DE4229123C2

DE4229123C2 - Rolling device for the production of corrugated workpieces made of metallic material

Info

Publication number: DE4229123C2
Application number: DE19924229123
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Lorenz; Christoph Eck
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1992-09-01
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2012-09-02
Also published as: DE4229123A1; WO1994005446A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung zur Herstellung von wellenförmigen Werkstücken aus metallischem Werkstoff, die zwei Flachbacken aufweist, die synchron, in parallelen Ebe nen gegeneinander und tangential am sich dabei um seine Längsachse drehenden Werk stück bewegbar sind.The invention relates to a rolling device for producing wavy workpieces Made of metallic material, which has two flat jaws, which are synchronous, in parallel plane against each other and tangentially to the work rotating about its longitudinal axis are movable.

Derartige Walzvorrichtungen sind allgemein bekannt und dienen vornehmlich der Erzeugung von drehsymmetrischen Querschnittsänderungen an wellenförmigen Werkstücken oder für den Fall, daß die Flachbacken mit entsprechenden Rippen versehen sind, zum Aufwalzen von Gewinden (DE-PS 45 389).Such rolling devices are generally known and are used primarily for production of rotationally symmetrical changes in cross-section on shaft-shaped workpieces or for the case that the flat jaws are provided with corresponding ribs for rolling of threads (DE-PS 45 389).

Wellenförmige Werkstücke mit nicht drehsymmetrischen Abschnitten werden dagegen vor wiegend durch Urformverfahren, z. B. Gießen, oder durch umformende Verfahren wie Frei formschmieden, Gesenkschmieden, Biegen oder aber auch durch spanende Verfahren hergestellt. Welches dieser Verfahren den Vorzug erhält, hängt dabei u. a. von der Größe und der Stückzahl der zu fertigenden Werkstücke ab.In contrast, wavy workpieces with non-rotationally symmetrical sections are provided weighed by primary molding processes, e.g. B. casting, or by forming processes such as free form forging, drop forging, bending or also by cutting Process manufactured. Which of these methods is preferred depends on a. of the Size and the number of workpieces to be manufactured.

Bei der Herstellung von wellenförmigen Werkstücken durch Gesenkschmieden ist es allge mein bekannt, ausgehend vom Halbzeug durch Rundkneten, Formrecken, Anstauchen, Reck- oder Querwalzen Zwischenformen zu erzeugen, die eine dem Fertigteil angenäherte Masseverteilung aufweisen, mit dem Ziel, eine bessere Formfüllung im Gesenk zu erhalten.It is common in the production of corrugated workpieces by drop forging my known, starting from the semi-finished product by kneading, stretching, upsetting, To produce stretching or cross-rolling intermediate forms that approximate the finished part Have mass distribution, with the aim of obtaining a better mold filling in the die.

Die durch diese Verfahren möglichen Querschnittsänderungen an den Zwischenformen sind bezüglich der Längsachse des Werkstückes drehsymmetrisch angeordnet. Nicht drehsym metrische Abschnitte werden im weiteren durch das Schmieden im Gesenk selbst erzeugt, was wiederum zu Formfüllungsproblemen, Überschmiedungen oder zu sehr großen Ge senkbelastungen führen kann.The cross-sectional changes to the intermediate forms that are possible through these processes are arranged rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the workpiece. Not spinning metric sections are subsequently created by forging in the die itself, which in turn leads to mold filling problems, overmoldings or very large areas can cause vertical loads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der an wellenförmigen Werkstücken bezüglich deren Längsachse gezielt nicht drehsymmetrische Abschnitte erzeugt werden können. Insbesondere soll bei der Herstellung von Zwischenformen für das Gesenkschmieden eine optimale Masseverteilung erreicht werden.The invention has for its object a rolling device of the type mentioned specify with which on shaft-shaped workpieces in relation to their longitudinal axis non-rotationally symmetrical sections can be generated. In particular, the Production of intermediate forms for drop forging an optimal mass distribution can be achieved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Walzvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß zumindest ein an einer Flachbacke angebrachter, in seiner Breite kleiner als die Gesamtlänge des Werkstückes, in seiner in Umfangsrichtung auf dem Werkstück abrollenden Länge kleiner oder gleich dem halben Umfang des Werkstückes und in seiner Höhe entsprechend einer vorgegebenen Exzentrizi tät ausgebildeter Walzblock vorgesehen ist, der bei Bewegung der Flachbacken Werkstoff des auf eine dem Werkstoff entsprechende Schmiedetemperatur erwärmten Werkstückes verdrängt, wobei die Verdrängung des Werkstoffes zur Ausbildung eines nicht drehsymme trischen Abschnittes und gleichzeitig zu einer Längenänderung des Werkstückes oder bei einer seitlichen Begrenzung des Werkstückes zu Aufwalzungen am Werkstück führt.The object is achieved by a rolling device with the features of the preamble of claim 1 solved in that at least one on a flat jaw more appropriate, in width less than the total length of the workpiece, in its in Circumferential direction on the workpiece rolling length less than or equal to half Scope of the workpiece and its height according to a given eccentric trained roller block is provided, the material when moving the flat jaws of the workpiece heated to a forging temperature corresponding to the material displaced, the displacement of the material to form a non-rotationally symmetrical tric section and at the same time to a change in length of the workpiece or lateral limitation of the workpiece leads to rolling on the workpiece.

Neben der Möglichkeit der Herstellung von Werkstücken als Fertigteile mit dem bezüglich ih rer Längsachsen gewünschten nicht drehsymmetrischen Abschnitt eignet sich die erfin dungsgemäße Vorrichtung insbesondere zur Herstellung von Werkstücken, die als Zwi schenformen in einem Gesenkschmiede-Verfahren weiterbearbeitet werden. Mit der erfin dungsgemäßen Vorrichtung können Zwischenformen mit einer optimalen Werkstoffmasse verteilung hergestellt werden, so daß eine bessere Formfüllung im Gesenk, eine Herabset zung der Gesenkbelastung sowie Materialeinsparungen durch geringere Gratverluste er reicht werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Minimierung der Anzahl an Umformstufen beim Gesenkschmieden, was wiederum mit Fertigungszeiteinsparungen einhergeht.In addition to the possibility of producing workpieces as finished parts with the The non-rotationally symmetrical section desired for the longitudinal axes is the invented device according to the invention, in particular for the production of workpieces, which as an intermediate shapes are further processed in a drop forging process. With the inventor device according to the invention can intermediate forms with an optimal material mass Distribution are made, so that a better mold filling in the die, a reduction reduction of the die load and material savings through lower burr losses be enough. The device according to the invention enables the number to be minimized on forming stages in drop forging, which in turn saves production time goes along.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß wechselseitig mehrere Walzblöcke auf den Flachbacken angeordnet sind. Durch diese Maß nahme kann die Größe der zu erzielenden nicht drehsymmetrischen Querschnittsänderung am Werkstück beeinflußt werden.An advantageous embodiment of the device according to the invention is that mutually several blocks are arranged on the flat jaws. By that measure can take the size of the non-rotationally symmetrical change in cross-section be influenced on the workpiece.

Eine vorzugsweise Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht auch darin, daß auf dem oder den Flachbacken mehrere im Abstand nebeneinander angeordnete Walzblöcke vorgesehen sind. Hierdurch ist es möglich, mehrere nicht drehsymmetrische Abschnitte längs des Werkstückes zu erzeugen.A preferred embodiment of the device according to the invention also exists in that on the one or more flat jaws several spaced apart Rolling blocks are provided. This makes it possible to have several non-rotationally symmetrical ones Generate sections along the workpiece.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment and an associated one Drawing explained in more detail.

In der Zeichnung zeigenShow in the drawing

Fig. 1 ein zwischen zwei Flachbacken abgelegtes wellenförmiges Werkstück mit zunächst noch kreisförmigem Querschnitt und Fig. 1 a between two flat jaws wavy workpiece with initially still circular cross section and

Fig. 2 die Stellung der Flachbacken mit dem Werkstück unmittelbar nach Ausbil dung eines nicht drehsymmetrischen Abschnittes am Werkstück. Fig. 2 shows the position of the flat jaws with the workpiece immediately after training a non-rotationally symmetrical section on the workpiece.

In Fig. 1 ist mit 1 ein aus einem metallischen Werkstoff bestehendes, auf eine vorgegebene Länge geschnittenes oder geschertes wellenförmiges Werkstück bezeichnet. Dieses Werk stück 1 mit zunächst kreisförmigem Querschnitt wurde, nachdem es eine Erwärmung auf eine dem Werkstoff entsprechende Schmiedetemperatur erfahren hat, wie in Fig. 1 darge stellt, zwischen zwei Flachbacken 2a und 2b abgelegt. Werden die Flachbacken 2a und 2b - wie es die Pfeile in der Zeichnung andeuten - synchron, in parallelen Ebenen gegeneinander und tangential am Werkstück 1 bewegt, so dreht sich das Werkstück 1 in der in der Zeich nung gleichfalls mit einem Pfeil bezeichneten Richtung. Bei dieser Bewegung sorgt nun ein am unteren Flachbacken 2b angebrachter, in seiner Breite kleiner als die Gesamtlänge des Werkstückes 1 und in seiner in Umfangsrichtung auf dem Werkstück 1 abrollenden Länge gleich dem halben Umfang des Werkstückes 1 ausgebildeter Walzblock 3 dafür, daß Werk stoff am Werkstück 1 verdrängt wird, und am Werkstück 1 bezüglich dessen Längsachse 4 ein nicht drehsymmetrischer Abschnitt 5 entsteht (Fig. 2). Die erreichte Exzentrizität hängt dabei von der gewählten Höhe und die Breite des nicht drehsymmetrischen Abschnittes 5 von der Breite des Walzblockes 3 ab. Die Verdrängung des Werkstoffes führt gleichzeitig zu einer Längenänderung oder bei seitlicher Begrenzung des Werkstückes 1 zu Aufwalzungen, d. h. zu Vergrößerungen des Durchmessers. Die Aufwalzungen müssen dabei in ihrer Breite kleiner als die aus Länge des Werkstückes 1 und Breite des Walzblockes 3 gebildete Diffe renz gehalten werden.In Fig. 1, 1 denotes a wavy workpiece consisting of a metallic material, cut or sheared to a predetermined length. This work piece 1 with an initially circular cross-section was, after it has been heated to a forging temperature corresponding to the material, as shown in Fig. 1 Darge, placed between two flat jaws 2 a and 2 b. If the flat jaws 2 a and 2 b - as indicated by the arrows in the drawing - are moved synchronously, in parallel planes against each other and tangentially on the workpiece 1 , the workpiece 1 rotates in the direction also indicated in the drawing by an arrow. During this movement, a lower jaw 2 b attached, its width smaller than the total length of the workpiece 1 and its length rolling in the circumferential direction on the workpiece 1 is equal to half the circumference of the workpiece 1 formed block 3 that material on Workpiece 1 is displaced, and a non-rotationally symmetrical section 5 is formed on the workpiece 1 with respect to its longitudinal axis 4 ( FIG. 2). The eccentricity achieved depends on the selected height and the width of the non-rotationally symmetrical section 5 on the width of the rolling block 3 . The displacement of the material leads at the same time to a change in length or, in the case of lateral limitation of the workpiece 1, to roll-up, ie to an increase in the diameter. The rolling must be kept smaller in width than the difference formed from the length of the workpiece 1 and the width of the roll block 3 diffe.

Durch wechselseitige Anordnung mehrerer Walzblöcke 3 und zwar sowohl auf dem unteren als auch auf dem oberen Flachbacken 2b bzw. 2a kann die Größe der zu erzielenden nicht drehsymmetrischen Querschnittsänderung beeinflußt werden.The size of the non-rotationally symmetrical cross-sectional change that can be achieved can be influenced by mutual arrangement of a plurality of rolling blocks 3 , both on the lower and on the upper flat jaws 2 b and 2 a.

Es ist auch denkbar, mehrere Walzblöcke 3 auf dem bzw. den Flachbacken 2a bzw. 2b im Abstand nebeneinander anzuordnen, so daß mehrere, gegebenenfalls in ihrer Exzentrizität unterschiedliche, nebeneinander liegende nicht drehsymmetrische Abschnitte längs des Werkstückes 1 entstehen. It is also conceivable to arrange a plurality of rolling blocks 3 on the one or more flat jaws 2 a or 2 b at a distance from one another, so that a plurality of adjacent, non-rotationally symmetrical sections along the workpiece 1 , possibly different in their eccentricity, are formed.

Die beschriebene Walzvorrichtung ermöglicht die Herstellung von Fertigteilen, sie ist aber auch insbesondere zur Herstellung optimierter Zwischenformen für bestimmte Teilefamilien geeignet, die in einem Gesenkschmiedeverfahren hergestellt werden.The rolling device described enables the production of finished parts, but it is also in particular for the production of optimized intermediate forms for certain parts families suitable, which are manufactured in a drop forging process.

Claims

1. Rolling device for the production of wave-shaped workpieces made of metallic material, which has two flat jaws, which can be moved synchronously, in parallel planes against each other and tangentially on the workpiece rotating about its longitudinal axis, characterized in that at least one on a flat jaw ( 2 b ) attached, in width less than the total length of the workpiece ( 1 ), in its circumferential direction on the workpiece ( 1 ) rolling length less than or equal to half the circumference of the workpiece ( 1 ) and in height according to a predetermined eccentricity formed roll block ( 3 ) is provided which displaces the workpiece ( 1 ) when the flat jaws move the material heated to a forging temperature corresponding to the material, the displacement of the material to form a non-rotationally symmetrical section and at the same time to change the length of the workpiece ( 1 ) or with a side Boundary of the workpiece (1) leads to Aufwalzungen on the workpiece (1).

2. Rolling device according to claim 1, characterized in that mutually a plurality of rolling blocks ( 3 ) on the flat jaws ( 2 a, 2 b) are arranged.

3. Rolling device according to claim 1 or 2, characterized in that on the one or more flat jaws ( 2 a, 2 b) a plurality of spaced roll blocks ( 3 ) are provided.