DE2436829B2

DE2436829B2 - Vorrichtung zum Herstellen von Näpfen

Info

Publication number: DE2436829B2
Application number: DE19742436829
Authority: DE
Inventors: Maerten Dr.-Ing. 8560 Laaf Burgdorf; Walter 8500 Nuernberg Traussneck
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshuette Ag 450
Priority date: 1974-07-31
Filing date: 1974-07-31
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2436829C3; FR2280460A1; GB1475815A; BR7503142A; DE2436829A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichti-ng zum Herstellen von Näpfen aus massiven Rohteilen aus plastisch umformbaren Stoffen, insbesondere Metallen, bestehend aus einer Matrize mit einem sich verjüngenden Abschnitt, einem im verjüngten Bereich der Matrize feststehend angeordneten Gegenstempel sowie einem gegenüber der Matrize bewegbaren Preßstempel.

Aus der DT-AS 16 27 665 ist eine Vorrichtung zum Kaltfließpressen von hakenförmigen Leichtmetall-Fließpreßteilen bekannt, bei der ein in den Matrizenring eingelegtes Rohteil mittels eines beweglichen Preßstempels durch einen gegenüber dem Matrizenring im Durchmesser geringeren Pließpreßring hindurch gegen einen feststehenden Gegenstempel zu einem napfart'-gen Gebilde gepreßt wird. Der Übergang vom Matrizenring zum Fließpreßring ist ist rechtwinklig, so daß am Boden des Hülsenkörpers ein rechtwinklig zum Schaft stehender Flansch entsteht

Diese bekannte Vorrichtung ist für leicht umformbare Werkstoffe wie Blei und Aluminium gut geeignet, sie versagt aber bei schwer umformbaren Werkstoffen, insbesondere bei legierten Stählen bzw. bei der Umformung von Rohteilen aus zu Schubrissen neigenden Werkstoffen zu dickwandigen Näpfen.

Beim Herstellen von dickwandigen Hohlkörpern durch Fließpressen entstehen häufig besondere Schwierigkeiten durch das Auftreten von Rissen im Innern des Werkstücks.

Die Entstehung der Risse ist im Stofffluß des Napffließpressen begündet. Besonders bei der Herstellung dickwandiger Näpfe, d. h. bei kleinen Querschnittsabnahmen, entsteht vor dem Fließpreßstempel eine sogenannte »starre Zone«. Diese »starre Zone« ist ein vor dem Stempel liegendes halbkugelförmiges Werkstoffvolumen, das nur sehr kleinen Formänderungen unterliegt und deshalb in guter Näherung als starr bezeichnet werden kann. Besonders deutlich konnte dieser Effekt durch Stoffflußuntersuchungen beim Napfrückwärtsfließpressen durch Käst (Dieter Käst, »Modellgesetzmäßigkeiten beim Rückwärtsfließpressen geometrisch ähnlicher Näpfe«, Berichte aus dem Institut für Umformtechnik, Universität Stuttgart, 1969, Nr. 13) und durch Schmitt (Gerhard Schmitt.eo »Untersuchungen über das Rückwärtsnapfffließpressen von Stahl bei Raumtemperatur«, Berichte aus dem Institut für Umformtechnik, Universität Stuttgart, 1968, Nr. 7) dargestellt werden. Die halbkugelförmige Berandung der »starren Zone« stellt eine Fläche i'' intensiver Formänderung dar. Die örtlich sehr hohen Formänderungen entlang dieser Berandung führen schließlich zur Erschöpfung des Formänderungsvermögens und damit zum Auftreten der beschriebenen Risse, die auch als sogenannte Schubrisse bekannt sind.

Wie Käst anhand seiner Stoffflußuntersuchungen zeigen konnte, ist die oben beschriebene Eigenart des Stoffflusses beim Napffließpressen um so ausgeprägter, je kleiner die Querschnittsabnahme ist. Dies ist die Begründung dafür, daß in der Praxis bei der Herstellung von besonders dickwandigen Näpfen die Gefahr des Auftretens von Schubrissen am größten ist.

Die weitere sehr wichtige Einflußgröße ist das Formänderungsvermögen des Werkstoffes. Während bei der Umformung von Reinaluminium das Auftreten solcher Risse noch nicht bekannt wurde, stellt es bei der Umformung von Stählen ein erhebliches Problem dar. Dies gilt besonders für die Verarbeitung schwer umformbarer Stähle (Ck 45 St 52.3) und für Rohteildurchmesser über 60 mm. Die größeren Rohteildurchmesser bieten deshalb besondere Schwierigkeiten, weil die Durchschmiedung der Stäbe beim Walzvorgang unzureichend und damit das Formänderungsvermögen des Werkstoffes im Kern des Rohteils besonders gering ist.

Beim Napffließpressen von Stählen treten oft so schwere Schubrisse auf, daß zu deren Vermeidung der Umformvnrgang in zwei bis drei Teilvorgänge aufgeteilt und zur Wiederherstellung des Formänderungsvermögens zwischen jedem der Teilvorgänge eine Rekristallisationsglühung eingeschaltet werden muß. Diese Vorgehensweise ist, verglichen mit dem üblichen Napffließpressen, mit einem erheblichen Mehraufwand verbunden. Weitere wirtschaftliche Nachteile entstehen dadurch, daß das Auffinden der fehlerhaften Teile sehr schwierig ist, da der Riß nicht an der Oberfläche austritt und eine einfache Sichtprüfung deshalb ausscheidet.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß auch Rohteile insbesondere aus schwer umformbaren Werkstoffen zu dickwandigen Näpfen in einem Arbeitsgang umgeformt werden können, ohne daß die gefürchteten Schubrisse auftreten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Matrize sich über eine konische Schulter verjüngt und das freie Ende des Gegenstempels bis in den Bereich der Schulter hineinragt.

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahmen besteht darin, daß der Umformgrad erhöht wird, so daß dickwandige Näpfe in einem Arbeitsgang, anstatt wie bisher notwendig in mehreren Arbeitsgängen, hergestellt werden können.

Die Erfindung ist anhand der in den Fig. 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In den Fig. 1 und 2 sind ein Rohteil 1 und ein Fertigteil 2 für ein Werkstück gezeigt, bei dem aufgrund des geringen Umformgrades die beschriebenen Schubrisse 3 entstehen.

In den Fig. 3 und 4 ist die Verfahrenskombination

Napf-Vorwärts-Fließpressen-Hohl-Vorwärts-Fließpressen dargestellt. Am gestrichelt gezeichneten Faserverlauf des gepreßten Werkstückes 2 ist deutlich zu erkennen, daß außerhalb der gestrichelten Linie 4 ein Hohl-Vorwärts-Fließpressen und innerhalb der gestrichelten Linie 4 ein Napf-Vorwärts-Fließpressen stattfindet. Durch die Kombination dieser beiden Umformverfahren kann von einem größeren Rohteil 1 ausgegangen und damit auch ein größerer Umformgrad erreicht werden.

In der Fig. 5 ist eine Vorrichtung schematisch

dargestellt, mit der es möglich ist, das Verfahren durchzuführen. Die linke Hälfte der F i g. 5 zeigt dabei den Zustand vor Preßbegirsn, während die rechte Hälfte «.'en Zustand am Ende des Preßvorganges darstellt. Mit 5 ist die Preßbüchse bzw. die Matrize, in die das Rohteil 1 eingelegt wird, bezeichnet. Durch den PreDstempel 6 wird das Rohteil ! durch den aus der Schulter 7 und den Gegenstempel 8 gebildeten Ringspalt 9 hindurchgepreßt. Wesentlich ist dabei, daß der Gegenstempel 8 bis in den Bereich der Schulter 7 hineinragt.

Die Vorrichtung läßt sich vorteilhaft für Stahl anwenden, kann aber auch bei sämtlichen umformbaren Werkstoffen Verwendung finden.

Hierzu 2 31att Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Herstellen von Näpfen aus massiven Rohteilen aus plastisch umforrr-baren Stoffen, insbesondere Metallen, bestehend aus einer Matrize mit einem sich verjüngenden Abschnitt, einem im verjüngten Bereich der Matrize feststehend angeordneten Gegenstempel sowie einem gegenüber der Matrize bewegbaren Preßstempel, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize sich über eine konische Schulter (7) verjüngt und das freie Ende des Gegenstempels (8) bis in den Bereich der Schulter (7) hineinragt.