichem Preßdruck und Querschnittsreduktionsverhält.nis für eine Stahlsorte und eine Kupferlegierung wird in Fig. 1 gzeigt. Das Querselr.iittsreduktionsverhältnis ist das Verhältnis zwischen der Querschnitisfläche A₀ eines Rohlings und der Quersehnittsfläche A eines geformtenThe relationship between the required pressure and the cross-sectional reduction ratio for a type of steel and a copper alloy is shown in FIG. The cross-sectional area reduction ratio is the ratio between the cross-sectional area A _{0 of} a blank and the cross-sectional area A of a formed one

Produkts. Das Querschnittsreduklionsverhältnis istProduct. The area reduction ratio is

somit = "-. Für den Zusammenhang zwischen Preß-thus = "- . For the connection between press

I
druck Fund Querschniltsreduktionsverhältnis ''..». gj|t_: I.
pressure find cross section reduction ratio '' .. ». gj | t _:

P = /c, + k₂ · log P = / c, + k ₂ x log

wobei k\ und fa materialabhängige Konstanten sind. Die in der Figur gezeigten Kurven gelten für dasselbe Stahlmaterial bzw. Kupfermaterial, jedoch für verschiedene Härtegrade dieser Materialien.where k \ and fa 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 the interior of the cylinder 1 against seal 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 ? 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 An 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 Quersclinitlsredu'Klionsverhältnis und Strangprelklruck im weichgeglühten Zustand der Linie Fc\ folgt und im gehärteten Zustand der Linie Fe?. Besteht ein Rohling Il an seinem vorderen Teil b aus weichgegliihtcm Material und an seinem hinteren Teil a aus gehärtetem Stahl, so ist zum Strangpressen des weichgeglühten Teils bei einem Querschnittsreduktionsverhältnis '.- = 5 ein Druck von ca. 10 kbar erforderlich. A 6 and the end plates 7 and 8. The die? 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 An is inserted, 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-clinching ratio and the extrusion pressure in the annealed state follows the line Fc \ and in the hardened state the line Fe ?. If a blank II consists of soft-annealed material on its front part b and hardened steel on its rear part a , a pressure of approx. 10 kbar is required for extrusion of the annealed part with a cross-section reduction ratio '.- = 5. A.

ίο Wenn der harte Teil ;i in die Matrize kommt, ist, wie Kurve Fco zeigt, für die Fortsetzung des Strangpressens ein Druck von ca. 13 kbar erforderlich. Die Druck/.unahmc in dem Raum 10, wenn der harte Teil des Rohlings in die Matrize kommt, kann indirekt von einem druckabta-ίο When the hard part ; i comes into the die, as curve Fco shows, a pressure of approx. 13 kbar is required to continue extrusion. The pressure /. Inahmc in the space 10, when the hard part of the blank comes into the die, can indirectly from a pressure scanner

is stendcn Organ erfaßt werden, das mit dem Antriebszylinder des Druckerzeugungsslempels in Verbindung steht. Das Pressen kann durch ein Signal von dem abtastenden Organ beendet werden, wenn der Druck einen vorgegebenen Wen 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.is stendcn organ to be detected, the one with the drive cylinder of the pressure generating temple is in communication. The pressing can be done by a signal from the scanning organ are terminated when the pressure has reached a predetermined Wen. The hardening can simply be carried out next to the press with a high-frequency unit, which inter alia. the advantage has that the risk that a blank is wrong, so that the hard part faces the die, avoided will.

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 ZeiclinuimenFor this 1 sheet of paper

Claims

Palent claims:

1. Blank for hydrostatic extrusion, the rear end of which to prevent the complete Pressing out the blank is designed such that the entry of the end into the die a An increase in the pressure of the hydrostatic pressure medium triggers a shutdown of the pressing process causes, characterized in that the blank (11) at its rear end (jj harder than in its other places.

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