DE2747169C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern durch Fließpressen von Massivkörpern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern durch Fließpressen von MassivkörpernInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
- B21K21/08—Shaping hollow articles with different cross-section in longitudinal direction, e.g. nozzles, spark-plugs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/03—Making uncoated products by both direct and backward extrusion
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern durch
Fließpressen von Massivkörpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des
Anspruchs 2.
Entsprechend der DE-AS 20 08 348 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines napfförmigen
Werkstückes bekannt, wonach das Material mittels eines Stempels über einen weiteren Stempel gedrückt ho
wird. Dabei soll der Aufbau schädlicher Spannungen im Werkstoff vermieden werden, indem der Werkstoff
positiv beeinflußt wird. Wenn die volle Auffüllung der Hohlform durch das Material des Rohlings erreicht ist,
so kann dieses erhöhtem Druck ausgesetzt werden, um t«
dessen Bildsamkeit oder plastisches Formänderungsvermögen bis zum Bruch zu erhöhen. Dies besagt, daß
zunächst einmal ein ganz erheblicher Druck ausgeübt wird, um den Werkstoff zu plastifizieren. Ein derartig
hoher Druck wirkt sich natürlich entsprechend auf die Stempel und insbesondere auf die Matrize aus, so daß
diese Teile einer sehr starken Abnutzung unterworfen sind. Ist durch die Erhöhung des Drucks ein Zustand
erhöhter Bildsamkeit erreicht, so kann die weitere und endgültige Umformung vorgenommen werden. Hierbei
ist insbesondere darauf zu achten, daß eine weitere Umformung erfolgt
Dies bedeutet, daß der Plastifizierungsvorgang ebenfalls zur eigentlichen Umformung gehört Bei
diesem Verformungsvorgang erfolgt, wie bereits ausgeführt wurde, ein Drücken des Materials mittels eines
beweglichen Stempels. Ab einem bestimmten Zeitpunkt erfolgt auch eine Bewegung der Matrize, um eine
Volumenkonstanthaltung dahingehend zu erreichen, daß das eingeschlossene Material unter hohem Druck
und damit in einem Zustand erhöhter Bildsamkeit gehalten werden kann. Auch dies führt zu einer hohen
Belastung der Matrize und der Stempel. Die Bewegung der Matrize im Zusammenhang mit der Konstanthaltung
des Raumes besagt noch nicht, daß diese Bewegung mit der gleichen Geschwindigkeit erfolgt wie
das Fließen des Materials. Wenn aber die Geschwindigkeiten unterschiedlich sind, kommt es zu erheblichen
Reibungskräften zwischen dem Material und der Matrize, so daß die Matrize verstärkt beansprucht wird.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von
Hohlkörpern durch Fließpressen von Massivkörpern zu schaffen, bei denen gewährleistet ist, daß die Belastungen
des Stempels und der Matrize herabgesetzt sind und dadurch die Lebensdauer dieser Teile erhöht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
1 bzw. des Patentanspruchs 2 gelöst.
Gemäß dieser Lösung ist es wesentlich, daß der Massivkörper durch den Stempel gestreckt wird.
Während dieses Streckens fließt das Material des Rohlings in Streckrichtung. Dabei ändert sich auch die
Lage der Verdickung, so daß sich die Matrize unter Wirkung der Feder selbsttätig über die auftretenden
Reibungskräfte mitbewegt. Dabei ist die Kraft dieser Feder so gewählt, daß sie größer ist als die beim
Fließpressen zwischen dem Aufnehmer und dem zylindrischen Teil des Werkstücks entstehende Reibungskraft.
Dies hat zur Folge, daß wesentlich verminderte Kräfte auftreten und somit die beweglichen
Teile, d. h. die Stempel und die Matrize mechanisch weniger beansprucht werden und somit eine erhöhte
Lebensdauer haben.
Die Erfindung findet mit größter Wirksamkeit Anwendung beim Kaltfließpressen von Werkstücken
aus hochfesten plastischen Werkstoffen in Serienfertigung, z. B. in schnellaufenden automatischen Pressen,
wo ein häufiges Auswechseln des verbrauchten Werkzeugs zu großen Verlusten an Zeit und Mitteln
führt. Bei der Herstellung von zylindrischen Hohlkörpern ohne Bund kann die diesen Bund bildende
technologische Verdickung am Rohling nach dem Fließpressen entfernt werden.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kann das Sortiment von herzustellenden Hohlkörpern wesentlich
erweitert werden.
Die Tatsache, daß die abgefederte Matrize während des gesamten Fließpreßvorgangs sich gegen den am
Rohling befindlichen Bund abstützt und eine Zugspannung an dessen Werkstoff herbeiführt, ändert das
Schema der Spannungen im Verformungsbereich und vermindert dadurch wesentlich die erforderlichen
technologischen Füeßpreßkräfte. Der am Gehäuse
vorhandene Anschlag, der den Weg der abgefederten Matrize begrenzt, gewährleistet eine Wiederholung
des technologischen Zyklus.
Die erfindungsgemäße Konstruktion gewährleistet einen sicheren Ablauf und ist kompakt aufgebaut, so daß
sie in der Arbeitsstation eines Kaitstauchautoniaten
aufgestellt werden kann. .
Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung
anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fi g. 1 schemarisch die Gesamtansicht eines Rohlings
für das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gehäuse einer Zündkerze (Seitenansicht);
Fig.2 einen mit einem Bund versehener Rohling
(Seitenansicht teilweise im Schnitt);
F ig. 3 ein Werkstück nach dem Fließpressen (Seitenansicht teilweise im Schnitt) und -"
Fig.4 die Gesamtansicht der Vorrichtung nach der
Erfindung zum Herstellen fließgepreßter Gehäuse für Zündkerzen (Längsschnitt, rechts in der Ausgangsstellung,
links am Ende des Fließpressens).
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen r.
von Hohlkörpern wird am Beispiel der Fertigung fließgepreßter Gehäuse für Zündkerzen veranscha
Der Prozeß des Hersteilens fließgepreßter Gehäuse für Zündkerzen beginnt damit, daß an einem Ende jedes m
zylindrischen Rohlings 1 (F i g. 1) ein Bund 2 (F i g. 2) mit einem äußeren Sechskant 3 für den Schlüssel und einem
stirnseitigen Sackloch 4 vorgeformt wird. Der Durchmesser »d« und die Länge »I« des zylindrischen Teils 5
des Rohlings werden so gewählt, daß dessen Volumen r. zum Herstellen des zylindrischen Teils 6 des fließgepreßten
Werkstücks mit einer vorbestimmten Länge L (F i g. 3) beim inschließenden Fließpressen ausreicht.
Das Fließpressen des genannten Werkstücks aus einem Rohling wird nach dem Verfahren durchgeführt, w
bei dem gleichzeitig mit dem Fließpressen der Rohlingsstoff in dessen Fließrichtung gestreckt wird mit
einer Geschwindigkeit, die der Fiießgeschwindigkeit im wesentlichen gleich ist.
Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens >>
enthält einen Preßstempel 7 (F i g. 4). eine Matrize 8 und einen Bodenstempel 9, die gleichachsig und relativ
zueinander axialverschiebbar angeordnet oind.
Die Matrize 8 weist eine zu den Stempeln 7, 9 achsgleiche Durchgangsbohrung 10 zum Aufnehmen ·"
des zylindrischen Teils 5 des Rohlings auf.
In der Durchgangsbohrung 10 der Matrize 8 ist an der
Seite des Preßstempels 7 eine Aussparung 11 zum Aufnehmen des zylindrischen Teils des Bandes 2 am
Rohling ausgebildet.
Um gleichzeitig mit dem Fließpressen auch die Streckung des Rohlingswerkstoffs in dessen Fließrichtung
in den Spalt zwischen dem PreßsU>mpel 7 und der Matrize 8 durchführen zu können, ist die Matrize
zusammen mit dem Bodenstempel 9 in einem gemeinsa- t>o
inen zylindrischen Gehäuse 12 eingeschlossen, das einen
abnehmbaren Boden 13 mit Montagcmuitern 14 besitzt. Zwischen dem Ikuk-ii 13 (Je Oeiiii.iiAS 12 und der
Matrize H ist dabei ciiu />l;ndn-.Lin.· Druckfeder 15
angeordnet. Die Κπ,ίι ,iiexT I edu- if5 ist so gewählt.-"
dall sie größer als ei κ1 K'iin i ικΊίρ1ι ssen /wischen der
Matrize 8 und dem zylindrischen Teil 6 des Werkstücks entstehende Reibungskraft ist.
An der dem Preßstempel 7 zugewandten Stirnseite des Gehäuses 12 ist an dessen Innenfläche ein als
ringförmiger Vorsprung ausgebildeter Anschlag IS angebracht, der die Axiaibewegung äer Matrize 8 unter
der Wirkung der Feder 15 begrenzt Die Tiefe H
(Fig.4) des durch die Wandung der Bohrung 10 der
Matrize 8 und die Stirnfläche des Bodenstempels 9 gebildeten Hohlraumes ist dabei in der Ausgangsstellung
der Vorrichtung (wie in F i g. 4 rechts dargestellt) wenigstens gleich der Länge L des zylindrischen Teils 6
des fertigen fließgepreßten Werkstücks (wie es in der F i g. 4 links dargestellt ist).
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: In der Ausgangsstellung der Vorrichtung (wie in Fig.4 rechts dargestellt) ist die Matrize 8 unter der Wirkung der Feder 15 gegen den Anschlag 16 angedrückt, und der Bodenstempel 9 stützt sich auf dem Boden 13 ab. Der Preßsto mpel ist dabei von der Matrize 8 um einen Abstand entfernt, der für das Einsetzen des Rohlings erforderlich ist. welcher innerhalb der Matrize 8 derart untergebracht wird, daß sein zylindrischer Teil 5 in die Axialbohrung 10 der Matrize 8 und der untere Teil des Bundes 2 in die Aussparung 11 eingreifen. Zwischen der Stirnfläche des zylindrischen Teils 5 des Rohlings und dem Bodenstempel 9 bleibt dabei ein freier Raum.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: In der Ausgangsstellung der Vorrichtung (wie in Fig.4 rechts dargestellt) ist die Matrize 8 unter der Wirkung der Feder 15 gegen den Anschlag 16 angedrückt, und der Bodenstempel 9 stützt sich auf dem Boden 13 ab. Der Preßsto mpel ist dabei von der Matrize 8 um einen Abstand entfernt, der für das Einsetzen des Rohlings erforderlich ist. welcher innerhalb der Matrize 8 derart untergebracht wird, daß sein zylindrischer Teil 5 in die Axialbohrung 10 der Matrize 8 und der untere Teil des Bundes 2 in die Aussparung 11 eingreifen. Zwischen der Stirnfläche des zylindrischen Teils 5 des Rohlings und dem Bodenstempel 9 bleibt dabei ein freier Raum.
Beim Arbeitshub der Vorrichtung drückt der Preßstempel 7 mit seiner arbeitenden Stirnfläche auf
den Rohling und bewegt ihn zusammen mit der Matrize 8, bis er den Bodenstempel 9 berührt. Die Feder 15
drückt sich dabei zusammen.
Von diesem Augenblick an beginnt das eigentliche Fließpressen. Beim Fließpressen (wie es in der F i g. 4
links dargestellt ist) fließt unter der Wirkung des Preßstempels 7 der verformte Rohlingswerkstoff in den
Spalt zwischen Matrize 8 und Preßstempel 7, wodurch der Bund 2 am Rohling such auf den Preßstempel 7 zu
bewegt. Darum verschiebt sich die Matrize, auf den die Feder 15 drückt, in Fließrichtung des Rohlingswerkstoffs
mit einer Geschwindigkeit, die der Fließgeschwindigkeit gleich ist.
Da die Druckkraft der Feder 15 die Kraft der Reibung
zwischen der Matrize 8 und dem zylindrischen Teil 5 des Rohlings übersteigt, erfolgt das Fließpressen gleichzeitig
mit der Streckung des Rohlingswerkstoffs in dessen Fließrichiung.
Bei diesem Fließpreßverfahren entstehen am Austritt aus der Formänderungszone des Rohlingswerkstoffs
beträchtliche Zugspannungen, was das Spannungsschema grundsätzlich verändert. Deshalb kann die für das
Fließpressen erforderliche Kraft bedeutend vermindert werden.
Das Fließpressen kommt außerdem mit aktiver Reibung zwischen der Matrize 8 und dem zylindrischen
Teil 6 des Werkstücks zustande, wodurch der Verschleiß der Matrize 8 verringert wird und Anforderungen an die
Schmierung nicht so hoch sind.
Nach Beendigung des Prozesses wird das fließgepreßte Werkstück durch Bewegen des Bodenstempels
aus der Matrize 8 ausgestoßen. Danach wiederholt sich der beschriebene Zyklus.
Bei Herstellung zylindrischer Hohlkörper ohne Bund 2 wird dieser (F ι g. 2) nach dem Fließpressen entfernt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern durch Fließpressen von Massivkörpern, indem
gleichzeitig mit dem Fließpressen ein Fließen des Materials in Wirkungsrichtung des Preßdruckes
bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem Massivkörper (1) vorgeformter
Rohling über dessen eines geschlossene Ende hinaus in dessen Fließrichtung mit einer Geschwindigkeit
gestreckt wird, die im wesentlichen gleich der Fließgeschwindigkeit ist, unter Abstützung über
einen bund (2) an dessen dem Verformungsvorgang unterworfenen einem Ende gegen die Matrize (8) zur
Aufnahme der beim Fließpressen auftretenden Streckkraft.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Preßstempel, einem
Bodenstempel und einer eine zu den Stempeln achsgleichen Dürchgangsbohrung zur Unterbringung
des vorgeformten Rohlings aufweisenden Matrize, die relativ zueinander axialverschiebbar
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (10) der Matrize (8) an der Seite des
Preßstempels (7) eine Aussparung (11) zur Aufnahme
des Bundes (2) des Rohlings ausgebildet ist, und die Matrize (8), die gegen den Preßstempel (7) mit
einer die Reibungskraft zwischen Matrize (8) und Rohling (1) übersteigenden Kraft abgefedert ist,
zusammen mit dem Bodenstempel (9) in einem gemeinsamen Gehäuse (12) untergebracht ist,
welches einen Anschlag (16) zur Federwegbegrenzung der Matrize (8) aufweist, wobei die Tiefe (H)
des durch die Wandung der Bohrung (10) in der Matrize (8) und den Bodenstempel (9) gebildeten
Hohlraumes in der Ausgangsstellung der Vorrichtung der Länge (L) des zylindrischen Teils (6) des
fertigen fließgepreßten Werkstücks wenigstens gleich ist und die Kraft der Feder (15) so gewählt ist,
daß sie größer als die beim Fließpressen zwischen der Matrize (8) und dem zylindrischen Teil (6) des
Rohlings entstehende Reibungskraft ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (8) durch eine zylindrische
Druckfeder (15) abgefedert ist, die zwischen dieser und dem Boden (13) des Gehäuses (12) angeordnet
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772747169 DE2747169C2 (de) | 1977-10-20 | 1977-10-20 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern durch Fließpressen von Massivkörpern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772747169 DE2747169C2 (de) | 1977-10-20 | 1977-10-20 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern durch Fließpressen von Massivkörpern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2747169A1 DE2747169A1 (de) | 1979-04-26 |
DE2747169C2 true DE2747169C2 (de) | 1984-04-12 |
Family
ID=6021884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772747169 Expired DE2747169C2 (de) | 1977-10-20 | 1977-10-20 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern durch Fließpressen von Massivkörpern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2747169C2 (de) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3631706A (en) * | 1969-02-25 | 1972-01-04 | Western Electric Co | Methods of and apparatus for forming an article having a tubular portion |
-
1977
- 1977-10-20 DE DE19772747169 patent/DE2747169C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2747169A1 (de) | 1979-04-26 |
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