DE652824C

DE652824C - Process and devices for the production of cast blanks for further processing on drawing presses

Info

Publication number: DE652824C
Application number: DEA77881D
Authority: DE
Original assignee: E H ROBERT ARDELT DR ING
Current assignee: E H ROBERT ARDELT DR ING
Priority date: 1935-12-08
Filing date: 1935-12-08
Publication date: 1937-11-09

Description

Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen gegossener Rohlinge zur Weiterverarbeitung auf Ziehpressen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen gegossener Rohlinge aus einem nach der Erstarrung schmiedbaren Werkstoff für die Weiterverarbeitung auf Ziehpressen, beispielsweise zur Geschoßherstellung. Ein Hauptzweck des neuen Verfahrens liegt darin, bereits mit der durch den Guß gegebenen Hitze ein durch einen Schmiedevorgang vergütetes Werkstück zu erhalten, welches möglichst noch in der gleichen Hitze durch einen Ziehvorgang auf die endgültigen Abmessungen gebracht werden kann. Bisher war es üblich, insbesondere bei der Herstellung von Stahlhohlblöcken den müssigen Stahl zunächst in Blöcke zu gießen. Die Blöcke wurden von neuem erhitzt und einem Walz- oder Schmiedevorgang unterworfen, um etwaige Lunker zu verschweißen und den Werkstoff zu verdichten. Aus dem so erhaltenen Stoff wurden dann gegebenenfalls in einer dritten Hitze durch eine Lochpresse die Rohlinge hergestellt, welche zur Weiterverarbeitung auf Ziehpressen verwendet wurden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, unmittelbar im Anschluß an das Gießen Maßnahmen anzuwenden, um dem Gußstück ein dichteres Gefüge zu geben, beispielsweise indem das Werkstück in der Form einem allseitig wirkenden Außendruck ausgesetzt wird. Beim Guß von Hohlblöcken ist dabei zur Erzeugung des Druckes ein Prägestempel vorgeschlagen, der den Kern für die Herstellung des Hohlraumes bildet. Auch bei dem vorliegenden Verfahren wird ein beweglicher, von einer Preßeinrichtung angetriebener Preßstempel verwendet, der als Kern für die Herstellung des Hohlraurnes im Werkstück dient und durch eine Deckelöffnung in die Gießform einfuhrbar ist. Dieser Preßstempel wird jedoch nicht dazu benutzt, eine Verdichtung des Werkstoffes lediglich durch Druck herbeizuführen. Die Erfindung besteht vielmehr darin, die Bewegung des Preßstempels zur Herbeiführung einer plastischen Verformung aller Teile des Werkstückes zu benutzen und dadurch den Werkstoff an allen Punkten in ähnlicher Weise zu vergüten, wie dies bei einem Schmiedevorgang der Fall ist. Die Erfindung besteht also darin, daß der den Hohlraum im Block herstellende Preßstempel erst dann in seine endgültige Lage in der Form bewegt wird, wenn der Werkstoff so weit erstarrt ist, daß er eine teigige schmiedbare Masse bildet, die bei der Bewegung des Stempels verformt wird. An der Stempelspitze wird dabei der Werkstoff verdrängt, und der verdrängte Werkstoff setzt alle übrigen Teile des Werkstoffes in eine Bewegung, die der Bewegung des Preßstempels entgegengerichtet ist. Es findet also eine Durchknetung oder eine plastische Umformung an allen Punkten des Werkstückes gleichzeitig statt. Die vergütende Wirkung dieser Verformung kann noch dadurch erhöht werden, daß die Form und der Prägestempel eine Formgebung erhalten, bei der der Flächeninhalt der Querschnitte entgegen der Richtung der Stempelbewegung etwas abnimmt, so daß während des Vorrückens des Prägestempels in die Form alle Teile des Werkstückes eine Verformung unter Verringerung ihres Querschnittes erfahren.Methods and devices for producing cast blanks for Further processing on drawing presses The present invention relates to a Process for producing cast blanks from a malleable material after solidification Material for further processing on drawing presses, for example for bullet production. A main purpose of the new process is to be familiar with that already given by the casting Heat to obtain a workpiece hardened and tempered by a forging process, which if possible in the same heat by drawing on the final Dimensions can be brought. So far it has been common, especially in manufacturing of hollow steel blocks to first pour the idle steel into blocks. The blocks were reheated and subjected to a rolling or forging process to remove any Welding cavities and compacting the material. From the fabric obtained in this way the blanks were then optionally in a third heat through a hole press which were used for further processing on drawing presses. It has also already been proposed to take measures immediately following the casting apply to give the casting a denser structure, for example by the workpiece in the mold is exposed to external pressure acting on all sides. When casting hollow blocks, an embossing die is suggested to generate the pressure, which forms the core for the production of the cavity. Even with this one The method is a movable press ram driven by a press device used, which serves as the core for the production of the cavity in the workpiece and can be introduced into the mold through a cover opening. This ram is but not used to compress the material simply by pressure bring about. Rather, the invention consists in the movement of the ram to bring about a plastic deformation of all parts of the workpiece and thereby to temper the material at all points in a similar way as this is the case in a forging process. The invention consists in that the only then into its final position is moved in the mold when the material has solidified so far that it has a doughy Forms malleable mass, which is deformed when the punch is moved. At the The material is displaced and the displaced material sets all other parts of the material in a movement that corresponds to the movement of the ram is opposite. So there is a kneading or a plastic deformation at all points of the workpiece simultaneously. The remunerative effect of this Deformation can be increased by the fact that the mold and the die one Preserved shape in which the surface area the cross-sections against the direction of the punch movement decreases somewhat, so that during the advance of the die in the form of all parts of the workpiece a deformation with reduction experience their cross-section.

Durch die angegebenen Maßnahmen ent-' steht also in einem Arbeitsvorgang aus der flüssigen Schmelze ein vergüteter und völlig dichter Hohlblock, dessen Temperatur nach dem Entfernen aus der Form noch hoch genug gehalten werden kann, um in der gleichen Hitze einem Ziehvorgange zur Herstellung der endgültigen Abmessungen unterworfen zu werden. Zweckmäßig wird dabei das Verfahren in der Weise durchgeführt, daß die Einwirkung des Preßstempels auf den Werkstoff nicht erst nach der völligen Erstarrung beginnt, sondern schon beim Abkühlen des Werkstoffes in der Nähe des Schmelzpunktes. Während des Erstarrungsvorganges wird dann die Bewegung des Stempels unter einem geringen Druck fortgesetzt, so daß die Bewegung des Stempels dem natürlichen Schwinden während der Erstarrung entspricht. Auf diese Weise wird die Entstehung von Lunkern mit voller Sicherheit vermieden. Wenn dann die Masse vollkommen erstarrt ist, wird die Bewegung unter einem höheren Druck fortgesetzt, der zur schmiedbaren Verformung der erstarrten Masse ausreicht, Bis der Preßstempel seine tiefste und endgültige Stellung erreicht hat.The specified measures thus result in one work process from the liquid melt a tempered and completely dense hollow block, its temperature after removal from the mold it can still be held high enough to be in the subjected to the same heat to a drawing process to produce the final dimensions to become. The method is expediently carried out in such a way that the The ram does not act on the material until it has completely solidified begins, but as soon as the material cools near the melting point. During the solidification process, the movement of the punch is then under a low pressure continued, so that the movement of the punch natural shrinkage corresponds to during solidification. This way voids will appear avoided with complete certainty. Then when the mass is completely solidified, will the movement continues under a higher pressure, which leads to malleable deformation the solidified mass is sufficient, Until the ram is deepest and final Position.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des neuen Verfahrens und der für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorrichtung :ergeben sich aus den beiliegenden Zeichnungen, in denen ein Beispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt ist.Further details and advantages of the new process and the for the implementation of the procedure required device: result from the accompanying drawings, in which an example of a device for carrying out of the procedure is shown.

In Abb. z ist der Querschnitt durch eine für das Verfahren verwendbare Form dargestellt. Die eigentliche Form ca besteht aus einem hochfeuerfesten und druckfesten Baustoff,. beispielsweise aus einer keramischen Masse, die zur Erhöhung der Festigkeit noch von einem Stahlmantel umgeben ist; an Stelle solcher Formen können auch Formen aus Metall, insbesondere aus Stahl, benutzt werden. In den Hohlraum b dieser Form ragt der Prägestempel c durch eine Öffnung des Deckels d hinein. Der Prägestempel c wird 'von einem Halter e getragen, der durch eine Preßvorrichtung bewegt wird. Zum Festhalten des Deckels d dient ein Ring f, der durch zwei Halter g ebenfalls von einer Preßvorrichtung aus gesteuert werden kann. Die Form a ist von einem Gehäuse h umgeben, welches Kühlkanäle i trägt. Diese Kühlkanäle laufen in an sich bekannter Weise in Spiralwindungen um die eigentliche Form a herum: der Ein- und Auslaß für das Kühlmittel erfolgt durch die Bohrungen 1z. Der Vorgang bei der Herstellung eines Hohl-,. Blockes mit der dargestellten Vorrichtung ist 'folgender: Zunächst wird bei völlig offener -.mzd leerer Form der Werkstoff in die Form eingegossen. Im Anschluß daran wird zweckmäßig die gesamte Form einem Rüttelvorgang unterworfen, tim ein restloses Entgasen der Flüssigkeit zu erreichen. Nach dem Entgasen wird der Deckel d auf die Form aufgelegt und der Prägestempel c durch die Öffnung des Deckes in die Form eingeführt. Wenn der Prägestempel etwa die Hälfte seines gesamten Weges zurückgelegt hat, wird die Kühlung der Form des Prägestempels angestellt und die Bewegung des Prägestempels verlangsamt. Sobald der flüssige Werkstoff durch das Einführen des Stempels etwa bis zur Höhe des Deckels in der Form hochgestiegen ist, wird der Deckel d durch den Ring f belastet und der Ring f durch die zugehörige Preßeinrichtung unter einem bestimmten Druck gehalten. Dadurch wird der weiteren Bewegung des Stempels c ein Widerstand entgegengesetzt: zur weiteren Bewegung ist also ein erhöhter Druck des Preßstempels c erforderlich. Während des nun folgenden Erstarrungsvorganges steht also der Inhalt der Form unter einem regelbaren Druck, der mindestens so hoch bemessen wird, daß die Bildung von Lunkern ausgeschlossen ist. Der Prägestempel c folgt auf Grund des auf ihm lastenden Druckes dem Schwinden des Werkstoffes beim Erstarren und wird am Ende des Erstarrens noch bis in seine endgültige Stellung in das Werkstück hineingepreßt. Das schon feste Werkstück wird- also einem Schmiedevorgang unterworfen, wobei sich der Deckel d gegen den Druck der Preßstangen g so weit von der Form abhebt, wie es der verdrängten Werkstoffmenge entspricht. Es bildet sich also in dem trichterförmigen Mundstück der Form a ein verlorener Kopf. Der eigentliche Herstellungsvorgang für das Werkstück ist damit beendet. Nunmehr kann entweder der Prägestempel aus der Form herausgezogen werden, wobei der Deckel d unter der Belastung durch den Ring f als Abstreifer wirkt, es können aber auch die Werkzeughalter e und g gleichzeitig nach oben bewegt werden, wobei das Werkstück aus der Form herausgehoben wird; ein erneutes Absenken des Ringes f durch die Preßstangen. g streift dann das Werkstück von dem' Dorn ab. Die Temperatur des Werkstückes reicht dabei noch vollkommen aus, um in der gleichen Hitze einen Ziehvorgang für das Werkstück anzuschließen.Fig. Z shows the cross-section through a mold that can be used for the process. The actual shape consists of a highly fire-resistant and pressure-resistant building material. for example from a ceramic mass which is surrounded by a steel jacket to increase the strength; Instead of such shapes, shapes made of metal, in particular steel, can also be used. The die c protrudes into the cavity b of this shape through an opening in the cover d. The die c is' carried by a holder e which is moved by a pressing device. To hold the cover d in place , a ring f is used, which can also be controlled from a pressing device by two holders g. The shape a is surrounded by a housing h which carries cooling channels i. These cooling channels run in a manner known per se in spiral windings around the actual shape a: the inlet and outlet for the coolant is through the bores 1z. The process of making a hollow ,. Block with the device shown is' as follows: First, with the mold completely open -.mzd empty, the material is poured into the mold. Subsequently, the entire mold is expediently subjected to a shaking process in order to achieve complete degassing of the liquid. After degassing, the cover d is placed on the mold and the die c is inserted into the mold through the opening in the cover. When the die has covered about half of its entire path, the cooling of the die of the die is turned on and the movement of the die is slowed down. As soon as the liquid material has risen up to the level of the lid in the mold by inserting the punch, the lid d is loaded by the ring f and the ring f is held under a certain pressure by the associated pressing device. As a result, the further movement of the ram c is opposed to a resistance: an increased pressure of the press ram c is therefore necessary for further movement. During the solidification process that now follows, the content of the mold is under a controllable pressure which is at least high enough to prevent the formation of voids. The die c follows the shrinkage of the material as it solidifies due to the pressure exerted on it and, at the end of solidification, is pressed into the workpiece until it is in its final position. The already solid workpiece is thus subjected to a forging process, the cover d being raised against the pressure of the pressing rods g as far from the form as corresponds to the amount of material displaced. A lost head is thus formed in the funnel-shaped mouthpiece of shape a. The actual manufacturing process for the workpiece is thus ended. Now either the die can be pulled out of the mold, the cover d acting as a scraper under the load from the ring f, but the tool holders e and g can also be moved upwards at the same time, the workpiece being lifted out of the mold; a renewed lowering of the ring f by the press rods. g then strips the workpiece from the mandrel. The temperature of the workpiece is still completely sufficient for a drawing process for the workpiece to follow in the same heat.

In Abb. a ist die in Abb. z dargestellte Form -in verkleinertem Maßstab in einer An.- Sicht zusammen mit der zugehörigen Preßeinrichtung wiedergegeben. Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß die Preßstangen g von dem Kolben-in betätigt werden, der in dein Zylinder :t arbeitet. Kolbenstange und Zylinder sind zur Durchführung der Stange e durchbohrt. Diese Stange e, welche zur Betätigung des Prägestempels c dient, wird von dein Kolben o betätigt, welcher in dem zweiten Zylinder p gleitet. Die beiden Zylinder n und p -\v erden von dem Pressengestell q getragen. Auf der Grundplatte dieses Pressengestelles befindet sich eine Vorrichtung zur Aufnahme des Formgehäuses h. Der Einguß des Werkstoffes in die Form kann beispielsweise an einer anderen Arbeitsstelle erfolgen, so daß jeweils eine für den Prägevorgang vorbereitete gefüllte Form durch eine Transportvorrichtung auf das Pressengestell aufgesetzt wird. Der Einguß des Werkstoffes kann aber auch an Ort und Stelle erfolgen; in diesem Falle wird zweckmäßig eine Rüttelvorrichtung an der mit r bezeichneten Stelle in den Grundbau der Presse eingebaut; eine derartige Rütteleinrichtung kann auch zum Rütteln von Formen dienen, welche bereits an anderer Stelle gefüllt sind.In Fig. A, the shape shown in Fig. Z is shown on a reduced scale in a view together with the associated pressing device. It can be seen from the figure that the press rods g are actuated by the piston-in which works in the cylinder: t. The piston rod and cylinder are drilled through to allow rod e to pass through. This rod e, which is used to actuate the die c, is actuated by the piston o which slides in the second cylinder p. The two cylinders n and p - \ v are carried by the press frame q . On the base plate of this press frame there is a device for receiving the molded housing h. The pouring of the material into the mold can take place, for example, at a different work station, so that a filled mold prepared for the embossing process is placed on the press frame by a transport device. The casting of the material can also take place on the spot; In this case, a vibrating device is expediently built into the basic structure of the press at the point marked r; Such a vibrating device can also be used to vibrate molds which have already been filled elsewhere.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Presse wird die untere Preßeinrichtung m., n. zweckmäßig mit Preßluft betrieben, während zur Betätigung des Kolbens o Druckwasser Anwendung finden kann. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das Herabtropfen von Wasser auf die Form mit Sicherheit vermieden werden kann. Auch für die Kühlurig des Prägestempels wird zweckmäßig eine Luftkühlung vorgesehen; auch hierdurch wird die Tropfgefahr während des Arbeitsvorganges vermieden; außerdem kann zur Kühlung Druckluft Anwendung finden, indem die Expansionskälte für die Kühlung mit ausgenutzt wird.In the press shown in Fig. 2, the lower pressing device m., n. expediently operated with compressed air, while to actuate the piston o pressurized water Can apply. This arrangement has the advantage that the dripping of Water on the mold can be avoided with certainty. Also for the Kühlurig air cooling is expediently provided for the die; also because of this the risk of dripping avoided during the work process; can also be used for cooling Compressed air is used by using the expansion cold for cooling will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for producing cast blanks for Further processing on drawing presses, for example for bullet production, under Use of closable forms and one insertable through a lid opening Press ram, characterized in that the cavity producing the cavity in the block The ram is only moved into its final position in the mold when. the Material has solidified so far that it forms a doughy, malleable mass that during the movement of the punch due to the displacement at the tip of the punch at all Points is subjected to a kneading that compensates for the material.

2. Procedure according to claim i, characterized in that the introduction of the punch into the Material begins when the solidification temperature is reached, then during the solidification process organges is continued under low pressure to the extent that voids are formed with certainty, is excluded, and finally after solidification of the whole material mass under higher pressure and under plastic deformation of the solidified Mass is terminated.

3. Apparatus for performing the method according to claim i or z, characterized in that the area of the cross sections of the between the mold (a) and the ram (c) remaining space (b) in the direction of Stamp movement increases, so that during the penetration of the ram into the All parts of the workpiece form a deformation while reducing the cross-section Experienced.

4. Device for performing the method according to claim i or 2, characterized in that the die or the mold or both parts with are equipped with adjustable cooling.

5. The method according to claim i or 2. characterized in that the material after pouring into the mold and before the implementation of the pressing process is degassed by shaking.