DE2754443A1

DE2754443A1 - Forging press for making cylindrical follow workpieces - has anvil and ram for cylindrical blank with internal expanding tools

Info

Publication number: DE2754443A1
Application number: DE19772754443
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Hahn hermann dr-Ing
Current assignee: Hahn hermann dr-Ing
Priority date: 1977-12-07
Filing date: 1977-12-07
Publication date: 1979-06-13

Abstract

The thick walled cylindrical components are made from heated cylindrical blanks under a forging press. The workpieces are produced rapidly without restriction of the dia. and length ratio. Dimensional accuracy is high. The anvil contacts the workpiece exactly opposite the upper contact point of the ram. The workpiece is supported internally on each deformation operation from inside along the line of action of the deforming forces. The workpiece can be internally expanded or supported. The expanding tool inserted into the workpiece has >=2 opposite working radially inserted expanding saddles with wedge action exerting radial pressure when loaded axially.

Description

Verfahren zum Herstellen von zylindrischen HohlkörpernProcess for the production of cylindrical hollow bodies

und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von vorzugsweise dickwandigen und zylindrischen Hohlkörpern, wobei die Wandung eines vorzugsweise zylindrischen und erhitzten Halbzeuges durch aufeinanderfolgende Verformungsschritte unter einer Schmiedepresse ausgedünnt wird und wobei das Halbzeug zwischen den aufeinanderfolgenden Verformungsschritten um seine Längsachse gedreht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.and apparatus for performing this method the The invention relates to a method for producing preferably thick-walled and cylindrical hollow bodies, the wall of a preferably cylindrical and heated semi-finished product through successive deformation steps under a forging press is thinned and wherein the semi-finished product between the successive deformation steps is rotated about its longitudinal axis, as well as a device for performing this Procedure.

Die vorzugsweise zylindrischen Hohlkörper gemäß der Erfindung dienen vorzugsweise als nathlos geschmiedete Schüsse zur Herstellung von Behältern, Apparaten und Rohrleitungen für z. B. Kernkraftwerke. Für den Fachmann selbstverständlich können natürlich auch andere zylindrische Hohlkörper oder Behälterschüsse für andere Verwendungszwecke hergestellt werden.The preferably cylindrical hollow bodies are used according to the invention preferably as seamless forged sections for the manufacture of containers, apparatus and pipelines for e.g. B. Nuclear Power Plants. For the expert, of course Of course, other cylindrical hollow bodies or container sections can also be used for others Uses to be produced.

Die Herstellung von z. B. Behältern aus nahtlos geschmiedeten Schüssen ist besonders vorteilhaft, da dadurch längsverlaufende Schweißnähte entfallen können und da die Umfangsspannungen, denen solche längsverlaufende Schweißnähte ausgesetzt sind, zweimal so hoch sind, wie die Längsspannungen, denen querverlaufende Schweißnähte ausgesetzt sind, ist es also möglich, nur noch geringer belastete Schweißnähte zu verwenden und insbesondere die Anzahl der Schweißnähte und damit insbesondere die Schwachstellen der Konstruktion entscheidend herabzusetzen. Damit kann die Möglichkeit gegeben sein, im zylindrischen Teil z. B. der Behälter geringere Wandstärken zu verwenden und somit zu größeren Einheiten oder geringeren Einheitsgewichten zu gelangen, wobei gleichzeitig die Sicherheit gegen Defekte vergrößert und die Herstellungszeit und die Herstellungskosten verringert werden können.The production of z. B. Containers made of seamless forged sections is particularly advantageous because it eliminates the need for longitudinal weld seams and there are the hoop stresses to which such longitudinal welds are exposed are twice as high as the longitudinal stresses to which transverse welds are exposed are exposed, so it is possible, only less polluted To use welds and in particular the number of welds and thus in particular to decisively reduce the weak points of the construction. In order to can be given the possibility of z. B. the container lower To use wall thicknesses and thus to larger units or lower unit weights to arrive, while at the same time increases the security against defects and the Manufacturing time and manufacturing cost can be reduced.

Es ist bereits ein Ringschmiedeverfahren zum Herstellen von nahtlosen Schüssen für Behälter bekannt, bei welchem in das Werkstück ein säulenförmiger Dorn eingefjrt wird und der Sattel einer Schmiedepresse gegen diesen Dorn arbeitet, wobei das Werkstück nach jedem Arbeitshub senkrecht zur Verbindungsebene zwischen dem Dorn und dem Preßsattel weiter gedreht wird.It is already a ring forging process for making seamless Shots for containers are known in which a column-shaped mandrel is inserted into the workpiece is inserted and the saddle of a forging press works against this mandrel, whereby the workpiece after each working stroke perpendicular to the connecting plane between the The mandrel and the press saddle is rotated further.

Nachteilig ist hierbei aber, daß durch die großen Belastungen des Dorns dieser sehr dick ausgeführt werden muß, daß also damit die Ausgangslochung mindestens so groß sein muß, daß der Dorn eingeführt werden kann. Der Dorn biegt sich weiterhin durch, so daß die Wandstärke der Werkstücke nicht vollkommen gleichmäßig sein kann. Insgesamt sind die nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen aufwendig und erlauben nur die Verarbeitung von Werkstücken mit begrenztem Maximalgewicht und in Abhängigkeit vom Durchmesser begrenzter Länge.The disadvantage here, however, is that due to the large loads on the Dorns this must be made very thick, so that the initial perforation must be at least large enough that the mandrel can be inserted. The thorn bends continues through, so that the wall thickness of the workpieces is not perfect evenly can be. Overall, the devices operating according to this method are expensive and only allow the processing of workpieces with a limited maximum weight and depending on the diameter of limited length.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, bei denen die vorgenannten Nachteile nicht mehr auftreten, die eine schnellere Bearbeitung des Werkstückes bei wesentlich erhöhtem Werkstückgewicht und ohne Begrenzung des Durchmesser/ Längenverhältnisses erlauben, wobei die Maßgenauigkeit des fertigen Schusses höher als bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist. Die Vorrichtung soll weiterhin leichter aufgebaut sein und eine hohe Taktzahl und die Verwendung eines hohen Preßdrucks ermöglichen können.In contrast, it is the object of the invention to provide a method and a To create apparatus for performing this method, in which the aforementioned Disadvantages no longer occur that require faster machining of the workpiece with significantly increased workpiece weight and without limitation of the diameter / length ratio allow, with the dimensional accuracy of the finished shot higher than with the known Procedures and devices is. The device should continue to be constructed more easily be and allow a high number of cycles and the use of a high pressure can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren das Gegenlager für die Verformung auf der anderen Seite des Werkstücks an der der Verformungsmantellinie gegenüberliegenden Mantellinie angreift und das Werkstück zusätzlich bei jedem Verformungsschritt von innen her in der Wirkungslinie der Preßkraft gespreizt oder abgestützt wird.According to the invention, this object is achieved in that in the case of the initially called procedure the counter bearing for the deformation on the other side of the Attacks workpiece on the surface line opposite the deformation surface line and the workpiece from the inside with each deformation step in the line of action of the pressing force is spread or supported.

Dieses Verfahren läßt sich vorteilhaft unter Verwendung von üblichen Schmiedepressen durchführen, wobei die Gesamtvorrichtung als Besonderheit ein in das Werkstück eingesetztes Spreizwerkzeug aufweist, welches mindestens zwei gegensinnig arbeitende, radial in das Werkstück eingesetzte Spreizsättel besitzt.This method can be advantageously carried out using conventional Carry out forging presses, with the overall device as a special feature an in the workpiece has a spreading tool which is at least two in opposite directions has working expansion saddles inserted radially into the workpiece.

Im einzelnen kann vorteilhaft das Spreizwerkzeug derart aufgebaut sein, daß jeder der Spreizsättel eine schräge Innen-Gleitfläche aufweist oder unter jedem der Sättel ein Keil mit einer schrägen Innen-Gleitfläche angeordnet ist, zwischen die Sättel oder die Keile ein zentraler Keil eingeschoben ist, der in seiner Längsrichtung verschiebbar ist, und daß eine Dreheinrichtung zum Verdrehen des Werkstücks gegenüber den Spreizsätteln und der Schmiedepresse vorhanden ist.In particular, the expanding tool can advantageously be constructed in this way be that each of the expanding saddles has an inclined inner sliding surface or below a wedge with an inclined inner sliding surface is arranged between each of the saddles the saddles or the wedges a central wedge is inserted in its longitudinal direction is displaceable, and that a rotating device for rotating the workpiece opposite the expanding saddles and the forging press is available.

Vorteilhaft sind an den Enden der Spreizsättel Anschläge vorhanden, die eine axiale Verschiebung des Spreizwerkzeugs gegenüber dem Werkstück während des Verdrehen desselben sowie ein Unterschreiten der Wanddicke des Werkstückes verhindern.Stops are advantageously provided at the ends of the expanding saddles, an axial displacement of the expansion tool relative to the workpiece during of twisting the same as well as falling below the Wall thickness of Prevent workpiece.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 2 einen Schnitt gemäß II - II in Fig. 1.In the following an embodiment of the invention is based on Drawings explained in more detail. They show: FIG. 1 schematically, the longitudinal section through a device according to the invention and FIG. 2 shows a section according to II - II in FIG. 1.

Das Werkstück 1, ein erhitztes, vorzugsweise zylindrisches Halbzeug wird zwischen den Ober- und Untersattel 3 bzw. 2 einer Schmiedepresse eingelegt. Die Schmiedepresse kann auch über eine Grundplatte 2 und nur einen von oben arbeitenden Sattel 3 verfügen.The workpiece 1, a heated, preferably cylindrical semi-finished product is inserted between the upper and lower saddle 3 or 2 of a forging press. The forging press can also have a base plate 2 and only one working from above Saddle 3 feature.

In das vorzugsweise zylindrische Loch des Werkstücks ist ein Spreizwerkzeug eingeschoben, welches auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten je einen Spreizsattel 4 aufweist, wobei der untere Spreizsattel 4 an einer Arbeitsmantellinie anliegt, welche jener der oberen Arbeitsmantellinie gegenüberliegt. Das Spreizwerkzeug erstreckt sich also in einer radialen Ebene innerhalb des zylindrischen Lochs.An expanding tool is inserted into the preferably cylindrical hole in the workpiece inserted, which has an expanding saddle on each of two opposite sides 4, wherein the lower expansion saddle 4 rests on a working envelope line, which is opposite to that of the upper working jacket line. The spreading tool extends so in a radial plane inside the cylindrical hole.

Die Spreizsättel 4 können entweder eine angeschrägte Innen-Gleitfläche 7 aufweisen oder von innen können Keile 4 a vorhanden sein, welche ihrerseits innen eine entsprechende geneigte Gleitfläche 7 aufweisen. Ein Keil 6 ist entweder zwischen die Sättel 4 oder die Keile 4 a eingesetzt, je nach Ausbildung und ist längsverschieblich. Dadurch weitet er mit einer hohen Übersetzung gegenüber der ihn verschiebenden Längskraft das Werkstück von innen auf, wobei zur Ausdünnung der Werkstückwandung ein Aufweiten dann erfolgt, wenn auch die Schmiedepresse einen Arbeitshub vornimmt.The expanding saddles 4 can either have an inclined inner sliding surface 7 have or from the inside wedges 4 a may be present, which in turn are inside have a corresponding inclined sliding surface 7. A wedge 6 is either between the saddles 4 or the wedges 4 a used, depending on the training and is longitudinally displaceable. As a result, it expands with a high gear ratio in relation to the longitudinal force that shifts it open the workpiece from the inside, widening the workpiece wall to thin it out then occurs when the forging press also makes a working stroke.

Zur Vereinfachung der Vorrichtung unter Verwendung vorhandener Schmiedepressen kann das Spreizwerkzeug im Stillstand bleiben, wenn der Arbeitshub vorgenommen wird.To simplify the device using existing forging presses the spreader tool can remain at a standstill when the working stroke is performed.

Weiterhin kann zur Vereinfachung der Vorrichtung bei Neubau einer solchen die Verformungskraft bei jedem Arbeitshub nur von dem betätigten Spreizwerkzeug ausgehen (eingeleitet durch Keil 6) und die Pressensättel ruhen, ihr Bewegungsmechanismus dient also nur der Verstellung und Feststellung.Furthermore, to simplify the device when building a new one such the deformation force on each working stroke only from the actuated expanding tool go out (initiated by wedge 6) and the press saddles rest, their movement mechanism so it is only used for adjustment and determination.

Es erfolgt also immer ein gegensinniger, gleichmäßiger Preßdruck von innen und/oder außen auf die Werkstückwand sowohl oben als auch unten. Dadurch wird gegenüber dem bekannten Ringschmiedeverfahren eine doppelt so hohe Umformleistung möglich, da das Werkstück an zwei sich gegenüberliegenden Mantellinien verformt wird. Da das Spreizwerkzeug sich an beiden Längsseiten abstützt, kann eine Durchbiegung desselben nicht mehr vorkommen, eine Maßabweichung des fertigen Schusses und eine Balligkeit der Wandung wird damit auch ohne Nachbearbeitung vermieden.So there is always an opposing, even pressure from inside and / or outside on the workpiece wall both above and below. This will Compared to the well-known ring forging process, the forming capacity is twice as high possible because the workpiece is deformed on two opposing surface lines will. Since the expanding tool is supported on both long sides, it can sag of the same no longer occur, a dimensional deviation of the finished shot and a Convexity of the wall is thus avoided even without reworking.

An den Enden der Spreizsättel 4 oder den Preßsätteln 2 und 3 sind Anschläge 5 angebracht, die eine Verschiebung der Sättel gegenüber dem Werkstück und ein Unterschreiten der Wanddicke des Werkstücks verhindern.At the ends of the expansion saddles 4 or the press saddles 2 and 3 are Stops 5 attached, which displace the saddles with respect to the workpiece and prevent the workpiece from falling below the wall thickness.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet jetzt wie folgt: Möglichkeit 1: Während jedes Preßhubes wird gleichzeitig das Spreizwerkzeug betätigt und dünnt so an zwei sich gegenüberliegenden Stellen den Werkstückmantel aus. Danach lüften die Preßsättel und auch das Spreizwerkzeug nach außen bzw. nach innen, so daß über eine nicht gezeigte Dreheinrichtung das Werkstück um ein gewisses Maß verdreht werden kann, woraufhin dann wieder der beschriebene Umformvorgang vorgenommen wird, der von einem erneuten Drehen gefolgt wird usw.The device according to the invention now works as follows: Possibility 1: During each pressing stroke, the expanding tool is operated and thins at the same time so at two opposite points the workpiece jacket. Thereafter ventilate the press saddles and the expanding tool outwards or inwards, so that over a rotating device, not shown, the workpiece can be rotated by a certain amount can, whereupon the described forming process is carried out again, the followed by rotating again, and so on.

Möglichkeit 2: Das Spreizwerkzeug dient während jedes Preßhubes lediglich als Gegenhalter und zur Durchleitung der Kraft zwischen den Sätteln 2 und 3. Eine Spreizung erfolgt nur in Anpassung an den geänderten Durchmesser des Werkstücks. Die Vorteile dieser methode liegen darin, daß das Sprelzwerkzeug leichter betätigbar ist.Option 2: The spreading tool is only used during each pressing stroke as a counter-holder and to pass the force between the saddles 2 and 3. One Expansion only takes place in adaptation to the changed diameter of the workpiece. The advantages of this method are that the sprinkling tool can be operated more easily is.

Möglichkeit 3: Um bei dem Neubau von der gesamten Vorrichtung einen vereinfachten Aufbau zu erhalten, ist die gesamte Verformungsarbeit durch das Spreizwerkzeug aufzubringen und die Sättel 2 und 3 führen keine Hubbewegung aus, sondern dienen lediglich als Gegenhalter. Die Sättel brauchen also nur feststellbar und zur Einnahme einer neuen Sattolstellung bewegbar zu sein.Option 3: In order to have one of the entire device in the new building To get a simplified structure, all the deformation work is done by the spreader tool to apply and the saddles 2 and 3 do not perform a lifting movement, but serve only as a counter holder. The saddles only need to be locked and taken to be movable in a new saddle position.

Die Verdrehung des Werkstückes nach jedem Arbeitshub entweder des Spreizwerkzeuges oder der Sättel bleibt für den Fachmann selbstverständlich erhalten.The rotation of the workpiece after each working stroke of either the Spreading tool or the saddle is of course retained for the expert.

Angesichts der Einfachheit der erfindungsgemäßen Lösung und der dadurch ermöglichten großen Vorteile kann von einer idealen Lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden.In view of the simplicity of the solution according to the invention and the thereby Enabling great benefits can come from an ideal solution to the problems at hand be spoken.

Claims

Claims S Method for the production of preferably thick-walled and cylindrical hollow bodies, the wall of a preferably cylindrical and heated semi-finished product through successive deformation steps under one Forging press is thinned out and taking the semi-finished product between successive Deformation steps is rotated about its longitudinal axis, characterized in that the counter bearing for the deformation on the other side of the workpiece on the Deformation surface line attacks the opposite surface line and the workpiece additionally with each deformation step from the inside in the line of action of the pressing force is spread or supported.

2. Device for carrying out the method according to the invention, characterized by a forging press with a base plate (2) and a press saddle (3) or press saddles (2 and 3), which the workpiece between the press saddle (3) and the base plate (2) or the press saddle (2) machined and through a into the workpiece used spreading tool with at least two working in opposite directions, Expanding saddles (4) inserted radially into the workpiece.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that each the expanding saddle (4) has an inclined inner sliding surface (7) or below each a wedge (4a) with an inclined inner sliding surface (7) is arranged on the saddle (4) a central wedge (6) is inserted between the saddles or the wedges, which is displaceable in its longitudinal direction and that a rotating device for rotating of the workpiece is present opposite the expanding saddles and the forging press.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized by a longitudinal displacement the expanding saddles (4) and preventing the workpiece from falling below the wall thickness Stops (5) at the ends of the expanding saddles (4) and / or press saddles (2 and 3).