DE841899C

DE841899C - Vorrichtung zum Tiefziehen von Blechen

Info

Publication number: DE841899C
Application number: DEP12247A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr-Ing Kostron
Original assignee: Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH
Current assignee: Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-06-19

Description

Vorrichtung zum Tiefziehen von Blechen Es ist bekannt, claß der Verformung durch Tiefziehen eine verhältnismäßig enge Grenze dadurch gesetzt ist, claß die "Zugspannungen, die im schon tiefgezogenen Teil auftreten und welche das Hereinziehen des noch nicht verformten Bleches in den Ziehring bewirken, zum Abreißen des Materials im zylindrischen Teil führen. Es wäre einerseits erwünscht, in diesem zylindrischen Teil ein Material möglichst hoher Zugfestigkeit zu haben, um dieses Abreißen möglichst 'hinauszuschieben; andererseits sollte der Verformungswiderstand des Werkstoffes, der über dem Zielring gestaucht wird, möglichst gering sein, <1a dieser Verformungswiderstand für die-im zylindrischen Teil des Tiefziehkörpers auftretenden Zugspannungen maßgebend ist.
Durch Entwicklung tiefziehfähiger Werkstoffe ]tat man schort getrachtet, diesen beiden Forderungen gleichzeitig möglichst zu genügen: Es ist aber ohne weiteres einzusehen, daß man dabei sehr bald an eine unüberschreitbare Grenze stößt, denn eine Herabsetzung des Verformungswiderstandes ist ja notwendigerweise auch mit einer Verminderung der Zugfestigkeit verbunden: Ein anderer bekannter Weg zur Verbesserung der Tiefziehfähigkeit besteht darin, Ziehring und Faltenhalter zu heizen, den Ziehstempel aber zu kühlen. Damit erreicht man zwar, daß das zu verformende Blech 'an den Stellen, wo es zwischen Ziehring und Faltenhalter gestaucht werden muß, heiß und daher-leicht verformbar ist; wenn es sich im Laufe des Tiefziehens in seineirr nun zylindrisch geformten Teil um den Ziehstempel schmiegt; wird es durch diesen gekühlt; dadurdh steigt dann seine Zugfestigkeit in der gewünschten Weise. Es zeigte sich jedoch leim Arf>eiteri:mif einer s@olclien' Vor= richteng, daß das Werkstück an der Stelle, an ,der es den Ziehring gerade verläßt, sehr leicht abreißt.
Die vorliegende Erfindung zeigt, wie diese Ge fahr behoben werden kann. Es wurde erkannt, daß es zu spät ist, dem zu ziehenden Blech die Wärmeerst dann-zu entziehen, wenn es den Ziehring schön verlassen hat oder im Begriff ist, ihn zu verlassen; 1s ist notwendig, die Kühlung zu einem Zeitpunkt` vorzunehmen, wo dasBlech noch zwischenZiehring, und Faltenhalter geführt ist, sich aber bereits_ der;; Ziehkante nähert. Nur in dieser Weise ist e -4W erreichen, daß in dem Augenblick, in dem der Werkstoff die volle Zugbeansprucluing,-1>eim--Ver,- , lassen des Ziehringes aufzunehmen hat, ' sch'ori' die optimale Zugfestigkeit tatsächlich vorhanden ist. Vor allem bei der _@nwetidüng' scl#rtell Rrheitettder Zielpressen ist diese Art.der,' KüllllJ*ng yon 6hv.'N. scheidender Bedeutung, da ja für den Wärmeübergang; vorn Blech auf den gekühlten Teil eIne.. gewisse "Zeit benötigt wird und bei hoher` Zieh-'' geschwindigkeit unter Umständen @verhältnlstnäß'g früh mit (lern Kühlen begonnen werden muß, um zu sichern, daß dasBlech im kritischenAugenblick, beim Verlassen der Ziehkante, schon gekühlt ist.
Dazu kommt noch, daß' eine Kühlung durch den Stempel allein in vielen Fällen unverläßlich ist, (ia sich der Ziehkörper erst verhältnismäßig spät und oft nur lose an den Stempel anlegt, so daß der 1\,'ärmeiilergang an dieser Stelle mangelhaft ist. Im Gegensatz dazu legt sich das Werkstück unter hohem Druck an die Mündung des Ziehringes und die Ziehkante an, wodurch hier die Bedingungen für die 'vN'ärmeiibertragung außerordentlich günstig sind.
Eine Vorrichtung zum Tiefziehen gemäß der Erfindung kann beispielsweise ' in folgender' Weise aufgebaut sein: Der Faltenhalter i (s. Abb., i) ist iü an sich bekannter Weise, beispielsweise durch elektrische Widerstands- oder Gasheizung, in seiner ganzen l-' lache beheizt. Der äußere Teil ? des Ziehringes wird ebenfalls in bekannter Weise beheizt, während der innere Teil 3 kräftig gekühlt wird. Eine vorteilhafte Ausführungsform für einen solchen Ziehring besteht darin, daß er aus zwei getrennten konzentrischen Ringen 2 und 3 aufgebaut ist. Der äußere Ring 2 dient zur Aufnahme der Beheizungseinrichtungen, während der innere Ring 3 vorzugsweise in Form eines Kühleinsatzes als Hohlkörper ausgebildet sein kann, durch den Kühlwasser strömt.
Es kann sich als zweckmäßig erweisen, die Kühlung des Werkstücks an 'der inneren Ziehringkante dadurch zu unterstützen, daß in an sich bekannter Weise außerdem der Ziehstempel q gekühlt wird und/oder das Werkstück 5 in seinem zylindrischen Teil durch direkte Wasseranspritzung oder Eintauchen in Wasser gekühlt wird..
Sollte, im besonderen beim Ziehen mit. sehr hohen Ziehgeschwindigkeiten oder von sehr dickwandigen Hohlkörpern, eine derartige Kühlung upch eicht ausreichen, so kann auch der Falten-Halter mit elifefm.'irtneren" Kühleinsatz ausgerüstet Bein. In anderen Fällen wieder kann es ausreichend sein, wenn die Beheizung nur entweder im Ziehring..pder im Faltenhalter vorgesehen und die Kühlung in derbeschriebenen Weise durchgeführt wird.
Die Breite der gekühlten Zone des Ziehringes raut von Fall zu Fall verschieden gewählt werden. `Sie 'wird um so größer sein müssen, je größer die >Ziehgeschwindigkeit und je größer die Werkstoff-'d=%ke ist. In einem praktisch erprobten Fall beim .Ziehen zylindrischer Hohlkörper aus AI-Cu-Mg-Legierungen mit einem gesamten Ziehverhältnis @I)umhmesse-r der Ronde: Durchmesser des Zieh--lcörpersj ecin-3,-5 hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Kühleinsatz mit einem Außendurch-°ai@s.c zü; eecsdhen-,' der gleich dem 1,5 fachen Dutchmesser:des"Ziehkörpers war.
Da bei schnell arbeitenden Ziehpressen die Sßeunzeit vor dem Ziehvorgang unter Umständen zu kurz ist, um eine ausreichende Durchwärmung des Wet-kgxücks zu sichern, kann e> zweckmäßig sein, die Werkstücke schon vorher in einem Ofen anzuwärmen und in warmem Zustande in die beheizten Ziehwerkzeuge zu bringen.
Wenn bisher in der Beschreibung immer von der Herstellung zylindrischer Gefäße gesprochen würde, so heißt das natürlich nicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren auf diese Sonderaufgabe beschränkt wäre. Es ist ganz allgemein für Tiefziehvorgänge,fürdieHerstellung beliebigerKörperformen anwendbar.
WelcheTemperaturen die günstigstenErgebnisse liefern, ist von Fall zu Fall verschieden. Bei Aluminiumlegierungen wird es im allgemeinen zweckmäßig sein, die Verformungszonen auf Temperaturen über' 2oo°, allenfalls sogar über 300°, zu bringen und die zu kühlenden Partien möglichst unter ioo bis i.5o° zu kühlen. Die mögliche Höhe der Verförmungstemperatur wird vor allem von der Qualität des angewandten Schmiermittels abhängen, das auch bei dieser vergleichsweise hohen Temperatur noch gute Schmiereigenschaften aufweisen und in der Lage sein muß, eine frühzeitige Zerstörung des Werkzeuges zu verhindern.
Im übrigen sind natürlich die den Werkstoff betreffenden Gesichtspunkte für die Wahl der erhöhten Verformungstemperatur von entscheidender Bedeutung. So .wird man vor allem darauf achten müssen, daß man nicht in einem Bereich verformt, in dem Grobrekristallisation einsetzen kann. Es wird von Fall zu Fall zu entscheiden sein, ob man sich zu diesem Zweck besser unter oder aber aus- reichend hoch über der Temperatur beginnender Rekristallisation .hält.
. Bei ausgehärteten Werkstoffen. kann die Ver-Formungstemperatur mit Vorteil so hoch gewählt werden, daß eine Rückbildung der Kaltaushärtung eintritt'. Dadurch ist es möglich, die Verformung nach einer beliebigen, dem Vergütungsglühen mit anschließendem Abschrecken folgenden Zeitspanne durchzuführen und. dabei auch. ohne nochmalige Durchführung einer besonderen Wärmebehandlung für das verformte Werkstück die Eigenschaften des vergifteten Zustandes zu erreichen. j

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Tiefziehen metallischer Werkstoffe, bestehend aus Ziehrings Faltenhalter und "Ziehstempel, wobei Ziehring und/ oder Faltenhalter beheizt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil des Ziehringes mit einer Einrichtung zum Kühlen des Ziehkörpers versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Faltenhalter in seinem inneren Teil mit einer Kühleinrichtung versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der inneren Teile des Ziehringes und gegebenenfalls auch des Faltenhalters dadurch bewirkt wird, daß dieseTeile als Hohlkörper ausgebildet sind, durch welche ein Kühlmittel strömt.
Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlten Innenteile des Ziehringes und gegebenenfalls des Faltenhalters als von denAußenteilen getrennte, einsetzbare Ringe ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch i his .F, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Kühlung des Ziehkörpers durch unmittelbare Einwirkung flüssiger oder gasförmiger Kühlmittel auf das Werkstück vorgenommen wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehstempel zusätzlich gekühlt wird. , Verfahren zum Tiefziehen metallischer Werkstücke unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke schon vorgewärmt in die Ziehwerkzeuge eingebracht werden. B. Verfahren unter Verwendung der in Anspruch i bis 6 beschriebenen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur und Dauer der Erwärmung der `'Werkstücke so gewählt werden, daß eine Rückbildung der Kaltaushärtung aushärtbarer Legierungen eintritt.