DE4418922C2 - Method and device for forging a workpiece made of steel, in particular a magnet wheel - Google Patents

Method and device for forging a workpiece made of steel, in particular a magnet wheel

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DE4418922C2 DE19944418922 DE4418922A DE4418922C2 DE 4418922 C2 DE4418922 C2 DE 4418922C2 DE 19944418922 DE19944418922 DE 19944418922 DE 4418922 A DE4418922 A DE 4418922A DE 4418922 C2 DE4418922 C2 DE 4418922C2
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    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieden eines Werkstücks aus Stahl, welches einen im wesentli­ chen flachen, runden Boden, in gleichmäßigen Abstän­ den rund um den Boden an diesen angeformte radiale Arme, von deren Enden axiale Vorsprünge ausgehen, sowie einen mittleren Kern aufweist, der an dem Boden auf der Seite der axialen Vorsprünge an geformt ist, ins­ besondere eines Polrades mit integriertem Kern, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for forging a workpiece made of steel, which essentially flat, round bottom, evenly spaced the radial around the bottom Arms, the ends of which have axial projections, and has a central core on the bottom is formed on the side of the axial projections, ins special of a pole wheel with integrated core, as well an apparatus for performing this method.

Polräder mit Kern werden paarweise in Drehstrom­ generatoren benötigt und müssen dementsprechend in hoher Stückzahl hergestellt werden.Magnetic wheels with core are in pairs in three-phase current generators are required and must be used accordingly large quantities can be produced.

Üblich ist die Herstellung solcher Polräder durch Warmschmieden in bis zu fünf, ein Vorschmieden, Vorformen, Schmieden mit Grat und Entgraten (Beschneiden) umfassenden Stufen und anschließendem Kalibrieren (Ekkehard Körner und Richard Knödler, Alternative zum Spanen, Maschinenmarkt, Würzburg, 100 (1994) 10, Seiten 28 bis 30 und 32, Bild 16). Das Schmieden mit Grat erfordert, obgleich niedrige Fließspannungen der Warmumformung genutzt werden, durch die starke Oberflä­ chenvergrößerung durch den Grat sehr hohe Preßkräfte bei entsprechender Bemessung der Umformmaschine und der Werkzeuge.It is customary to manufacture such magnet wheels by hot forging in up to five Forging, preforming, forging with burr and deburring (trimming) comprehensive stages and subsequent calibration (Ekkehard Körner and Richard Knödler, alternative to cutting, machine market, Würzburg, 100 (1994) 10, pages 28 to 30 and 32, Figure 16). Burr forging is required, although low Yield stresses of hot forming can be used due to the strong surface Chen enlargement by the ridge very high pressing forces with appropriate Dimensioning of the forming machine and the tools.

Zur Verringerung der beim Warmschmieden benötigten Preßkräfte schlagen die Verfasser in der vorgenannten Veröffentlichung, ein Halbwarmfließpressen in drei bis vier Stufen in einem ersten Durchgang und ein Kraftfließpressen in vier bis fünf Stufen in einem zweiten Durchgang vor. Obgleich die Tendenz zur Gratbildung beim vorgesehenen Halbwarmfließpressen verringert ist, ist ein Beschneiden zum Ende des ersten Durchgangs vorgesehen und die Ausbildung der Pole erfolgt im zweiten Durchgang durch Hochstellen und anschließendes Kalibrieren. Durch dieses Verfahren sind zwar gute Er­ gebnisse zu erzielen, jedoch ist der Arbeitsaufwand im­ mer noch erheblich. Sowohl im ersten Durchgang beim Halbwarmfließpressen als auch im zweiten Durchgang beim Kaltfließpressen muß in jeweils mehreren Stufen gefertigt werden, wodurch ein erheblicher Arbeitsauf­ wand entsteht.To reduce the pressing forces required in hot forging, the Author in the aforementioned publication, a semi-hot extrusion in three to four stages in a first pass and force extrusion in four to five stages in a second pass. Although the tendency to burr at provided semi-hot extrusion is trimmed to the end of the first pass and the formation of the poles takes place in the second Pass through superscript and then calibrate. Because of this  Procedures are good Er to achieve results, however, the workload in still considerable. Both in the first round at Semi-hot extrusion as well as in the second pass Cold extrusion must be carried out in several stages are manufactured, which means a considerable amount of work wall arises.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Methode zu schaffen, nach der sich derartige Werkstüc­ ke wirtschaftlicher und schneller fertigen lassen, ohne daß darunter die Qualität und Genauigkeit der Werk­ stücke leidet.The invention is therefore based on the object To create a method by which such workpieces ke can be manufactured more economically and quickly without that underneath the quality and accuracy of the work pieces suffers.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Ein­ führung folgender Verfahrensschritte gelöst:
According to the invention, this object is achieved by implementing the following method steps:

  • - Es wird eine aus zwei Formhälften bestehende verschließbare Form verwendet, deren innerer Formraum der negativen Endform des Werkstücks entspricht, wobei in der einen Formhälfte ein axial beweglicher Preßstempel gelagert ist.- It becomes one consisting of two mold halves lockable form used, the inner Form space of the negative final shape of the workpiece corresponds to wherein an axially movable press ram is mounted in one mold half.
  • - Es wird ein rotationssymmetrischer Vorrohling verwendet, dessen Durchmesser gleich oder etwas kleiner als der Kern des herzustellenden Werkstücks ist und der die Form einer aus einem Zylinder vorgestauchten Tonne aufweist.- A rotationally symmetrical pre-blank is used, whose diameter is the same or a little smaller than the core of the workpiece to be manufactured and that Form of a barrel pre-compressed from a cylinder.
  • - Der Vorrohling wird auf Schmiedetemperatur vorgewärmt und in die Form eingelegt.- The pre-blank is preheated to the forging temperature and inserted into the mold.
  • - Die Formhälften werden dicht verschlossen, so daß während des Schmiedevorgangs kein Grat entstehen kann.- The mold halves are sealed so that during the No burr can arise during the forging process.
  • - Durch Betätigung des Preßstempels, bei der dieser gegen die Rückseite des flachen Werkstückbo­ dens drückt, wird der Vorrohling in die beiden ge­ schlossenen Formhälften verdrängt.- By pressing the ram, at which this  against the back of the flat workpiece board presses the pre-blank into the two closed mold halves displaced.
  • - Der Durchmesser des Preßstempels ist dabei so bemessen, daß er geringfügig kleiner ist als der Fußkreisdurchmessers des Werkstücks, von wel­ chem die radialen Arme ausgehen.- The diameter of the ram is so dimensioned that it is slightly smaller than that Base diameter of the workpiece, by which chem the radial arms go out.
  • - Es wird zunächst überwiegend nach dem Quer­ fließpreßverfahren gearbeitet, bis der Werkstoff am Außenbereich der Form zur Anlage kommt.- It is initially mostly after the cross extrusion process worked until the material comes into contact with the outside of the mold.
  • - Bei weiterer ununterbrochener Stempelbewe­ gung wird im folgenden Verfahrensablauf überwie­ gend im Vorwärtsfließpreßverfahren gearbeitet, wo bei sich die in Axialrichtung weisenden Vor­ sprünge ausbilden.- In the event of further uninterrupted stamp movement The following procedure is used worked in the forward extrusion process, where in front of it the axially pointing train jumps.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Polrad bzw. ein ähnlich ausgebildetes Werk­ stück in einem einzigen Arbeitsgang ohne besonderen zusätzlichen Aufwand auf seine Endform gebracht wer­ den. Es braucht anschließend kein Grat entfernt zu wer­ den, und Nachkalibrierungen sind nicht erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich einen be­ sonders günstigen Werkstofffluß zunutze, der bei An­ wendung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zunächst quer zur Preßstempelbewegung bis zur Anla­ ge des Werkstoffs am Kopfkreisdurchmesser erfolgt, wobei es von Vorteil ist, wenn der Vorrohling die Form einer aus einem Zylinder vorgestauchten Tonne aufweist, da durch diese Vorform der Stofffluß während des Vorformungsprozesses weiter begünstigt wird. In der abschließenden Phase der Umformung geschieht bei weiterer, ununterbrochener Stempelbewegung die stetige Ausfüllung der axialen Vorsprünge der radialen Arme, wobei die Fließrichtung des Werkstoffes in diese Vorsprünge gleichsinnig der Stempelbewegung ist, so daß in dieser Phase ein Vorwärtsfließpressen bis zur vollständigen Füllung der Form erfolgt.When using the method according to the invention can be a magnet wheel or a similarly designed work piece in a single operation without any special who brought additional effort to its final shape the. No need to remove any ridges afterwards and recalibrations are not required. The method according to the invention makes itself be use particularly favorable material flow, which at An application of the method steps according to the invention first cross to the die movement to the plant ge of the material at the tip diameter, it is advantageous if the preform is in the form of a cylinder pre-compressed barrel, because through this preform the flow of material during the Preforming process is further favored. In the final phase of Forming happens  with further, uninterrupted stamp movement the constant filling of the axial protrusions of the radial Arms, the direction of flow of the material into this Projections in the same direction as the stamp movement, so that in this phase forward extrusion up to complete filling of the mold is done.

Zum Stand der Technik ist auf das Fließpressen zu verweisen, beispielsweise die Veröffentlichung von: "Walter Osen, Berichte aus dem Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart, Bd. 89, Untersuchungen über das kombinierte Quer-Napf-Vor­ wärts-Fließpressen, 1986, Springer Verlag, Seiten 16, 27, 28, 29, 92, 93 und 128", sowie der Veröffentlichung: "Umformtechnik, Handbuch für Industrie und Wissenschaft, herausgegeben von Kurt Lange, 1988, Springer Verlag". Obwohl das Fließpressen auch nach Wärmen auf eine werkstoff- und verfahrensspezifische Arbeitstemperatur als Halbwarm- oder Warmfließpressen durchführbar ist, hat es seine überragende Bedeutung als Kaltfließpressen gefunden.With regard to the prior art, reference is made to extrusion, for example that Publication of: "Walter Osen, reports from the Institute of Metal Forming at University of Stuttgart, Vol. 89, studies on the combined transverse bowl bowl Wärts-Fließpressen, 1986, Springer Verlag, pages 16, 27, 28, 29, 92, 93 and 128 ", as well as the publication: "Forming Technology, Manual for Industry and Science, published by Kurt Lange, 1988, Springer Verlag ". Although that Extrusion even after heating to a material and process specific Working temperature as a warm or hot extrusion, it has found its paramount importance as cold extrusion.

Stirnständig an einen Flanschteil angeformte Klauenteile werden hierbei von einem teilweise geschlossenen Ringspalt als mehrfach unterbrochene Napfwandung ausgeformt. Die Ausformung von sich verjüngenden in Axialrichtung weisenden Vorsprüngen (Polen) ist mit dem bekannten Verfahren des Quer-Napf-Vorwärts-Fließ­ pressens nicht möglich und wie die bisherige Praxis zeigt, nicht als Möglichkeit erkannt worden.Claw parts formed on the face of a flange part are one partially closed annular gap as a repeatedly interrupted bowl wall molded. The formation of tapered ones pointing in the axial direction Projections (Poland) is with the well-known process of cross-cup forward flow Pressing is not possible and, as previous practice shows, is not an option been recognized.

Es empfiehlt sich, den tonnenförmig vorgestauchten Vorrohling, dessen einer Abschnitt einen Durchmesser gleich oder etwas kleiner als dem des Kerns des herzustellenden Polrads hat, in seinem jenseitigen zweiten Abschnitt auf einen Durchmesser aufzustauchen, der gleich oder etwas kleiner ist als der Innendurch­ messer der Preßstempelführung. It is recommended to use the barrel pre-compressed pre-blank, one of which Section a diameter equal to or slightly less than that of the core of the Polrads to be produced has in its second side on a side Surfacing diameter that is equal to or slightly smaller than the inside knife of the ram guide.  

Wenn ein Polrad hergestellt werden soll, dessen Kern gelocht ist, kann der Kern in einem zusätzlichen Ar­ beitsgang mit einer mittigen Bohrung versehen werden.If a magnet wheel is to be manufactured, its core the core can be punched in an additional ar be provided with a central hole.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens besteht aus einer in eine Presse einsetzbaren Form aus zwei relativ zueinander beweg­ baren Formhälften und ist dadurch gekennzeichnet,
The device according to the invention for carrying out the method consists of a mold which can be inserted into a press and comprises two mold halves which can be moved relative to one another and is characterized in that

  • - daß die beiden Formhälften vor dem Umform­ beginn derart verschließbar sind, daß kein Grat­ spalt mehr vorhanden ist,- That the two mold halves before forming beginning are so closable that no burr there is more gap,
  • - daß die Innenkontur der Formhälften bei ge­ schlossener Form der Endform des Werkstücks entspricht,- That the inner contour of the mold halves at ge closed form of the final shape of the workpiece corresponds to
  • - daß in der einen Formhälfte der Kern und zu­ mindest teilweise die Arme und die sich an diese anschließenden axialen Vorsprünge als Negativ eingearbeitet sind,- That in one half of the mold and the core at least partially the arms and those attached to them subsequent axial projections as a negative are incorporated,
  • - daß in der anderen Formhälfte ein mittiger Preß­ stempel axial verschieblich geführt ist und- That in the other half of the mold a central press stamp is guided axially displaceable and
  • - daß der Durchmesser des Preßstempels etwas kleiner als der Fußkreisdurchmesser des Werk­ stücks ausgebildet ist, von welchem die radialen Arme ausgehen.- That the diameter of the ram somewhat smaller than the base diameter of the plant piece is formed, of which the radial Arms out.

Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich das erfin­ dungsgemäße Verfahren in einem einzigen Arbeitsgang durchführen, wobei ein Werkstück mit guter Oberfläche und hervorragender Maßhaltigkeit entsteht.With such a device this can be invented process according to the invention in a single operation carry out a workpiece with a good surface and excellent dimensional accuracy.

In der Formhälfte, die die Negativausnehmung für den Kern aufweist, ist eine mittige, zylindrische Durch­ gangsöffnung vorgesehen, in der ein Stempel als Aus­ stoßer axial verschieblich geführt ist. Dadurch kann das fertig hergestellte Werkstück nach dem Öffnen der Form sehr leicht ausgestoßen werden.In the mold half, which is the negative recess for has the core is a central, cylindrical through passage opening provided in which a stamp as an off is axially displaceably guided. This can do that finished workpiece after opening the Shape can be ejected very easily.

Zweckmäßig sind die beiden Formhälften als statio­ näres Unterwerkzeug sowie auf- und abbewegbares Oberwerkzeug ausgebildet. Die Formhälften können somit ohne weiteres in vertikal arbeitende Pressen ein­ gebaut werden, die in den meisten einschlägigen Betrie­ ben vorhanden sind.The two mold halves are useful as statio  nary lower tool as well as movable up and down Upper tool trained. The mold halves can thus easily in vertically working presses to be built in most relevant establishments ben are available.

Die Erfindung ist in der Zeichnung am Beispiel eines Polrades veranschaulicht und im nachstehenden im ein­ zelnen beschrieben. Es zeigen:The invention is in the drawing using the example of a Polrades illustrated and in the following in one described individually. Show it:

Fig. 1 die Darstellung eines Polrades und Fig. 1 shows the representation of a magnet wheel and

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch die beiden Formhälften zur Herstellung eines sol­ chen Polrades. Fig. 2 shows a schematic representation of a section through the two mold halves for the manufacture of a sol pole wheel.

Nach Fig. 1 der Zeichnung besteht das Polrad 1, wel­ ches paarweise in Drehstromgeneratoren, vorzugsweise in Lichtmaschinen, benötigt wird, aus einem einstückig hergestellten Stahl-Schmiedeteil. Das Polrad 1 weist ei­ nen runden Boden 2 in gleichmäßigen Abständen rund um den Boden an diesen angeformte radiale Arme 3, axiale Vorsprünge 4, die an den Enden der radialen Ar­ me 3 angeordnet sind, sowie einen mittleren Kern 5 auf der an dem Boden 2 auf der Seite der axialen Vorsprün­ ge 4 angeordnet ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel weist das Polrad 1 sechs in gleichmäßi­ gen Abständen rund um den Boden 2 angeformte radia­ le Arme 3 auf. Die an allen Armen 3 angeformten Vor­ sprünge 4 verjüngen sich zu ihren Spitzen 6 hin konisch. Der Boden 2 ist in radialer Richtung durch den Fuß­ kreisdurchmesser 7 begrenzt. Der äußere Umfang der radialen Arme 3 schmiegt sich in einen Kopfkreisdurch­ messer 8 ein.According to Fig. 1 of the drawing, the magnet wheel 1 , which is required in pairs in three-phase generators, preferably in alternators, is made from a one-piece steel forged part. The flywheel 1 comprises egg NEN round bottom 2 at equal intervals around the bottom of this molded-on radial arms 3, axial projections 4, me at the ends of radial Ar 3 are arranged, and an intermediate core 5 on the at the bottom 2 on the side of the axial projections GE 4 is arranged. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the magnet wheel 1 has six radia le arms 3 formed at uniform intervals around the base 2 . The molded on all arms 3 before jumps 4 taper towards their tips 6 conically. The bottom 2 is limited in the radial direction by the foot circular diameter 7 . The outer circumference of the radial arms 3 nestles in a tip circle diameter 8 .

Das in Fig. 1 dargestellte Polrad 1 wird mit der in Fig. 2 dargestellten Form 9 hergestellt.The pole wheel 1 shown in Fig. 1 is produced with the embodiment shown in Fig. 2 mold 9.

Die Form 9 besteht aus zwei Formhälften 10 und 11. Die Anordnung der Formhälften, die relativ zueinander entlang einer gedachten Achse 12 beweglich sind, ist beliebig. In Fig. 2 ist die Achse horizontal angeordnet Es ist aber auch ebenso denkbar, daß die Achse 12 verti­ kal oder unter einem beliebigen Winkel verläuft. Bei vertikaler Anordnung der Achse 12 kann die rechte Formhälfte 11 als stationäres Unterwerkzeug ausgebil­ det sein, während die linke Formhälfte 10 als Oberwerk­ zeug ausgebildet ist, welches mittels einer Presse in ver­ tikaler Richtung bewegt werden kann.The mold 9 consists of two mold halves 10 and 11 . The arrangement of the mold halves, which are movable relative to each other along an imaginary axis 12 , is arbitrary. In Fig. 2, the axis is arranged horizontally, but it is also conceivable that the axis 12 extends verti cal or at any angle. In a vertical arrangement of the axis 12 , the right mold half 11 can be ausgebil det as a stationary lower tool, while the left mold half 10 is designed as an upper tool, which can be moved in a vertical direction by means of a press.

Die beiden Formhälften 10 und 11 lassen sich dicht schließen, so daß es während der Umformung keinen Gratauslauf gibt. Der freie Formraum zwischen den bei­ den dicht aneinanderliegenden Formhälften 10 und 11 entspricht genau der Negativform der endgültigen Ge­ stalt des herzustellenden Polrades 1.The two mold halves 10 and 11 can be closed tightly, so that there is no burr outlet during the forming. The free molding space between the mold halves 10 and 11 lying close together corresponds exactly to the negative shape of the final shape of the magnet wheel 1 to be produced .

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiel sind in die rechte Formhälfte 11 die Ausneh­ mungen für den Kern 5, für die axialen Vorsprünge 4 sowie den auf der Seite des Kerns und der Vorsprünge liegenden Teil der Arme 3 ausgebildet. In die linke Formhälfte 10 sind die Ausnehmungen für den Boden 2 sowie die sich an diesen anschließenden Bereiche der Arme 3 eingeformt.In the embodiment shown in the drawing, for example, the recesses for the core 5 , for the axial projections 4 and the part of the arms 3 lying on the side of the core and the projections are formed in the right mold half 11 . The recesses for the base 2 and the regions of the arms 3 adjoining them are molded into the left mold half 10 .

In der linken Formhälfte 10 ist ferner eine zylindri­ sche Führung 13 für einen Preßstempel 14 vorgesehen, der in Richtung der Achse 12 nach rechts und links bewegbar ist. Der Durchmesser des Preßstempels 14 ist etwas kleiner als der Fußkreisdurchmesser 7 des Polra­ des 1 ausgebildet. In seiner nach rechts ausgefahrenen Extremstellung dient die Stirnseite 15 des Preßstempels 14 als Formfläche für den Boden 2 des Polrades 1. Durch 6. die großflächige Anlage des Preßstempels 14 an dem Werkstück ist ein optimaler Stofffluß möglich.In the left mold half 10 a cylindri cal guide 13 is also provided for a ram 14 which is movable in the direction of the axis 12 to the right and left. The diameter of the ram 14 is somewhat smaller than the root diameter 7 of the Polra of 1 . In its extreme position extended to the right, the end face 15 of the press ram 14 serves as a shaping surface for the base 2 of the magnet wheel 1 . By 6 . the large area of the press ram 14 on the workpiece, an optimal material flow is possible.

In der rechten Formhälfte 11 ist ebenfalls eine zylin­ drische Durchgangsöffnung 16 vorgesehen, in der ein Stempel 17 als Ausstoßer für ein fertig geformtes Polrad 1 verschieblich geführt ist.In the right mold half 11 is also a cylin drical passage opening 16 is provided, in which a stamp 17 is guided as an ejector for a fully shaped pole wheel 1 .

Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt:The method according to the invention is as follows carried out:

Zunächst einmal wird ein Vorrohling 18 hergestellt, der in seiner einfachsten Form zylindrisch ausgebildet ist, wobei sein Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des zu formenden Kerns 5. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist derjenige Bereich des Vorrohlings, der sich jenseits des Kerns 5 befindet, tonnenförmig angestaucht, wobei der maximale Durchmesser des angestauchten Vorroh­ lings gleich oder etwas kleiner als der Innendurchmes­ ser der Führung 13 des Preßstempels 14 ist.First of all, a pre-blank 18 is produced, which in its simplest form is cylindrical, its diameter being slightly smaller than the outside diameter of the core 5 to be shaped. In the embodiment shown in the drawing, that area of the preliminary blank, which is located beyond the core 5, is barrel-shaped, with the maximum diameter of the upset preliminary blank being equal to or slightly smaller than the inner diameter of the guide 13 of the press ram 14 .

Das Volumen des Vorrohlings 18 entspricht exakt dem Volumen des herzustellenden Polrades.The volume of the pre-blank 18 corresponds exactly to the volume of the magnet wheel to be produced.

Der Vorrohling wird auf Schmiedetemperatur ge­ bracht und in die Formhälften 10 und 11 eingesetzt, die daraufhin dicht zusammengefahren werden. Dann wird der Preßstempel 14 betätigt, der kontinuierlich bis in seine Endstellung fährt, in der er die äußere Begrenzung des Bodens 2 des Polrades 1 bildet.The pre-blank is brought to the forging temperature and inserted into the mold halves 10 and 11 , which are then moved together tightly. Then the press ram 14 is actuated, which moves continuously into its end position, in which it forms the outer boundary of the bottom 2 of the magnet wheel 1 .

Die Formfüllung erfolgt ohne Gratverlust nur durch die Verdrängung des Vorrohlings 18 in die geschlosse­ nen Formhälften 10 und 11, und zwar innerhalb eines Temperaturbereichs von ca. 1000° Celsius bis 1250° Celsius. Während des Verdrängungsvorgangs findet ein kombiniertes Quer- und Vorwärtsfließpressen statt, so daß sich der Formenhohlraum bis in die konischen Vor­ sprünge 4 füllt. Der Werkstofffluß verläuft zunächst quer zur Verschiebung des Preßstempels 14, so daß sich die Arme 3 ausbilden können, bis der Werkstoff im Be­ reich des Kopfkreisdurchmessers 8 an der Innenseite der Form zur Anlage kommt. Danach erfolgt die Um­ formung bei weiterer, ununterbrochener Verschiebung des Preßstempels 14 derart, daß sich die Hohlräume für die axialen, konischen Vorsprünge 4 stetig ausfüllen. In dieser Phase verläuft die Fließrichtung des Werkstoffs in die Vorsprünge 4 gleichsinnig mit der Bewegung des Preßstempels 14, so daß hier ein Vorwärtsfließpressen bis zur vollständigen Füllung der Form erfolgt.The mold filling takes place without loss of burr only by displacing the pre-blank 18 into the closed mold halves 10 and 11 , within a temperature range of approximately 1000 ° C to 1250 ° Celsius. During the displacement process, a combined transverse and forward extrusion takes place, so that the mold cavity fills into the conical projections 4 before. The material flow initially runs transversely to the displacement of the ram 14 , so that the arms 3 can form until the material in the area of the tip circle diameter 8 comes to rest on the inside of the mold. Thereafter, the formation takes place with further, uninterrupted displacement of the ram 14 such that the cavities for the axial, conical projections 4 fill continuously. In this phase, the direction of flow of the material into the projections 4 runs in the same direction as the movement of the ram 14 , so that forward extrusion takes place until the mold is completely filled.

Nach Beendigung des Preßvorgangs fahren die bei­ den Formhälften 10 und 11 auseinander, und das fertige Polrad 1 wird durch Betätigung des Ausstoßers 17 aus der Formhälfte 11 ausgestoßen.After completion of the pressing process, the mold halves 10 and 11 diverge, and the finished magnet wheel 1 is ejected from the mold half 11 by actuating the ejector 17 .

Das Bemerkenswerte an dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß unter Anwendung der er­ findungsgemäßen Maßnahmen das Polrad 1 in einem einzigen Arbeitsgang aus dem Vorrohling 18 hergestellt werden kann, ohne daß es nachträglich kalibriert oder in sonstiger Weise nachbearbeitet werden muß.The remarkable thing about the method according to the invention is that, using the measures according to the invention, the magnet wheel 1 can be produced in a single operation from the pre-blank 18 without it having to be calibrated or reworked in any other way.

Wenn der Kern 5 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Bohrung versehen werden soll, so erfolgt das Einarbeiten der Bohrung vorzugsweise in einem nachgeschalteten Arbeitsgang.If the core 5 is to be provided with a bore (not shown in the drawing), the drilling in of the bore is preferably carried out in a subsequent operation.

BezugszeichenlisteReference list

11

Polrad
Magnet wheel

22nd

Boden
ground

33rd

radiale Arme
radial arms

44th

axiale Vorsprünge
axial projections

55

Kern
core

66

Spitze
top

77

Fußkreisdurchmesser
Root diameter

88th

Kopfkreisdurchmesser
Tip diameter

99

Form
shape

1010th

Formhälfte
Mold half

1111

Formhälfte
Mold half

1212th

Achse
axis

1313

Führung
guide

1414

Preßstempel
Ram

1515

Stirnseite
Face

1616

Durchgangsöffnung
Through opening

1717th

Ausstoßer
Ejector

1818th

Vorrohling
Pre-blank

Claims (6)

1. Verfahren zum Schmieden eines Werkstücks aus Stahl, wel­ ches einen im wesentlichen flachen, runden Boden, in gleichmäßigen Abständen rund um den Boden an diesen ange­ formte radiale Arme, von deren Enden axiale Vorsprünge ausgehen, sowie einen mittleren Kern aufweist, der an dem Boden auf der Seite der axialen Vorsprünge angeordnet ist, insbesondere eines Polrades mit integriertem Kern, beste­ hend aus folgenden Schritten:
  • - Es wird eine aus zwei Formhälften bestehende ver­ schließbare Form verwendet, deren innerer Formraum der negativen Endform des Werkstücks entspricht, wobei in der einen Formhälfte ein axial beweglicher Preßstempel gelagert ist.
  • - Es wird ein rotationssymmetrischer Vorrohling verwen­ det, dessen Durchmesser gleich oder etwas kleiner als der Kern des herzustellenden Werkstücks ist und der die Form einer aus einem Zylinder vorgestauchten Tonne aufweist.
  • - Der Vorrohling wird auf Schmiedetemperatur vorgewärmt und in die Form eingelegt.
  • - Die Formhälften werden dicht verschlossen, so daß während des Schmiedevorgangs kein Grat entstehen kann.
  • - Durch Betätigung des Preßstempels, bei der dieser gegen die Rückseite des flachen Werkstückbodens drückt, wird der Vorrohling in die beiden geschlosse­ nen Formhälften verdrängt.
  • - Der Durchmesser des Preßstempels ist dabei so bemes­ sen, daß er geringfügig kleiner ist als der Fußkreis­ durchmesser des Werkstücks, von welchem die radialen Arme ausgehen.
  • - Es wird zunächst überwiegend nach dem Querfließpreß­ verfahren gearbeitet, bis der Werkstoff am Außenbe­ reich der Form zur Anlage kommt.
  • - Bei weiterer ununterbrochener Stempelbewegung wird im folgenden Verformungsablauf überwiegend im Vorwärts­ fließpreßverfahren gearbeitet, wobei sich die in Axialrichtung weisenden Vorsprünge ausbilden.
1. A method for forging a workpiece made of steel, which is a substantially flat, round bottom, at uniform intervals around the bottom, formed on these radial arms, the ends of which extend from axial projections, and has a central core on which Bottom is arranged on the side of the axial projections, in particular a pole wheel with an integrated core, consisting of the following steps:
  • - There is a two mold halves ver closable shape is used, the inner mold space corresponds to the negative final shape of the workpiece, with an axially movable press ram is mounted in one mold half.
  • - A rotationally symmetrical pre-blank is used, the diameter of which is equal to or slightly smaller than the core of the workpiece to be produced and which has the shape of a barrel pre-compressed from a cylinder.
  • - The pre-blank is preheated to the forging temperature and inserted into the mold.
  • - The mold halves are tightly sealed so that no burrs can occur during the forging process.
  • - By pressing the ram, which presses against the back of the flat workpiece base, the pre-blank is displaced into the two closed mold halves.
  • - The diameter of the press ram is so that it is slightly smaller than the root diameter of the workpiece from which the radial arms originate.
  • - Initially, the cross-extrusion process is predominantly used until the material on the outside area of the mold comes into contact.
  • - In the case of a further uninterrupted stamp movement, the following deformation sequence is predominantly carried out in the forward extrusion process, the projections pointing in the axial direction being formed.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abschnitt des Vorrohlings jen­ seits des den späteren Kern bildenden Bereichs vor dem Einlegen in die Form durch Stauchen auf einen Durchmesser ausgedehnt wird, der gleich oder etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Preßstempelführung.2. The method according to claim 1, characterized records that the pre-blank section is that on the part of the later core area before Insert into the mold by compressing it to a diameter which is equal to or slightly smaller than that Inside diameter of the press ram guide. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, zum Herstellen eines Polrades, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern in einem zusätzlichen Arbeitsgang mit einer mit­ tigen Bohrung versehen wird. 3. The method according to claim 1 or 2, for producing a Polrades, characterized in that the core in an additional operation with a hole is provided.   4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einer in eine Presse einsetzbaren Form aus zwei relativ zueinander be­ wegbaren Formhälften, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • - daß die beiden Formhälften (10, 11) vor dem Umform­ beginn derart verschließbar sind, daß kein Gratspalt mehr vorhanden ist,
  • - daß die Innenkontur der Formhälften (10, 11) bei ge­ schlossener Form der Endform des Werkstücks ent­ spricht,
  • - daß in der einen Formhälfte (11) der Kern (5) und zumindest teilweise die Arme (3) und die sich an diese anschließenden axialen Vorsprünge (4) als Negativ eingearbeitet sind.
  • - daß in der anderen Formhälfte (10) ein mittiger Preß­ stempel (14) axial verschieblich geführt ist und
  • - daß der Durchmesser des Preßstempels (14) etwas klei­ ner als der Fußkreisdurchmesser (7) des Werkstücks ausgebildet ist, von welchem die radialen Arme (3) ausgehen.
4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 or 2, consisting of a mold which can be inserted into a press and has two mold halves which can be moved relative to one another, characterized in that
  • - that the two mold halves ( 10 , 11 ) can be closed in such a way before forming that there is no longer a burr gap,
  • - That the inner contour of the mold halves ( 10 , 11 ) speaks ent with ge closed shape of the final shape of the workpiece,
  • - That in one mold half ( 11 ) of the core ( 5 ) and at least partially the arms ( 3 ) and the axial projections ( 4 ) adjoining them are incorporated as a negative.
  • - That in the other mold half ( 10 ) a central press stamp ( 14 ) is axially displaceable and
  • - That the diameter of the press ram ( 14 ) is somewhat smaller than the root diameter ( 7 ) of the workpiece, from which the radial arms ( 3 ) extend.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in derjenigen Formhälfte (11), die die Negativausnehmung für den Kern (5) aufweist, eine mittige zylindrische Durchgangsöffnung (16) vorgesehen ist, in der ein Stempel (17) als Ausstoßer axial ver­ schieblich geführt ist.5. The device according to claim 4, characterized in that in the mold half ( 11 ) having the negative recess for the core ( 5 ), a central cylindrical through opening ( 16 ) is provided in which a stamp ( 17 ) as an ejector axially is slidably guided. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Formhälften (10, 11) als stationäres Unterwerkzeug und auf- und abbe­ wegbares Oberwerkzeug ausgebildet sind.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the two mold halves ( 10 , 11 ) are designed as a stationary lower tool and up and abbe movable upper tool.
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