DE3535811A1 - Method for the production by forming of annular pressed parts, in particular inner races of rolling bearings - Google Patents
Method for the production by forming of annular pressed parts, in particular inner races of rolling bearingsInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur umformenden Herstellung von ringförmigenProcess for the forming production of ring-shaped
Preßteilen, insbesondere Wålzlagerinnenringen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umformenden Herstellung von Preßteilen, insbesondere Wälzlagerinnenringen oder ähnlichen profilierten ringförmigen eilen aus hochfesten Werkstoffen, welches vorrangig im Maschinenbau Anwendung findet bei der technologischen Herstellung hinterschnittener ringförmiger Teile mit hoher Genauigkeit durch Kaltumformung, insbesondere für kleinere Abmessungen und ist speziell geeignet für die Wälzlagerfertigung.Pressed parts, in particular roller bearing inner rings The invention relates to a process for the reshaping production of pressed parts, in particular roller bearing inner rings or similar profiled ring-shaped cables made of high-strength materials, which Primarily in mechanical engineering it is used in the technological production of undercut ring-shaped parts with high accuracy through cold forming, especially for smaller ones Dimensions and is especially suitable for rolling bearing production.
Es ist bereits bekannt, ringförmige Preßteile aus Voll-oder Rohrmaterial spanabhebend oder spanlos durch Stauchen von Stangenmaterial bzw. Anwendung von Varianten des Fließpressens herzustellen.It is already known to use annular pressed parts made of solid or tubular material cutting or non-cutting by upsetting bar material or using To produce variants of extrusion.
Die Erzeugung von Nebenformelementen,bspT.als Ringnuten, wie das bei Wälzlagerringen der Fall ist, erfolgt in die vorgefertigten meist zylindrischen Ringe spanabhebend oder spanlos.The creation of secondary form elements, e.g. as ring grooves, like the one at Rolling bearing rings are made in the prefabricated mostly cylindrical Rings cutting or non-cutting.
Die spanlose Fertigung der hinterschnittenen Außenkontur erfolgt durch einen Stauchvorgang im geschlo9-senen Gesenk bei axialem Werkstoffiluß (DE-PS 520 46, 75 938; DE-PS 920 888, DE-OS 2242 532), durch Kaltwalzen von Wålzlagerringen /2/, durch Formpressen (DD-PS 79462) sowie Querpressen und axiales Stauchen(DE-OS 2442 366).The undercut outer contour is manufactured without cutting an upsetting process in the closed die with axial material flow (DE-PS 520 46, 75,938; DE-PS 920 888, DE-OS 2242 532), by cold rolling Wålzlagerringen / 2 /, by compression molding (DD-PS 79462) as well as transverse pressing and axial upsetting (DE-OS 2442 366).
Nachteilig wirken sich die genannten Verfahren dahingehend aus, daß bei der spanenden Bearbeitung eine geringe Materialausnutzung zu verzeichnen ist, hohe Fertigungszeiten auftreten und ein unterbrochener Faserverlauf vorhanden ist, der die Lebensdauer der Wälzlager ungünstig beeinflußt.The processes mentioned have the disadvantage that There is little material utilization during machining, high production times occur and the fiber flow is interrupted, which adversely affects the life of the rolling bearings.
Nachteile der umformenden Fertigung bestehen in hohen Werkzeugbelastungen, die zu Anwendungsgrenzen, insbesondere bei der Verarbeitung hochfester Werkstoffe, fuhren können. Deshalb werden hochfeste Werkstoffe fast ausschließlich bei höheren Temperaturen umgeformt /1/.Disadvantages of forming production are high tool loads, the application limits, especially when processing high-strength materials, can drive. That is why high-strength materials are used almost exclusively at higher ones Temperatures transformed / 1 /.
Bei der Verwendung von Vollmaterial als Ausgangsmaterial wird durch rerfahrensbedingte Grenzen die Anwendungsbreite des kombinierten Fließpressens beispielsweise für die Herstellung von Wälzlagerringen eingeschränkt /3//41.When using solid material as the starting material, through Process-related limits, for example, the scope of combined extrusion limited for the production of rolling bearing rings / 3 // 41.
Nachteile sind größere Ungenauigkeiten, die sich in der Außermittigkeit der Bohrung und Maßschwankungen in der Länge äußeren. Bei der Kombination Rückwärtsnapf-/Vorwärtsvollfließpressen stellt das Verhältnis Zapfendurchmesser/Napfdurchmesser - 1,3 eine Verfahrensgrenze dar, bei deren Unterschreitung Rißbildung und Werkstofftrennung auftreten. Die Unterschreitung dieser Verfahrensgrenze bildet ein Erfordernis bei der Herstellung des Wälzlagerringrohlings, so daß die Herstellung von ringförmigen Preßteilen mit hinterschnittener Außenkontur mit den bekannten Verfahren ohne Anwendung des kombinierten Fließpressens nur in mehreren getrennt voneinander durchgefahren Prozeßstufen durchführbar ist.Disadvantages are greater inaccuracies that result in the eccentricity the bore and dimensional variations in the outer length. With the combination of reverse cup / forward full extrusion the ratio of pin diameter / cup diameter - 1.3 represents a process limit below which cracking and material separation occur. The shortfall this process limit forms a requirement in the manufacture of the rolling bearing ring blank, so that the production of annular pressed parts with an undercut outer contour with the known methods without using the combined extrusion only in several process stages carried out separately from one another can be carried out.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur umformenden Herstellung beispielsweise von Wälzlagerinnenringen zu schaffen, welches eine effektive Ausnutzung des Materialeinsatzes bei hohem Verformungsgrad, eine niedrige Fertigungszeit, eine große WerkzeugstFndmenge gewährleistet und wodurch ein höherer Gebrauchswert der Fertigerzeugnisse erreicht wird.The aim of the invention is to provide a method for forming Manufacture, for example, of roller bearing inner rings, which is an effective Utilization of the material input with a high degree of deformation, a short production time, ensures a large number of tools and thus a higher utility value the finished product is achieved.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Prozeßstufen bei der umformenden Herstellung von Preßteilen mit hinterschnittener Außenkontur so zu gestalten, daß hartbearbeitungsfähige bzw. schleiffähige ringförmige Teile in zwei Umformstufen aus Vollmaterial effektiv gefertigt werden.It is the object of the invention, the process stages in the forming To make production of pressed parts with undercut outer contour so that Hard-machinable or grindable ring-shaped parts in two forming stages can be effectively manufactured from solid material.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die napfförmige Zwischenform in einer Prozeßstufe gelocht, aufgeweitet und kalibriert wird, wobei die übliche verfahrensbedingte Grenze des bekannten kombinierten Fließpressens beim Umformen hochfester Werkstoffe bei der in der Vorstufe hergestellten napfförmigen Zwischenform unterschritten wird und das Zapfendurchmesser-1nnendurchmesser-Verhältnis der napfförmigen Zwischenform bis unter 1,3 beträgt.The object is achieved according to the invention in that the cup-shaped Intermediate form is punched, expanded and calibrated in one process stage, with the usual process-related limit of the known combined extrusion at Forming high-strength materials in the cup-shaped produced in the preliminary stage Intermediate shape is undershot and the pin diameter / inner diameter ratio the cup-shaped intermediate shape is below 1.3.
Ein in der Vorstufe beweglich angeordneter kraftbeaufschlagter Passivstempel unterliegt einem definierten Kraft-Weg-Verlauf, der darin besteht, daß die Passivstempelkraft in dem Maße wie die Gefahr der Werkstofftrennung durch Schubbeanspruchung steigt und nach Erreichen eines Maximums wieder absinkt, um die Aktivstempelbelastung niedrig zu halten.A force-applied passive stamp movably arranged in the preliminary stage is subject to a defined force-displacement curve, which consists in the fact that the passive punch force to the extent that the risk of material separation due to shear stress increases and after reaching a maximum it drops again to keep the active stamp load low to keep.
An Stelle der napfförmigen Zwischenform wird ein umprofilierter bzw. zylindrischer Ring durch vollständiges Profilringaufweiten einschließlich Kalibrieren zu einem Endteil mit hinterschnittener Außenkontur geformt.Instead of the cup-shaped intermediate form, a re-profiled or cylindrical ring through complete profile ring expansion including calibration Shaped to an end part with an undercut outer contour.
Beim freien Lochen des Werkstückes in der Vorstufe des erfindungsgeniäßen Verfahrens wird eine konische Bruchfläche erzeugt und eine riß- und faltenfreie Innenkontur erzielt. Erreicht wird dies dadurch, daß die drei Parameter,Winkel der Bruchfläche zur Längsachse, Bodenradius des Napfes, der dem Lochstempel entgegengesetzt angeordnet ist, sowie die Bodendicke innerhalb eines Lösungsfeldes liegen bzw. in einem entsprechenden Zusammenhang stehen.When free punching the workpiece in the preliminary stage of the invention The process creates a conical fracture surface and one that is free of cracks and wrinkles Inner contour achieved. This is achieved by the fact that the three parameters, the angle of the Fracture surface to the longitudinal axis, bottom radius of the cup, which is opposite to the punch is arranged, and the bottom thickness lie within a solution field or in have a corresponding connection.
Nachstehend wird anhand eines AusfUhrungsineispieles die Erfindung näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of an exemplary embodiment explained in more detail.
Es zeigen: Figur 1 - die Preßstufe Rückwärtsnapf-/Vorwärtsvollfließpressen in Anfangs- und Endstellung Figur 2 - die Preßstufe Lochen - Aufweiten - Kalibrieren in Anfangs- und Endstellung Durch einen mit einer Aktivkraft Faktiv beaufschlagten Aktivstempel 1 wird ein vom Vollmaterial abgeschertes und vorbehandeltes, in der ersten Umformstufe in einer Matrize 3 des Werkzeuges gemäß Figur 1 eingelegtes Rohteil 2 umgeformt. Es entsteht eine Zwischenform 4, wobei mittels eines beweglichen kraftbeaufschlagten Passivstempel 5 ein definierter Kraft-Weg-Verlauf realisiert wird, der darin besteht, daß nach anfänglichem Ansteigen der Passivstempelkraft in dem Maße wie die Gefahr der Werkstofftrennung durch Sohubbeanspruohung dieselbe nach Erreichen eines Maximums wieder absinkt, um die Aktivstempelbelastung niedrig zu halten.They show: FIG. 1 - the pressing stage of reverse cup / forward full extrusion in the initial and final position Figure 2 - the punching stage - expanding - calibrating in the start and end position by someone who is actively acted upon Active stamp 1 is a sheared from the solid material and pretreated, in the first forming stage in a die 3 of the tool according to Figure 1 inserted blank 2 reshaped. An intermediate form 4 is created, whereby a movable one is acted upon by force Passive stamp 5 a defined force-displacement curve is realized, which consists of that after an initial increase in the passive stamp force as the danger the material separation by initial stress the same after reaching a maximum drops again in order to keep the active ram load low.
Die Zwischenform 4 ist hinsichtlich der Hinterschneidung ein halb vorprofilierter Ring, dem bereits während des kombinierten Fließpressens die in der Endform enthaltenen stirnseitigen Fasen oder Radien einseitig eingepreßt wurden. Das Auswerfen der Zwischenforni 4 erfolgt durch den gleichzeitig als Auswerfer fungierenden Passivstempel 5.The intermediate form 4 is half in terms of the undercut pre-profiled ring, which the in the end shape contained front bevels or radii were pressed in on one side. The intermediate form 4 is ejected by the one that also functions as an ejector Passive stamp 5.
Die Zwischenform 4 wird hergestellt durch kombiniertes Ru'ckwärtsnapf-/Vorwärtsvollfließpressen. Durch Einleiten der Gegenkraft Ppassiv mittels Passivstempel 5 wird das Umformen eines Rohteils 2 zu einer Zwischenform 4 mit einem Verhältnis Zapfendurchmesser-/lnnendurchmesser kleiner als 1,3 ermöglicht. Die Gegenkraft ist in Abhängigkeit von der Kinematik des Aktivstempels 1 einstellbar, um damit keine zu hohe Werkzeugbelastung zu erzeugen.The intermediate form 4 is produced by a combined reverse cup / forward full extrusion. By introducing the counterforce Ppassive by means of the passive punch 5, the forming of a blank 2 to form an intermediate form 4 with a pin diameter / inner diameter ratio less than 1.3 allows. The counterforce depends on the kinematics of the active plunger 1 can be adjusted so as not to generate too high a load on the tool.
In der zweiten Umformstufe wird die um 1800 gewendete Zwischenform 4 in dßs Formwerkzeug nach Figur 2 eingelegt. Dieses Formwerkzeug besteht aus einem oberen Matrizenring 6, einen unteren Matrizenring 7 und einer das Rollbahnprofil enthaltenden, geteilten Formscheibe 8.In the second forming stage, the intermediate form, which was turned around 1800, is used 4 inserted into the mold according to FIG. This molding tool consists of a upper die ring 6, a lower die ring 7 and one the runway profile containing split shaped washer 8.
Nachdem die geteilte Formscheibe 8 gespannt ist (Spannkraft F ), wird durch die Abwärtsbewegung eines als spann Loch-/Aufwe it-/Kalibrierwerkzeug fungierenden Stempels 9 mit einem als konischen Dorn ausgebildeten Einführende in der Anfangsphase der Bewegung die Zwischenform 4 gelocht, wobei ein Lochbutzen 10 anfällt. Während der weiteren Bewegung des Stempels 9 wird die Zwischenform 4 im oberen Bereich partiell aufgeweitet, indem durch das konische Bin£Whrende der Werkstoff radial verdrängt wird. In der Endstellung wird durch den Stempel 9 eine Kalibrierung der Längenmaße der Bohrung und der stirnseitigen Nebenformelemente der Zwisclienform 4 erzielt bzw. vervollständigt, wodurch ein lediglich noch mit dem Schleifaufmaß versehener fertiger Wälzlagerinnenring 11 mit profilierter hinterschnittener Außenkontur entsteht. Der eventuelle überschüssige Werkstoff wird in einem Hohlraum 12 aufgenommen. Das Entnehmen des Wälzlagerinnenringes 11 erfolgt nach Rückhub des Stempels 9, Entspannung und der dadurch möglichen Auseinanderbewegung der Formscheibe 8.After the split shaped washer 8 is clamped (clamping force F), by the downward movement of a tool that functions as a clamping hole / widening / calibration tool Stamp 9 with a conical mandrel designed as an introducer in the initial phase the intermediate form 4 is perforated during the movement, a perforated slug 10 being obtained. While the further movement of the punch 9, the intermediate form 4 is partially in the upper area widened, in that the material is displaced radially by the conical bin £ while the end of the material is will. In the end position, the punch 9 calibrates the length dimensions the bore and the end-face secondary form elements of the intermediate shape 4 achieved respectively. completed, whereby a finished machine only provided with the grinding allowance Roller bearing inner ring 11 is created with a profiled undercut outer contour. Of the Any excess material is taken up in a cavity 12. The removal of the roller bearing inner ring 11 takes place after the return stroke of the punch 9, relaxation and the possible movement apart of the shaped disk 8 as a result.
Die Vorgänge Lochen, Aufweiten, Kalibrieren werden in einem Arbeitshub durchgeführt (Figur 2).The processes of punching, expanding and calibrating are carried out in one working stroke carried out (Figure 2).
Die Profilierung der Rollbahn bzw. der Hinterschneidung erfolgt durch das geteilte Formwerkzeug, das den radialen Werkstofffluß im Bereich der Rollbahn bzw Hinterschneidung während des Aufweitens begrenzt.The profiling of the runway or the undercut takes place through the split mold that controls the radial flow of material in the area of the runway or undercut limited during the expansion.
Die Maßhaltigkeit des Endteiles wird dadurch gewährleistet, daß im Bereich unterhalb der Rollbahn bzw. der Hinterschneidung der Werkstofffluß radial begrent wird.The dimensional accuracy of the end part is guaranteed by the fact that in Area below the runway or the undercut the material flow radially is limited.
Im oberen Bereich erfolgt dagegen keine radiale Begrenzung, so daß Masseschwankungen, die die Höhle des Endteiles beeinflussen, durch eine Höhenkalibrierung am Ende des Vorganges mittels des Stempels 9 in den oberen Außen-bzw. Borddurchmesser gelegt werden.In the upper area, however, there is no radial limitation, so that Mass fluctuations, which affect the cavity of the end part, due to a height calibration at the end of the process by means of the punch 9 in the upper outer or. Rim diameter be placed.
Beim freien Lochen des Werkstückes wird eine konische Bruchfläche erzeugt und eine riß- und faltenfreie Innenkontur erzielt. Das wird dadurch erreicht, daß die drei Parameter, Winkel der Bruchfläche zur Längsachse, Bodenradius des Napfes, der dem Nochstempel entgegengesetzt angeordnet ist, und Bodendicke innerhalb eines Lösungsfeldes liegen bzw. in entsprechendem Zusammenhang stehen m6sen.When the workpiece is punched freely, a conical fracture surface is created and a crack-free and wrinkle-free inner contour is achieved. This is achieved by that the three parameters, angle of the fracture surface to the longitudinal axis, bottom radius of the bowl, which is arranged opposite the Noch stamp, and bottom thickness within one Solution field or must be in a corresponding context.
Im Ausführungsbeispiel wird ein halb vorprofilierter Ring durch partielles Profilringaufweiten in zwei Pressenhüben zu einem Wälzlagerinnenring 11 mit allen Formelementen, insbesondere der Rollbahn,geformt (Figur 2).In the exemplary embodiment, a semi-pre-profiled ring is replaced by a partial Profile ring expansion in two press strokes to form a roller bearing inner ring 11 with all Form elements, in particular the runway, shaped (Figure 2).
Es ist auch möglich, einen unprofilierten Ring zu verwenden und durch vollständiges Profilringaufweiten in einer Stufe einen Wälzlagerinnenring 11 mit allen Formelementen oder einen Ring mit ähnlich gestalteten Hinterschneidungen zu erzeugen. In diesem Fall entfällt die Herstellung der Zwischenform 4 durch kombiniertes Fließpressen mit anschließendem Lochen.It is also possible to use an unprofiled ring and through complete profile ring expansion in one step with a roller bearing inner ring 11 all form elements or a ring with similarly designed undercuts produce. In this case, the production of the intermediate form 4 by combined Extrusion followed by punching.
Mit der Erfindung werden Vorteile erreicht, die darin bestehen, daß eine Erweiterung des Teilespektrums, eine größere Materialausnutzung, eine geringe Fertigungszeit und eine hohe Qualität erreicht werden.With the invention advantages are achieved that consist in that an expansion of the range of parts, greater material utilization, a small one Manufacturing time and high quality can be achieved.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Aktivstempel 2 - Rohteil 3 - Matrize 4 - Zwischenform 5 - Passivstempel 6 - oberer Matrizenring 7 - unterer Matrizenring 8 - Formscheibe 9 - Stempel 10 - Lochbutzen 11 - Wälzlagerinnenring 12 - Hohlraum - Leerseite -List of the reference symbols used 1 - active punch 2 - blank 3 - die 4 - intermediate form 5 - passive punch 6 - upper die ring 7 - lower Die ring 8 - Form disk 9 - Punch 10 - Hole slug 11 - Roller bearing inner ring 12 - cavity - blank page -
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27031384A DD231506A1 (en) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | METHOD FOR FORMING THE PRODUCTION OF RING-FULLY PRESSED PARTS, IN PARTICULAR ANGULAR BEARING RINGS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3535811A1 true DE3535811A1 (en) | 1986-06-05 |
Family
ID=5562918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19853535811 Withdrawn DE3535811A1 (en) | 1984-12-05 | 1985-10-08 | Method for the production by forming of annular pressed parts, in particular inner races of rolling bearings |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD231506A1 (en) |
| DE (1) | DE3535811A1 (en) |
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- 1984-12-05 DD DD27031384A patent/DD231506A1/en not_active IP Right Cessation
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- 1985-10-08 DE DE19853535811 patent/DE3535811A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD231506A1 (en) | 1986-01-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |