DE711907C

DE711907C - Device for pressing hollow bodies closed at one end

Info

Publication number: DE711907C
Application number: DER100269D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Kuehna
Original assignee: Rheinmetall Borsig AG
Current assignee: Rheinmetall AG
Priority date: 1937-09-18
Filing date: 1937-09-18
Publication date: 1941-10-08

Description

Vorrichtung zum Pressen von einendig geschlossenen Hohlkörpern Im Preßverfahren hergestellte Hohlkörper weisen im unteren Zylinderteil dicht oberhalb des Bodens schlechtere mechanische Eigenschaften auf als im übrigen Teil des Werkstücks. Eingehende Untersuchungen haben ergeben, daß an dieser Stelle der Faserverlauf in der Zylinderwandung zur Richtung der Mantellinien quer gerichtet ist, während er sonst im Fluß der beim Pressen hochsteigenden Zylinderwand verläuft.Device for pressing hollow bodies closed at one end Im Hollow bodies produced by compression molding point just above in the lower part of the cylinder the soil has poorer mechanical properties than in the rest of the workpiece. In-depth investigations have shown that at this point the fiber orientation in the cylinder wall is directed transversely to the direction of the surface lines, while he otherwise runs in the flow of the cylinder wall rising up during pressing.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß,der quer gerichtete Faserverlauf oberhalb des Werkstückbodens von im Preßverfahren hergestellten Hohlkörpern dadurch entsteht, daß bei .der Annäherung des Preßdorns zum Matrizenboden der Werkstoff an der Bodenfläche schneller fließt als in den der Dornstirnfläche zu gelegenen Schichten. Das längs des Matrizenbodens fließende Material wird am Übergang der Matrize zur Zylinderwandung durch den an der Dornstirnfläche abfließenden Werkstoff seitlich abgedrängt und die notwendige Umlenkung des Flusses in die Mantelrichtung dadurch unterbunden. Es bildet -sich eine in Schliffbildern solcher Hohlkörper deutlich erkennbare Querrichtung im Faserverlauf dicht oberhalb des Bodens aus. Das Kristallkorn dieser Zone ist von gröberer Struktur als das sonstige Gefüge im Zylinder und der Ringquerschnitt an der Stelle .des quer gerichteten Faserverlaufs von geringerer Festigkeit als der übrige Teil des Werkstücks. Bei einer Weiterverarbeitung des gelochten Hohlkörpers. durch Ziehen bleibt diese Querschichtung im wesentlichen bestehen. Außerdem birgt sie die Gefahr, daß der beim nachherigen Ziehen den Kopf bildende Boden des Lochkörpers durch den Dorndruck beim Durchgang durch die Ziehpresse an der Stelle der Querschichtung des Materials abgerissen wird.The invention is based on the knowledge that the transversely directed fiber course above the workpiece base of hollow bodies produced in the pressing process is created by the fact that when the press mandrel approaches the die base, the material flows faster on the base surface than in the layers on the mandrel face. The material flowing along the die base is pushed off to the side at the transition from the die to the cylinder wall by the material flowing off the mandrel face and the necessary deflection of the flow in the lateral direction is thereby prevented. It forms - a transverse direction clearly recognizable in micrographs of such hollow bodies in the fiber course just above the ground. The crystal grain of this zone has a coarser structure than the rest of the structure in the cylinder and the ring cross-section at the point of the transversely directed fiber course is less firm than the rest of the workpiece. When further processing the perforated hollow body. by pulling, this transverse stratification remains essentially in place. In addition, it harbors the risk that the bottom of the perforated body, which forms the head during subsequent pulling, will be torn off by the pressure of the mandrel when passing through the drawing press at the point of the transverse layering of the material.

Zur Beseitigung des quer gerichteten Faser-; verlaufs beim Pressen von Werkstücken zur Umbildung in einendig geschlossene Hohlkörper, z. B. Druckaschen, Kartuschhülsen o. dgl., wird nach der Erfindung das Fließen des Materials am Matrizenboden erschwert und :dadurch ein schnelleres Fließen an der Stirnfläche des Preßdorns gewonnen. Durch die Hemmung des Werkstofffusses am Matrizenboden ergibt sich eine ungestörte Umlenkung der Fließrichtung aus der Bodenebene des Werkstücks in die Richtung des entstehenden Zylindermantels. Die Mittel zu einer solchen Begünstigung der Fließgeschwindigkeit in den der Dornfläche zu gelegenen Schichten gegenüber denjenigen am Matrizenboden können beliebiger Art sein. Z. B. könnte durch entsprechende Verjüngung des Preßstempels am Außenrand der Stirnfläche ein leichter Abfluß in die Zylindermantelrichtung erreicht werden oder unter Umständen durch eine Kühlung des Matrizenbodens die bildsame Verformung des zu lochenden Blocks an seiner Bodenfläche herabgesetzt sein. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, den Matrizenboden mit einer reibungsvergrößernden oder Fließstauung bildenden Formgebung auszurüsten, insbesondere ihn mit stufenförmigen Ausdrehungen zu versehen, die das Fließen des Werkstoffes an der Bödenfläche der Matrize erschweren und möglichst verhindern.To eliminate the transverse fiber; course while pressing of workpieces to be transformed into hollow bodies closed at one end, e.g. B. pressure ashes, Cartridge sleeves o. The like. According to the invention, the flow of the material on the die base difficult and: thereby faster flow at the end face of the press mandrel won. The inhibition of the base of the material on the bottom of the die results in a undisturbed deflection of the flow direction from the bottom level of the workpiece into the Direction of the resulting cylinder jacket. The means to such a favor the flow velocity in the layers facing the mandrel surface those on the die base can be of any type. For example, by appropriate Taper of the ram on the outer edge of the end face a slight drain in the cylinder jacket direction can be achieved or, under certain circumstances, by cooling of the die bottom the malleable deformation of the block to be punched on its bottom surface be degraded. The die base has proven to be particularly advantageous to equip it with a design that increases friction or creates flow congestion, in particular to provide it with step-shaped recesses that facilitate the flow of the Make it difficult for the material on the bottom surface of the die and, if possible, prevent it.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Pressen von Hohlkörpern nach der Erfindung veranschaulicht.In the drawing is an embodiment of a device for Pressing hollow bodies according to the invention illustrated.

Fig. i und i a zeigen im Querschnitt einen durch Pressen hergestellten Hohlkörper und die zugehörige Matrize der bekannten Art, Fig. 2 und 2a die entsprechenden Teile in dem Aufbau nach der Erfindung.FIGS. I and i a show in cross section a one produced by pressing Hollow body and the associated die of the known type, Fig. 2 and 2a the corresponding Parts in the structure according to the invention.

Der Hohllrörperao ist in bekannter Weise in einer Preßmatrize bo durch Eindrücken eines Stempels oder Preßdorns in einen durch Erwärmung plastisch bildsam gemachten Block hergestellt. Bei der Umformung zum Hohlkörper tritt durch das am Boden b1 der Matrize b" gegen Ende des Preßhubs wegfließende Material ein zur Richtung des Zylindermantels u1 quer gerichteter Faserverlauf ein, wie ihn die Stelle a2 in Fig. i erkennen läßt. Das am Boden b1 der Matrize seitlich abfließende Material wird durch den am Rand der Dornstirnfläche in -den zylindrischen Wandteil a1 des Lochkörpers herübergedrückten Werkstoff an einer Umlenkung aus der radialen Fließrichtung in die Axialrichtung der Zylinderwand behindert. Es bildet sich so der quer gerichtete Faserverlauf a2 .dicht oberhalb des Werkstückbodens mit dem :INachteil eines Ringquerschnitts verminderter Festigkeit. Das Korngefüge ist in diesem Teil gröber als im übrigen Teil des Zylindermantels. Beim weiteren Strecken des Hohlkörpers in einer Ziehpresse wird wohl das Korn an dieser Stelle etwas verfeinert, jedoch die Faserrichtung keineswegs nennenswert berichtigt, so daß, abgesehen von der geringeren Festigkeit der fertig gezogenen Hohlkörper, an dieser Stelle durch die mangelnde Zugfestigkeit dieses Querschnitts beim Ausstrecken des Hohlkörpers im Ziehringbett unter dem Druck des Ziehdorns der Werkstückskopf entlang der Faserquerschichtunga., abreißen kann.The Hohllrkörperao is in a known manner in a press die bo through Pressing a punch or press mandrel into a plastically malleable by heating made block. When forming into a hollow body, the am Bottom b1 of the die b "towards the end of the press stroke material flowing away in the direction of the cylinder jacket u1 a transversely directed fiber course, as it is the point a2 can be seen in Fig. i. The material flowing off to the side at the bottom b1 of the die is through the at the edge of the mandrel face in -the cylindrical wall part a1 des Hole body pressed over material at a deflection from the radial flow direction obstructed in the axial direction of the cylinder wall. The transverse direction is formed Fiber orientation a2 .tightly above the workpiece base with the: I disadvantage of a ring cross-section decreased strength. The grain structure is coarser in this part than in the rest Part of the cylinder jacket. When further stretching the hollow body in a drawing press the grain is refined a bit at this point, but the grain direction by no means significantly corrected, so that, apart from the lower strength of the finished drawn hollow body, at this point due to the lack of tensile strength of this Cross-section when stretching the hollow body in the drawing ring bed under the pressure of the The drawing mandrel can tear off the workpiece head along the fiber cross-layer a.

Bei der Ausbildung der Matrize gemäß der Erfindung nach Fig. 2a ist das Auftreten eines solchen quer gerichteten Faserverlaufs im unteren Teil des Hohlkörpers a vermieden. Nähert sich der Preßdorn, der in Fig. 2 b strichpunktiert angedeutet ist, dem Matrizenboden b1', so ist das Wegfließen des Werkstoffs :durch die stufenförmigen Ausdrehungen b.' erschwert. An den senkrechten Ausdrehungsrändern staut sich das unter dem Preßdruck am Boden b,' seitlich ausweichende Material. Die darüberliegenden Schichten werden in der Fließbewegung dadurch ebenfalls etwas gehemmt, füllen die Randecken und bilden so eine gute Umlenkung für die zur Dornstirnfläche hin gelegenen schneller fließenden Schichten, wie es Fig.2b deutlich erkennen läßt.In the formation of the die according to the invention according to FIG. 2a the occurrence of such a transversely directed fiber course in the lower part of the hollow body a avoided. Approaches the press mandrel, which is indicated in phantom in Fig. 2b is, the die base b1 ', then the flow of the material is: through the step-shaped Turnings b. ' difficult. This accumulates at the vertical edges of the recess under the pressure on the ground b, 'laterally evasive material. The overlying Layers are also somewhat inhibited in the flow movement, they fill them Edge corners and thus form a good deflection for those facing the mandrel face faster flowing layers, as Fig.2b clearly shows.

Es hat sich gezeigt, daß mit derartigen Mitteln zur Verringerung der Fließgeschwindigkeit des Werkstoffs am Matrizenboden bi ein vollkommen querrichtungsfreier Faserverlauf im zylindrischen Mantelteil a' erzielt wird. In einer derart ausgebildeten Matrize für den Ziehvorgang vorbearbeitete Hochdruckflaschen aus Leichtmetall zeigen eine bedeutend höhere Festigkeitsgrenze. Der Sprengdruck solcher Flaschen liegt zum Teil um 25% über den in der bisherigen Weise gepreßten Leichtmetallflaschen. Als weiterer Vorteil ergibt sich nach dem neuen Vorgehen eine vollständige Vermeidung von Innenbrüchen beim Pressen, wie sie bisweilen bei Hohlkörpern nach der früheren Herstellungsweise auftreten konnten, wo sich, wie in Fig. i b angedeutet, entlang dem quer gerichteten Faserverlauf ringförmige Keilstücke a3 an der Innenwandung ablösen konnten.It has been shown that with such means to reduce the The flow rate of the material at the bottom of the die is completely non-directional Fiber orientation in the cylindrical shell part a 'is achieved. In one trained in this way Show die for the drawing process pre-machined high-pressure cylinders made of light metal a significantly higher strength limit. The blast pressure of such bottles lies partly by 25% over the light metal bottles pressed in the previous way. Another advantage of the new procedure is that it is completely avoided internal fractures during pressing, as it sometimes happens with hollow bodies after the previous one Manufacturing could occur where, as indicated in Fig. I b, along the transversely directed fiber course annular wedge pieces a3 on the inner wall could replace.

Die volle Festigkeit am Bodenende des Zylinderteils ermöglicht weiter eine erhöhte Querschnittsabnahme beim späteren, nach Überdrehung der Bodenfläche zur Entfernung der stufenförmigen Absätze erfolgenden Ziehvorgang, ohne ein Abreißen der Böden unter dem Druck des Ziehdorns befürchten zu müssen. Die Verbesserung des Flusses in querrichtungsfreiem Verlauf zur Zylinderwandung des entstehenden Hohlkörpers ermöglicht auch die Verarbeitung empfindlicher Werkstoffe mit geringerer Schmiedbarkeit, insbesondere solcher Leichtmetallegierungen, die ihrer Sprödigkeit wegen bisher nur für Gußstücke verwendbar waren.The full strength at the bottom end of the cylinder part allows further an increased cross-section decrease in the later, after turning the floor surface to remove the stepped shoulders taking place without tearing off of having to fear the soil under the pressure of the drawing mandrel. the Improvement of the flow in a cross-directional course to the cylinder wall of the The resulting hollow body also enables the processing of sensitive materials with lower forgeability, especially those light metal alloys that Due to their brittleness, they were previously only usable for castings.

Die erläuterte Preßvorrichtung ist für alle Hohlkörper, unabhängig von deren Zylinder-, Oval- oder Mehrkantform, verwendbar und unabhängig vom Baustoff, so daß sie sich für.alle warm oder kalt schmiedbaren Werkstoffe, wie Stahl, Messing, Aluminium o. dgl., anwenden läßt.The pressing device explained is independent for all hollow bodies of their cylindrical, oval or polygonal shape, usable and independent of the building material, so that they are suitable for all hot or cold forgeable materials, such as steel, brass, Aluminum or the like, can be used.

Claims

PATENT CLAIM: Device for pressing single-ended closed Hollow bodies from a block inserted into the die, the material of which is on the ram rises, characterized in that the die base (bi) with step-shaped Turnings (b2 ') is provided.