DE7635081U1 - DEVICE FOR COLD FORMING A BLANK MADE OF DUCTILE MATERIAL - Google Patents
DEVICE FOR COLD FORMING A BLANK MADE OF DUCTILE MATERIALInfo
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Beschreibung zum GebrauchsmustergesuchDescription of the utility model application
der Firma The Post Office, 23 Howland Street, London WlP 6HQ, Englandof The Post Office, 23 Howland Street, London WlP 6HQ, England
betreffendconcerning
"Vorrichtung zum Kaltverformen eines Rohlings aus duktilem Material""Device for cold forming a blank made of ductile material"
Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kaltverformen eines Rohlings aus duktilem Material, insbesondere aus duktilem Metall.The innovation relates to a device for cold forming a blank made of ductile Material, especially made of ductile metal.
Bei der Kaltverformung von duktilen Metallen ist es bekannt einen Metallrohling in eine entsprechende Hohlform einzuschlagen, in dem man einen Stempel mit hoher Stoßkraft auftreffen läßt. Wenn bei der Kaltverformung nicht nur eine bestimmte Außenkontur ausgebildet w&rden soll, sondern auch eine Hinterschneidungsflache bestimmter Ausbildung muß die Hohlform einen entsprechend ausgebildeten und geformten Vasprung besitzen. Dies kann wiederuir zu der Notwendigkeit führen, eine in zwei oder mehr Teile auftrennbare Hohlform zu verwenden, die vor dem Kaltverformarbeitsgang zueinander bewegt werden müssen undIn the cold working of ductile metals, it is known to convert a metal blank into a hit the appropriate hollow form by hitting a punch with high impact force leaves. If not only a certain outer contour should be formed during cold forming, but also an undercut surface of certain training, the hollow shape must have a corresponding have trained and shaped vasprung. This may in turn lead to the need lead to use a mold that can be split into two or more parts before the cold forming operation must be moved towards each other and
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7635081 2101777635081 210177
danach gelöst werden, um das fertiggestellte Werkstück zu entnehmen. Wenn der Mechanismus für das Öffnen und Schließen der Hohlformteile nicht eine vollständige und genaue Zusammenführung der Hohlformteile sicherstellt, bevor das Kaltverformen stattfindet, kann an der Oberfläche des Werkstückes ein Grat stehenbleiben.afterwards to be solved to the finished workpiece refer to. If the mechanism for opening and closing the hollow molded parts is not one Ensures complete and precise merging of the hollow molded parts before the cold forming takes place, a burr can remain on the surface of the workpiece.
Alternativ kann man die hinterschnittene Fläche durch entsprechende spanabhebende Bearbeitung des Werkstücks herstellen, nachdem das letztere kaltverformt worden ist, doch sind solche Arbeitsgänge zeitaufwendig und erfordern entsprechend ausgebildete Werkzeuge. Im Falle einer Ausnehmung in Form eines enghalsigen Hohlraums mit bestimmter Oberflächengestalt kann es sich als unmöglich erweisen, diesen Hohlraum durch spanabhebende Arbeitsgänge herzustellen und in solchen Fällen hat man Gießverfahren benutzt, die die Zerstörung der Form erfordern bevor die Gußstücke entneommen werden können. Solche Gußverfahren sind jedoch wenΐg geeignet für Massenproduktion kleiner Bauteile.Alternatively, the undercut surface can be produced by appropriate machining of the workpiece after the latter has been cold-worked, but such operations are time-consuming and require appropriately trained tools. In the case of a recess in the form of a narrow-necked cavity with a certain surface shape, it may prove impossible to produce this cavity by machining operations and in such cases casting processes have been used which require the destruction of the mold before the castings can be removed. Such casting techniques are, however, who ΐ g suitable for mass production of small components.
Aufgabe der Neuerung ist es eine fur solche Fälle geeignete Vorrichtung zu schaffen und die Lösung ergibt sich aus dem Schutzanspruch 1, wobei die Unteransprüche als zweckmäßig erkannte Weiterbildungen definieren. Die neuerungsgemäße Vorrichtung führt zu ehern Arbeitsverfahren mit folgenden Schritten:The object of the innovation is to create a device suitable for such cases and the solution results from the protection claim 1, wherein the Define subclaims as expedient further developments. The device according to the innovation leads to iron working procedures with the following steps:
1) Bei der Herstellung des Rohlings wird im Bereich der Hinterschneidung, die das fertige Werkstück nach der Kaltverformung aufweisen soll, eine Ausnehmung eingebracht1) During the production of the blank, the undercut that the finished workpiece should have after the cold forming, a recess is introduced
7835081 zt.oi 777835081 part oi 77
in die sich mindestens ein Teil des Rohlings verformen kann;into which at least a part of the blank can be deformed;
2) Der Rohling wird dann in die Hohlform eingeschlagen, deren Oberfläche die entsprechende Kontur der Außenfläche des Rohlings bewirkt, in dem mindestens ein Teil des Rohlings in die Ausnehmung deformiert wird unter mindestens teilweiser Auffüllung der Ausnehmung.2) The blank is then hammered into the hollow mold, the surface of which is the corresponding The contour of the outer surface of the blank is caused by at least part of the blank being deformed into the recess is filled with at least partial filling of the recess.
3) Danach wird mittels des Auswerfers das fertiggestellte Werkstück ausgeworfen, der vorzugsweise einen Fortsatz aufweist zum Kalibrieren der deformierten Ausnehmung.3) Then the finished workpiece is ejected by means of the ejector, which preferably has an extension for calibrating the deformed recess.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Neuerung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.A preferred embodiment of the subject matter of innovation is described below with reference to FIG the accompanying drawings explained in more detail.
Fig. la, Ib zeigen in Seitenansicht bzw. Draufsicht einen Messingrohling für die KaltverformungFig. La, Ib show a brass blank in side view and plan view for cold deformation
Fig. 2a, 2b zeigen in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein aus dem Rohling nach Fig. Ia^ Ib kaltverformtes Werkstück2a, 2b show a side view and top view, respectively, of one from the blank according to Fig. Ia ^ Ib cold-formed workpiece
Fig. 3 zeigt den Rohling in einerFig. 3 shows the blank in a
Hohlform, die teilweise weggebrochen dargestellt ist, undHollow shape, which is shown partially broken away, and
7635081 24.02,777635081 02/24/77
Fig. 4 zeigt in Draufsicht den Rohling in einer Zwischenstufe des Kaltverformungsarbeitsganges. Fig. 4 shows a plan view of the blank in an intermediate stage of the cold forming operation.
In Fig. la und Ib ist ein Messingrohling 1 im wesentlichen zylindrischer Form erkennbar mit einer ümfangsnut 2nahe einem Ende und einer Längsbohrung 3/ die sich von dem anderen abgefasten Ende 4 nach innen erstreckt. Die Bohrung 3 verläuft koaxial mit dem Rohling 1 und hat einen Innendurchmesser, der etwa halb so groß ist wie der maximale Außendurchmesser des Rohlings. Die Tiefe der Bohrung 3 entspricht etwa der Hälfte der Gesamthöhe des Rohlings 1.In Fig. La and Ib a brass blank 1 is essentially cylindrical shape can be seen with a circumferential groove 2 near one end and a longitudinal bore 3 / facing away from the other beveled end 4 after extends inside. The bore 3 is coaxial with the blank 1 and has an inner diameter that is about half the size of the maximum outer diameter of the blank. The depth of the hole 3 corresponds about half the total height of the blank 1.
Dieser Rohling 1 soll in ein Werkstück 5 verformt werden, das in Fig. 2a und 2b dargestellt ist, mit einer Oberfläche 6, die hinterschnitten ist in Schlangenform, wie man in der Draufsicht nach Fig. 2b erkt.int, während die Nut 2 unverändert bleiben soll und eine Längsbohrung 7 entstehen soll, deren Querschnittsgestalt senkrecht zu ihrer Längserstreckung D-förmig ist, wie man ebenfalls Fig. 2b entnimmt.This blank 1 is to be deformed into a workpiece 5, which is shown in FIGS. 2a and 2b, with a surface 6, which is undercut in a serpentine shape, as can be seen in the plan view of Fig. 2b.int, while the groove 2 is to remain unchanged and a longitudinal bore 7 is to be created, the cross-sectional shape of which is D-shaped perpendicular to its longitudinal extension is, as can also be seen from Fig. 2b.
Das Werkstück 5 ist als Nockenteil bestimmt, für den elektrischen Steckverbinder gemäß der britischen Patentanmeldung 53826/73. Das Werkstück hat eine Höhe von o,o5 Längeneinheiten und einen Basisdurchmesser von o,22 Längeneinheiten.The workpiece 5 is intended as a cam part for the electrical connector according to the British patent application 53826/73. The workpiece has a height of 0.05 units of length and a base diameter of 0.22 units of length.
Für die Kaltverformung des Rohlings nach Fig. la, Ib in das Werkstück nach Fig. 2a, 2b wird die Hohlform nach Fig. 3 benützt, zusammen mit einem Stempel und einem Auswerfer, die äoenfalls in Fig. 3 dargestellt sind.For the cold deformation of the blank according to Fig. La, Ib in the workpiece according to Fig. 2a, 2b, the hollow shape used according to FIG. 3, together with a stamp and an ejector, which are also shown in FIG are.
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Die Hohlform besteht aus gehärtetem Stahl und ist aus zwei Teilen aufgebaut, während sie an beiden Enden offen ist. Die Ausbildung der Hohlform aus zwei Teilen dient nur für die Vereinfachung von deren Herstellung, damit die Innenflächen der Form spanabhebend gefertigt werden können. Nach Fertigstellung der Hohlform teile werden diese miteinander verbunden, damit die Hohlform in noch zu beschreibender Weise benutzt werden kann. Funktionell kann die Hohlform als einteilige Konstruktion aufgefaßt werden. Die mit 9a und 9b bezeichneten Hohlformteile stoßen an einer Stoßfläche 9c aneinander. Die unteren (gemäß Fig. 3) Abschnitte loa, lob der Hohlformteile haben eine Kontur entsprechend der schlange.nlij£nienförmigen Nockenoberfläche, die bei dem oberen Teil des Rohlings ausgebildet werden sollen. Die oberen Abschnitte 11a, ilb der Hohlformteile bilden einen Zylinder in den der Rohling eingesetzt wird, bevor er nach unten geschlagen wird. Die unteren Abschnitte loa, lob gehen allmählich in die oberen Abschnitte 11a, 11b über einen Zwischenabschnitt 12 über, der so konturiert ist, daß sich unerwünschte Verformungen oder Börderlungen des Rohlings vermeiden lassen, wenn er sich in dem unteren Abschnitt der Hohlform bewegt.The hollow form is made of hardened steel and is made up of two parts, while they work on both Ends is open. The formation of the hollow shape from two parts is only used to simplify their manufacture so that the inner surfaces of the mold can be machined. After completion The hollow mold parts are connected to each other, so that the hollow mold in yet to be described Way can be used. Functionally, the hollow form can be viewed as a one-piece construction will. The hollow molded parts designated by 9a and 9b abut one another at an abutment surface 9c. The lower (according to FIG. 3) sections loa, lob of the hollow molded parts have a contour corresponding to that of FIG snake.nlij £ nien-shaped cam surface which at the upper part of the blank are to be formed. The upper sections 11a, ilb of the hollow molded parts form a cylinder into which the blank is inserted before it is knocked down. The lower sections loa, lob gradually go into the upper sections 11a, 11b via an intermediate section 12 over, which is contoured so that undesirable deformations or beading of the blank can be avoided when it moves in the lower portion of the cavity.
Oberhalb der Hohlform ist vertikal auf- und abbeweglich ein Stempel 13 vorgesehen, dessen freie Spitze 14 eine Kontur aufweist, die in den oberen zylindrischen Abschnitt der Hohlform bei der Kaltverformung des Rohlings dicht hineinpaßt.Above the hollow shape, a punch 13 is provided, its free tip, which can be moved vertically up and down 14 has a contour that occurs in the upper cylindrical section of the hollow mold during cold deformation of the blank fits tightly.
Unterhalb der Hohlform ist vertikal auf- und abbeweglich ein Auswerfer 15 vorgesehen, von dessen Endfläche 16 sich ein Stift oder Fortsatz 17 nach obenBelow the hollow form, an ejector 15 is provided so that it can be moved vertically up and down, from its end face 16 a pin or extension 17 upwards
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7635081 ztoi 777635081 ztoi 77
erstreckt, dessen Querschnitt gesehen quer zu seiner Länge eine D-Form besitzt, entsprechend den Abmessungen, die für die Ausnehmung 7 erforderlich sind, welche in dem Rohling auszubilden ist. Vorzugsweise wird der Auswerfer 15 von dem selben (nicht dargestellten) Mechanismus angetrieben, mit dem auch der Stempel 13 angetrieben wird. Die Hin- und Herbewegung des Auswerfers 15 erfolgt 18o° phase zur Bewegung des Stempels 13,extends, the cross-section of which has a D-shape seen transversely to its length, accordingly the dimensions required for the recess 7 to be formed in the blank is. Preferably, the ejector 15 is made by the same mechanism (not shown) driven, with which the punch 13 is also driven. The back and forth movement of the ejector 15 takes place 18o ° phase for the movement of the punch 13,
werfers 15 erfolgt 18o phasenverschoben relativlauncher 15 takes place 18o phase shifted relative
Bei der Anwendung wird ein Rohling 1 im oberen Abschnitt der Hohlform gemäß Fig. 3 eingesetzt und der Antreibsmechanismus wird in Betrieb gesetzt, um den Stempel 13 nach unten zu bewegen und die freie Spitze 14 desselben in den oberen Abschnitt der Hohlform eindringen zu lassen, wobei der Rohling in den unteren Abschnitt der Hohlform eingeschlagen wird. Für das oben als Beispiel genannte Werkstück ist eine Stempelgeschwindigkeit von etwa Io m/Sek. mit einem Druckimpuls von 5 to/ Sek. geeignet.In use, a blank 1 is used in the upper section of the hollow mold according to FIG. 3 and the drive mechanism is put into operation, to move the punch 13 downwards and the free tip 14 of the same in the upper one Allow section of the hollow mold to penetrate, wherein the blank in the lower portion of the hollow mold is taken. For the workpiece mentioned above as an example, a punch speed is of about Io m / sec. with a pressure pulse of 5 to / sec.
Beim Eindringen des Rohlings in den unteren Abschnitt der Hohlform verformen die unteren Abschnitte loa, lob den Rohling in die schlangenlinienartigen Ncckenkontur, in dem ein Teil der die Bohrung 3 umfassenden Wandung eingedrückt wird. Die Bohrung wird dabei verformt in eine Gestalt, die begrenzt der Kontur der Außenfläche des Werkstücks folgt und demgemäß eine deformierte D-Form besitzt, die in Fig. 4 erkennbar ist.When the blank penetrates into the lower section of the hollow mold, the lower sections deform loa, give praise to the blank in the serpentine neck contour in which part of the the wall surrounding the bore 3 is pressed in. The hole is deformed into a shape which follows the contour of the outer surface of the workpiece and consequently a deformed D-shape possesses, which can be seen in FIG.
Die Auftragwirkung des Stempels 13 verklemmt den verformten Rohling 1 in der Hohlform 9, doch wirdThe application effect of the punch 13 clamps the deformed blank 1 in the hollow mold 9, but is
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till I <till I <
I · I III I · I III
das so gebildete Werkstück aus der Hohlform mittels des Auswerfers 15 herausbefördert· Bei der Aufwärtsbewegung des Auswerfers dringt der Stift 17 in die deformierte Bohrung ein. Die Abmessung der ursprünglichen Bohrung, und das Ausmaß der Deformation bei der Kaltverformung des Rohlings sind so dimensioniert, daß der Stift 17, obwohl er keine hinreichende Reibungskraft entwickelt, um den deformierten Rohling aus der Hohlform auszuwerfen, wenn seine Spitze in die deformierte Bohrung eindringt, nichts destoweniger die defomierte Bohrung in die gewünschte D-Form kalibriert, die in Fig. 2b erkennbar ist.the workpiece thus formed is conveyed out of the hollow mold by means of the ejector 15 · During the upward movement of the ejector, the pin 17 penetrates into the deformed hole. The dimensions of the original hole, and the extent of the deformation at the cold deformation of the blank are dimensioned so that the pin 17, although it does not have a sufficient frictional force designed to eject the deformed blank from the mold when its tip is in the deformed hole penetrates, nevertheless the deformed hole is calibrated in the desired D-shape, which can be seen in Fig. 2b.
Wenn die Fläche 16 auf das untere Ende des deformierten Rohlings auftrifft, überwindet die Auswerfkraft des Auswerfers die Klemmkraft der Hohlform und der deformierte Rohling oder das Werkstück wird ausgeworfen.When surface 16 hits the lower end of the deformed blank, the ejection force overcomes of the ejector, the clamping force of the hollow mold and the deformed blank or workpiece becomes ejected.
Ein weiterer Abnahmemechanismus (nicht dargestellt) kann verwendet werden, um das Werkstück vom Stift 17 abzuziehen, oder alternativ kann das Abziehen bewirkt werden, in dem man den Auswerfer hinreichend stark beschleunigt, daß das Werkstück vom Stift 17 abgeworfen wird.Another removal mechanism (not shown) can be used to remove the workpiece from the pin 17 pull off, or alternatively the pulling off can be effected by holding the ejector sufficiently strong accelerates that the workpiece is thrown from the pin 17.
Die Größe, Kontur und Position der Bohrung 3 wird natürlich entsprechend Größe, Kontur und Position in dem fertiggestellten Werkstück, die gewünscht werden variiert.The size, contour and position of the hole 3 is of course corresponding to the size, contour and position in the finished workpiece that are desired will vary.
Der Grad der Deformation und demgemäß die Kontur der Innenfläche der Bohrung nach der Kaltverformung wird bestimmt durch die Konturen der HohlfοrmflachenThe degree of deformation and, accordingly, the contour of the inner surface of the bore after cold deformation is determined by the contours of the hollow surfaces
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die Form der Außenfläche des Rohlings, auf die die Hohlform beim Einschlagen drückt, die Dicke der "Wandung" zwischen der Bohrung und der Außenfläche und die Kaltfließeigensohaften des Rohlingematerials.the shape of the outer surface of the blank onto which the Hollow form when hammering presses, the thickness of the "wall" between the bore and the outer surface and the cold flow properties of the blank material.
Hinreichend viel Material muß durch die Bildung der Bohrung abgetragen werden, damit die letztere während des Kaltverformungsarbeitsganges in einem solchen Maße deformiert werden kann, daß während des AuswerfVorganges die Kalibrierung erfolgen kann.Sufficient material must be removed by the formation of the hole so that the latter during of the cold working operation to such an extent can be deformed that during the ejection process the calibration can be done.
Schutζansprüche:Protection claims:
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