DE2818171A1

DE2818171A1 - Werkzeug und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2818171A1
Application number: DE19782818171
Authority: DE
Inventors: Frank Richard Scheel
Original assignee: Carmet Co
Current assignee: Carmet Co
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1978-04-26
Publication date: 1978-12-21
Also published as: SE7801980L; ATA241078A; IT1101890B; SE425221B; FR2395087B1; GB1569529A; FR2395087A1; AT370017B; IT7848647A0; US4145910A

Description

[nachgereicht] 9
Anmelder: ~~ ~~ _{38 172}

CAHMET COMPANY (P 3536)

¹JSiO Oliver Plaza ._O1O171

Pittsburgh, Pennsylvania 15222, USA 2olO I M

Werkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zu dessen Herstellung, insbesondere ein wiederholt verwendbares Abstreck- oder sonstiges Ziehwerkzeug für die Herstellung von Dosen. Die Erfindung kann aber auch auf andere Werkzeuge Anwendung finden, beispielsweise auf Kopfanstauch- und Extrusionswerkzeuge für die Herstellung von Dosenkörpern aus Stahlblech und die Verarbeitung anderer Materialien. Die derzeit verwendeten Werkzeuge besitzen einen präzisionsgeschliffenen Körper aus Stahl mit einem ihn axial durchsetzenden Loch mit einer Flachsenkung. Die Arbeitsfläche des Werkzeuges wird von einem in der Flachsenkung eingeschrumpften Carbideinsatz gebildet. Beim Einschrumpfen wird der Werkzeugkörper so stark deformiert, daß die Instandsetzung des Körpers und erforderlichenfalls der Ersatz des Einsatzes durch einen neuen teurer kommt als die Herstellung eines neuen Werkzeugkörpers und das Einschrumpfen eines neuen Einsatzes. Es wird daher kein Teil des Werkzeuges wiederverwendet. In machen Fällen ist es ferner erwünscht, ein Werkzeug aus einem Werkstoff zu verwenden, der härter ist als Carbid, beispielsweise aus synthetischen Saphiren oder Diamanten, doch ist dies bei den bekannten Konstruktionen nicht möglich.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Verwendung von zwei ineinander angeordneten Carbideinsätzen, von denen der äußere in dem Werkzeugkörper eingeschrumpft und der innere in dem äußeren in Preßpassung angeordnet ist, einen Ersatz eines abgenutzten inneren Einsatzes durch einen neuen inneren Einsatz ermöglicht, so daß die Werkzeugkosten stark herabgesetzt werden. Ferner erhält man auf diese Weise ein Werkzeug von höherer Brechfestigkeit. Dabei kann man den inneren Einsatz auch aus Werkstoffen herstellen, die härter sind als die derzeit verwendeten Carbide.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Werkzeuges, das bei einem Austausch des mit der Arbeitsfläche versehenen Carbideinsatzes eine Wiederverwendung des Werkzexigkörpers gestattet.

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Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines derartigen Werkzeuges, dessen Verwendung die Gesamt-Werkzeugkosten herabsetzt.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht ferner in der Herstellung eines derartigen Werkzeuges, das fester ist als bekannte Werkzeuge und die Verwendung von härteren Werkstoffen ermöglicht.

Außerdem besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen eines derartigen Werkzeuges.

Zur Lösung dieser Aufgaben schafft die Erfindung ein wiederholt verwendbares Abstreck- oder sonstiges Ziehwerkzeug mit einem Werkzeugkörper, der aus Werkzeugstahl besteht und von einer Öffnung axial durchsetzt ist, in der ein erster Carbideinsatz eingeschrumpft ist. In dem ersten Carbideinsatz in ein zweiter Carbideinsatz in Preßpassung angeordnet.

Die vorstehend angegebenen und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 und 2 im Schnitt Werkzeuge nach je einer Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Werkzeugkörper 2 gezeigt, der in der üblichen Weise aus Werkzeugstahl besteht und von einer Öffnung axial durchsetzt ist. Diese besitzt eine Flachsenkung, die unten von einer Schulter 6 begrenzt ist, und enthält einen an dieser anliegenden, ringförmigen ersten Carbideinsatz 8, der einen größeren Innendurchmesser hat als die Flachsenkung. In dem ersten Carbideinsatz 8 ist ein zweiter ringförmiger Carbideinsatz IO angeordnet, der an der Schulter 6 anliegt. Die Innenfläche 12 des Einsatzes 10 ist einwärts von der Schulter 6 angeordnet und bildet die Arbeitsfläche des Werkzeuges. Zum Festlegen des Einsatzes 10 kann man mit Hilfe von Schrauben an dem Werkzeugkörper 2 eintrittsseitig eine Stützscheibe 14 lösbar befestigen. Man kann die Einsätze aus

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demselben Werkstoff herstellen, doch ist es im allgemeinen ratsam, für den Einsatz 8 einen billigeren und weicheren Werkstoff zu verwenden als für den Einsatz 10. Die Wahl des Werkstoffes ist von der Art des zu verformenden Werkstoffes abhängig, doch hat sich Wolframcarbid in verschiedenen Qualitäten in der Praxis bewährt. Der Außendurchmesser des Einsatzes 10 ist nur wenig größer als der Innendurchmesser des Einsatzes 8. Der Werkstoff des Werkzeugkörpers 2 hat eine höhere Streckgrenze und ist weicher als der Werkstoff des Einsatzes 8. Dagegen hat der Werkstoff des Einsatzes 10 gewöhnlich eine niedrigere Streckgrenze und eine größere Härte als der Werkstoff des Einsatzes 8. Gewöhnlich hat der Einsatz IO eine Härte von RC 25 bis Diamanthärte .

Bei der Herstellung des Werkzeuges wird der Einsatz wie üblich in den Werkzeugkörper 2 eingeschrumpft, so daß die erforderliche Umfangsfestxgkeit für den Einsatz 10 gewährleistet wird. Beim Einschrumpfen wird der Werkzeugkörper verformt, während der Einsatz 8 und insbesondere dessen Innenumfangsflache nicht verformt wird. Dann wird der Einsatz lO mit Preßpassung in dem Einsatz 8 angeordnet. Da die Beanspruchung durch die Preßpassung geringer ist als die Beanspruchung durch das Einschrumpfen, bewirkt sie im wesentlichen keine Verformung. Der erste Einsatz muß eingeschrumpft werden, damit die erforderliche Umfangsfestxgkeit erhalten wird. Wenn der innere Einsatz so stark abgenutzt ist, daß er erneuert werden muß, kann man ihn auf geeignete Weise entfernen, beispielsweise indem man mit einem Entnahmestöpsel 20 gegen die Austrittsseite des Einsatzes drückt. Dann wird ein neuer Einsatz eingedrückt. Bei dieser Ausbildung wird der Werkzeugkörper vorgespannt, so daß seine Festigkeit erhöht wird.

Es hat sich gezeigt, daß dieses Werkzeug eine wesentlich höhere Festigkeit hat als die bekannten Werkzeuge, unbeschadet dessen, ob die Einsätze 8 und 10 aus demselben

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Werkstoff bestehen oder nicht. Bei Verwendung eines Einsatzes 8 aus billigerem und weicherem Werkstoff erzielt man jedoch eine höhere Festigkeit als bei Verwendung desselben Werkstoffes für beide Einsätze. Aus diesem Grund ist die Verwendung des weicheren inneren Einsatzes in Ziehwerkzeugen sehr zweckmäßig.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform ähnelt der Ausführungsform nach Fig. 1, doch besitzt der Werkzeugkörper 2¹ keine axiale Öffnung mit einer Flachsenkung, sondern ist er von einer geraden Öffnung 4^r durchsetzt und erstrecken sich die Einsätze 8' und 10' über die ganze Länge der Öffnung 4¹. An dem Werkzeugkörper ist austrittsseitig mit Kopfschrauben eine Scheibe 22 befestigt, die anstelle der Schulter 6 in Fig. 1 eine Axialbewegung der Einsätze 8¹ und 10' verhindert.

Der Fachmann kann die beiden vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele im Rahmen des Erfindungsgedankens abändern.

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Claims

Patentansprüche :

1. Werkzeug, gekennzeichnet durch einen von einer axialen Öffnung durchsetzten Werkzeugkörper, einen in der axialen Öffnung eingeschrumpften, ersten Einsatz und einen in dem ersten Einsatz in Preßpassung angeordneten, zweiten Einsatz, wobei jeder der Einsätze aus einem Werkstoff besteht, der eine niedrigere Streckgrenze und eine höhere Härte besitzt als der Werkstoff des Werkzeugkörpers.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Werkzeugkörper eintrittsseitig ein Haltering befestigt ist, der an den Einsätzen anliegt und einen größeren Innendurchmesser hat als der zweite Einsatz.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze austrittsseitig an einer Radialschulter anliegen.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die Radialschulter von einer Flachsenkung am eintrittsseitigen Ende der axialen Öffnung gebildet wird.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper aus Stahl und der ringförmige erste Einsatz aus einem billigeren und weicheren Carbid besteht als der ringförmige zweite Einsatz.

6. Verfahren zum Herstellen eines Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Werkzeugkörper, der von einer axialen Öffnung durchsetzt ist, in dieser ein erster Einsatz eingeschrumpft wird, dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der axialen Öffnung entspricht und dessen Werkstoff eine niedrigere Streckgrenze und eine höhere Härte

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ORSGINAL INSPECTED

hat als der Werkstoff des Werkzeugkörpers, und daß in diesem ersten Einsatz in Preßpassung ein zweiter Einsatz angeordnet wird, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des ersten Einsatzes im wesentlichen entspricht und der aus einem Werkstoff besteht, dessen Streckgrenze höchstens so hoch ist wie die des Werkstoffes des ersten Einsatzes und dessen Härte mindestens so hoch ist wie die des Werkstoffes des ersten Einsatzes.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkzeugkorper eine Stützscheibe lösbar befestigt wird, der an den Einsätzen anliegt und einen größeren Außendurchmesser hat als der erste Einsatz und einen größeren Innendurchmesser als der zweite Einsatz.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkorper aus Stahl hergestellt und am eintrittsseitigen Ende der axialen Öffnung mit einer Flachsenkung ausgebildet wird, die von einer radialen Schulter begrenzt ist, daß der erste Einsatz aus Carbid mit einem Innendurchmesser hergestellt wird, der größer ist als der der Schulter, und an die Schulter angelegt wird, und der zweite Einsatz aus einem härteren Carbid als der erste Einsatz hergestellt und an die Schulter angelegt wird.