EP0987074A1 - Vorrichtung zum Umformen oder Schmieden von Rohlingen, Bauteilen oder Werkstücken - Google Patents

Vorrichtung zum Umformen oder Schmieden von Rohlingen, Bauteilen oder Werkstücken Download PDF

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EP0987074A1
EP0987074A1 EP98810935A EP98810935A EP0987074A1 EP 0987074 A1 EP0987074 A1 EP 0987074A1 EP 98810935 A EP98810935 A EP 98810935A EP 98810935 A EP98810935 A EP 98810935A EP 0987074 A1 EP0987074 A1 EP 0987074A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
forming tool
plate
force
closure plate
closing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98810935A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Schuler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG
Original Assignee
SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG filed Critical SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG
Priority to EP98810935A priority Critical patent/EP0987074A1/de
Publication of EP0987074A1 publication Critical patent/EP0987074A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/02—Pressure casting making use of mechanical pressure devices, e.g. cast-forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging

Definitions

  • the invention relates to a device for forming or forging blanks, components or workpieces in the partially solidified state with at least one over a drive device adjustable forming tool and one interacting with it, a workpiece space having die.
  • the workpiece is shaped in the temperature range between the solidus temperature and the liquidus temperature, the process window (temperature range) if possible, it is chosen so that the Share of solid phases approx. 60% and the share of liquid ones Melt is about 40%.
  • the bolt can be similar to a solid body manipulated and placed in a mold.
  • the skeletal fracture breaks under great stress Solid structure and there is a very flowable suspension of solid particles in liquid matrix melt.
  • the shaping takes place in one Shaping step, either by pressing into a closed one Mold or between two moving mold halves. In this previously known forging process Overcome difficulties.
  • Suitable metallic Materials such as suitable types of steel and aluminum etc. according to structure and composition as well as application components identified and developed.
  • the warming at processing temperature requires compliance with a very narrow process window (temperature range). Further is the thermal load on the molds is very high because the processing temperature above the temperatures of the conventional processing.
  • the object of the invention is to accommodate the work space to design the blank or the workpiece and train that an ejection of the molten Material is avoided during the primary shaping.
  • the object is achieved in that the Workpiece space of the die using a locking device is closable with a compressive force and / or Actuating device is in operative connection. Due to the advantageous design of the workpiece space Picking up the blank is easy and inexpensive Way ensured that during the shaping of the Blank a spraying of the still molten material from the workpiece space or from the interior of the die is prevented. This can also ensure that the necessary positive locking during the solidification phase can be maintained. The maintenance the required solidification pressure in the workpiece space is easy and inexpensive to use a locking device ensured that the The forming tool is automatically set to the closed position arrives before the forming tool enters the interior the die is inserted.
  • the locking device at least by the one generating a compressive force and / or actuating force Device held in a closed position becomes. Because the locking device with a compressive force or force generating device constantly in operative connection is ensured for the entire forging process, that the workpiece space remains closed.
  • the closing device has a closure plate by means of which The workpiece space of the die can be closed.
  • a locking plate that is part of the locking device is an exact seal of the inlet opening of the workpiece space of the die for receiving the Blanks are ensured.
  • the locking device or the locking plate in is arranged approximately concentrically to the forming tool.
  • one At least pressure force and / or force generating device has a spring which is concentric with the forming tool and / or is aligned with the closure plate.
  • the one generating a compressive force and / or actuating force Device at least one hydraulic actuator has that with the locking device in Active connection is established.
  • the contact pressure can be adjusted to the desired conditions optimally set or change, if this is necessary.
  • the closure plate at least has an opening in which at least part of the forming tool is included. Because the closure plate to close the room to accommodate the blank is provided with an opening, the mold easily in the closing the opening of the workpiece space Position are introduced into the workpiece space and act on the blank without splashing out of molten material during molding entry. This is achieved in particular by that the required closing pressure either through the mechanical spring system or a hydraulic one Maintain system throughout the molding process becomes.
  • the closure plate has at least one guide element having.
  • Using one or more guide elements will be a perfect adjustment even then guaranteed if there is a non-uniform pressure distribution on the locking plate. Through the guide elements can thus tilt the locking plate during of the adjustment process can be prevented.
  • the guide element on part of a device or on the closure plate is arranged and in one on the device or the die provided guide opening is insertable.
  • the guide elements Favor the closing process because the locking plate is tilted is prevented during the adjustment process.
  • the guide elements also ensure that the mold with respect to the device centered to ensure that the molding tool exactly through the opening in the locking plate can be performed. So before the mold into the interior penetrates the die, it is already through the Closing plate completely closed, only the opening in the closing plate for receiving the mold remains open. After centering the mold starts with simultaneous closing of the workpiece space the actual forming process. Through complete When the forming tool is shut down, the blank is formed and pressed into the intended cavity.
  • the spring has a compressive force and / or force generating device between the closing plate and one provided on the forming tool Plant part is arranged.
  • the spacer consists of a socket through which a guide pin extends, one end of which on Flange of the forming tool is connected and its other end through a provided in the closure plate Extends guide opening. This will also centering of the individual components with each other is guaranteed and at the same time a perfect guidance of the forming tool ensured.
  • the advantageous training ensures the closing plate that the forming tool in the closure plate is slidably received.
  • the closing plate by adjusting the forming tool in its closed position and / or in a workpiece space opening position can be brought. Because of the advantageous Design of the closure plate and the forming tool will be a good interplay between these ensures both parts and always ensures that the locking plate has already taken its place, before the forming tool in the interior of the die Recording of the blank is introduced. This will make how already mentioned, an ejection of molten material prevented during primary shaping.
  • 10 is a forming device or thixo forging of blanks, components or workpieces referred to, by means of which the blanks in the partially solidified Condition can be shaped via a forming tool 3.
  • the thixo forging device 10 is shown in detail in FIG. 5 illustrates and consists of a base plate 19, on another plate 21 by means of fastening elements 20 is attached concentrically.
  • the fasteners 20 can be designed as clamp elements or bolts his.
  • the bottom plate 19 and the plate 21 point to Inclusion of an ejector 6, a cylindrical bore 23 on.
  • the ejector 6 is not one in the drawing further illustrated actuator from a lower Position moved to an upper position, for this purpose in an interior or workpiece space 11 are moved into it can and an unshaped blank or the workpiece the workpiece space 11 moved out.
  • the workpiece space 11 is cylindrical in the embodiment. He However, any other suitable form for reshaping a Have blanks.
  • the forming tool 3 (Fig. 7) has an upper flange 25 and one over Bolt 27 connected lower flange 28.
  • a cylindrical recess or recess 26 is provided in which a head 29 of a Stamp 3 'of the mold 3 is added.
  • the Flange 28 is opposite flange 25 by means of an annular seal 30 sealed.
  • the upper part of the device 10 in detail reproduces is the left, in cross section shown part in its upper position and in the right, hatched representation in its lower end position, in which an already inserted into the workpiece space 11 Blank 1 is machined or formed.
  • a or several cylindrical bores 31 which are concentric are aligned with the central axis of the device 10.
  • springs or cylindrical compression springs 5 added, the part of the pressure or actuating force generating Device are.
  • the top of the spring 5 acts against the underside of the upper flange 25 or one Plant part 9 and the lower end of the spring against one Top 33 of a locking plate 7 of the locking device 4th
  • the closure plate 7 has a concentric to one Center axis 32 aligned opening or bore 12, through which the stamp 3 'of the forming tool 3 moves can be to the blank 1 in the workpiece space 11th press in and reshape.
  • the forming tool 3 is about an actuator not shown in the drawing from the position shown in Figure 1 to the individual Positions (work phases) moved according to Figure 1 to 4.
  • the the device generating pressure force and / or positioning force consists, as already mentioned, of one or according to FIG several compression springs 5 which between the flange 28 and the Sealing plate 7 acts, which, as mentioned, also in belongs to the drawing, not shown.
  • FIG Drawing instead of the compression springs 5, one in accordance with FIG Drawing only schematically indicated hydraulic Locking device are used, for which one or more Push pins 5 'belong, which are concentric to the central axis 32 of the device 10 are aligned.
  • the pressure bolts 5 ' stand with that not shown in the drawing hydraulic device or the hydraulic cylinders in connection.
  • the pressure bolts 5 ' are by appropriate Bores 34 of a flange 28 'and bores 35 passed and move, similar to that in Figure 1, the closure plate 7 in an opening 36 of the workpiece space 11 closing position.
  • the workflow the forming of the blank 1 is identical to the forming process according to the exemplary embodiments in FIGS. 1 to 4.
  • the closure plate 7 has one or more guide elements 13, which are designed as cylindrical guide bolts are and provided in the closure plate 7 holes 37 are inserted and attached.
  • Concentric to The central axis 32 of the guide elements 13 is in the Die 2 has a bore 38 with a cylindrical Socket 43 for receiving the guide element 13 when the Sealing plate 7 in the opening 36 of the workpiece space 11 locking position was brought.
  • the locking plate 7 is automatically centered secured against the die 2 by means of the guide elements 13.
  • the mold 3 cf. right position according to FIG.
  • the maximum travel of the compression spring 5 through one or more Spacers 15 limits that as a cylindrical socket is formed, which in a bore 40 of the flange 16th is recorded.
  • the spacer 15 protrudes on an underside 41 of the flange 16 protrudes slightly and comes against the upper side 33 of the closure plate 7 for contact, when the mold 3 according to FIG. 7 is in its lower end position has reached.
  • the spacer 15 or in the sleeve of the guide pin 17th added, which is in a bore or guide opening 18 of the closure plate 7 extends when how already mentioned, the stamp 3 'has moved down. This also centers the individual Parts reached among each other. At the same time, one will exact guidance of the parts to be adjusted ensured, so that tilting, in particular of the flange 16, is opposite the closure plate 7 is avoided.
  • the guide pin 17 can have screw threads in the upper part and screwed into the flange 16.
  • the number of springs and the spring force is determined by the required actuating or closing forces depending the pressure conditions in the workpiece space 11 of the die 2 determined.
  • F Max F St + F Abstr.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen oder Schmieden von Rohlingen, Bauteilen oder Werkstücken (1) im teilerstarrten Zustand mit mindestens einem über eine Antriebsvorrichtung verstellbaren Umformwerkzeug (3) und einer mit diesem zusammenwirkenden, einen Werkstückraum (11) aufweisenden Matrize (2). Der Werkstückraum (11) der Matrize (2) ist mittels einer Schliessvorrichtung (4) verschliessbar, die mit einer eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugenden Vorrichtung (5) in Wirkverbindung steht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen oder Schmieden von Rohlingen, Bauteilen oder Werkstücken im teilerstarrten Zustand mit mindestens einem über eine Antriebsvorrichtung verstellbaren Umformwerkzeug und einer mit diesem zusammenwirkenden, einen Werkstückraum aufweisenden Matrize.
Beim Thixoschmieden erfolgt die Formgebung des Werkstücks im Temperaturbereich zwischen der Solidus-Temperatur und der Liquidus-Temperatur, wobei das Prozessfenster (Temperaturbereich) nach Möglichkeit so gewählt wird, dass der Anteil fester Phasen ca. 60 % und der Anteil flüssiger Schmelze ca. 40 % beträgt. Bei einem geeigneten, feinkörnigen Gefüge sind im Verarbeitungszustand flüssige und feste Phasen homogen über den Bolzen (Pressling) verteilt. In diesem Zustand kann der Bolzen ähnlich wie ein Festkörper manipuliert und in ein Formwerkzeug eingelegt werden. Unter auftretender grosser Belastung bricht die skelettartige Festkörperstruktur auf und es entsteht eine sehr fliessfähige Suspension fester Partikel in flüssiger Matrixschmelze. Die Formgebung erfolgt in einem einzigen Formgebungsschritt, entweder durch Einpressen in ein geschlossenes Formwerkzeug oder zwischen zwei bewegten Formhälften. Bei diesem bisher bekannten Schmiedeverfahren sind Schwierigkeiten zu überwinden. Es müssen geeignete metallische Werkstoffe wie geeignete Stahl- und Aluminiumsorten etc. nach Gefüge und Zusammensetzung sowie Anwendungsbauteile identifiziert und entwickelt werden. Die Erwärmung auf Verarbeitungstemperatur erfordert die Einhaltung eines sehr engen Prozessfensters (Temperaturbereich). Ferner ist die thermische Belastung der Formwerkzeuge sehr hoch, da die Verarbeitungstemperatur über den Temperaturen der konventionellen Verarbeitungen liegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Arbeitsraum zur Aufnahme des Rohlings bzw. des Werkstücks derart auszugestalten und auszubilden, dass ein Ausspritzen des schmelzflüssigen Werkstoffs während der primären Formgebung vermieden wird.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, das der Werkstückraum der Matrize mittels einer Schliessvorrichtung verschliessbar ist, die mit einer eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugenden Vorrichtung in Wirkverbindung steht. Durch die vorteilhafte Ausbildung des Werkstückraums zur Aufnahme des Rohlings wird auf einfache und kostengünstige Weise sichergestellt, dass während der Formgebung des Rohlings ein Ausspritzen des noch schmelzflüssigen Werkstoffs aus dem Werkstückraum bzw. aus dem Innenraum der Matrize verhindert wird. Dadurch kann auch sichergestellt werden, dass der notwendige Formschluss während der Erstarrungsphase aufrechterhalten werden kann. Die Aufrechterhaltung des erforderlichen Erstarrungsdrucks im Werkstückraum wird auf einfache und kostengünstige Weise durch die Verwendung einer Schliessvorrichtung sichergestellt, die beim Verstellen des Umformwerkzeugs automatisch in die Schliess-Stellung gelangt, bevor das Umformwerkzeug in den Innenraum der Matrize eingeführt wird.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Schliessvorrichtung zumindest durch die eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugende Vorrichtung in einer Schliess-Stellung gehalten wird. Da die Schliessvorrichtung mit der eine Druckkraft oder Stellkraft erzeugenden Vorrichtung ständig in Wirkverbindung steht, wird für den gesamten Schmiedevorgang sichergestellt, dass der Werkstückraum verschlossen bleibt.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäss einer Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung, dass die Schliessvorrichtung eine Verschlussplatte aufweist, mittels der der Werkstückraum der Matrize verschliessbar ist. Durch die Verwendung einer Verschlussplatte, die Teil der Schliessvorrichtung ist, kann eine exakte Abdichtung der Einlassöffnung des Werkstückraums der Matrize zur Aufnahme des Rohlings sichergestellt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Schliessvorrichtung bzw. die Verschlussplatte in etwa konzentrisch zum Umformwerkzeug angeordnet ist. Durch die konzentrische Anordnung der Schliessvorrichtung mit Bezug auf das Umformwerkzeug erhält man eine gleichmässige Verteilung der Schliesskräfte auf der Verschlussplatte, so dass ein Verstellen der Verschlussplatte aus einer Offenstellung in eine Schliess-Stellung in kürzester Zeit problemlos erfolgen kann.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Lösung ist schliesslich vorgesehen, dass die eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugende Vorrichtung zumindest eine Feder aufweist, die konzentrisch zum Umformwerkzeug und/oder zur Verschlussplatte ausgerichtet ist. Durch die Verwendung einer Feder bzw. Druckfeder erhält man eine kostengünstige, einwandfreie Schliessvorrichtung, die ein problemloses Verschliessen der Öffnung des Werkstückraums mittels der Verschlussplatte gewährleistet. Ausserdem ist der Einsatz von Federn zum Verstellen von Verschlussteilen auch deshalb vorteilhaft, da sie auch bei hohen Temperaturen einwandfrei arbeiten und nur eine geringe Wartung erfordern.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es möglich, dass die eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugende Vorrichtung zumindest eine hydraulische Stellvorrichtung aufweist, die mit der Schliessvorrichtung in Wirkverbindung steht. Mittels einer hydraulischen Einrichtung lässt sich der Anpressdruck auf die gewünschten Verhältnisse optimal einstellen bzw. auch verändern, sofern dies erforderlich ist.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass die Verschlussplatte zumindest eine Öffnung aufweist, in der zumindest ein Teil des Umformwerkzeugs aufgenommen ist. Da die Verschlussplatte zum Verschliessen des Raums zur Aufnahme des Rohlings mit einer Öffnung versehen ist, kann das Formwerkzeug ohne weiteres in der die Öffnung des Werkstückraums verschliessenden Stellung in den Werkstückraum eingeführt werden und auf den Rohling einwirken, ohne dass dabei ein Ausspritzen von schmelzflüssigem Werkstoff während der Formgebung eintritt. Dies wird insbesondere auch dadurch erreicht, dass der erforderliche Schliessdruck entweder durch das mechanische Federsystem oder durch ein hydraulisches System während des gesamten Formvorgangs aufrechterhalten wird.
Ein einwandfreies Verstellen der Verschlussplatte zwischen ihrer Offen- und Schliess-Stellung wird auch dadurch gewährleistet, dass die Verschlussplatte zumindest ein Führungselement aufweist. Mittels eines oder mehrerer Führungselemente wird ein einwandfreies Verstellen auch dann gewährleistet, wenn eine nicht gleichmässige Druckverteilung auf der Schliessplatte erfolgt. Durch die Führungselemente kann also ein Verkanten der Verschlussplatte während des Verstellvorgangs verhindert werden.
Ausserdem ist es vorteilhaft, dass das Führungselement an einem Teil einer Vorrichtung oder an der Verschlussplatte angeordnet ist und in eine an der Vorrichtung oder der Matrize vorgesehene Führungsöffnung einführbar ist.
Beim Schliessvorgang der Presse bzw. des Werkstückraums der Matrize wird die Schliessplatte automatisch in die Schliessposition geführt, wobei die Führungselemente den Schliessvorgang begünstigen, da ein Verkanten der Verschlussplatte während des Stellvorgangs verhindert wird. Gleichzeitig wird auch durch die Führungselemente sichergestellt, dass das Formwerkzeug mit Bezug auf die Vorrichtung zentriert wird, um somit sicherzustellen, dass das Formwerkzeug exakt durch die Öffnung in der Verschlussplatte geführt werden kann. Bevor also das Formwerkzeug in den Innenraum der Matrize eindringt, ist dieser bereits durch die Verschlussplatte vollständig verschlossen, wobei lediglich die Öffnung in der Verschlussplatte zur Aufnahme des Formwerkzeugs offen bleibt. Nach der Zentrierung des Formwerkzeugs bei gleichzeitiger Schliessung des Werkstückraums beginnt der eigentliche Umformvorgang. Durch vollständiges Herunterfahren des Umformwerkzeugs wird der Rohling umgeformt und dabei in den vorgesehenen Hohlraum gepresst. Durch das Absenken des Umformwerkzeugs werden gleichzeitig auch die Druckfedern gespannt, so dass dadurch die Schliesskraft der Verschlussplatte auf der Matrize erhöht wird. Dabei wird sichergestellt, dass die Schliesskraft auf jeden Fall höher ist als der Innendruck im Werkzeugraum. Durch die geeignete Auswahl von Druckfedern kann sichergestellt werden, dass jeweils die erforderliche Schliesskraft zur Verfügung steht.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass mehrere Führungselemente an der Verschlussplatte angeordnet und koaxial zum Werkstückraum ausgerichtet sind.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Feder der eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugenden Vorrichtung zwischen der Verschlussplatte und einem am Umformwerkzeug vorgesehenen Anlageteil angeordnet ist.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäss einer Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung, dass der Stellweg der Feder mittels eines Distanzelements begrenzbar ist, das am Flansch des Umformwerkzeugs vorgesehen ist. Damit wird auch sichergestellt, dass nicht der gesamte Aufpralldruck von Teilen des Umformwerkzeugs beim Schmiedevorgang von der Feder aufgefangen werden muss, wenn diese ihre annähernde Endlagestellung erreicht hat.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass das Distanzelement aus einer Buchse besteht, durch die sich ein Führungsbolzen erstreckt, dessen eines Ende am Flansch des Umformwerkzeugs angeschlossen ist und dessen anderes Ende sich durch eine in der Verschlussplatte vorgesehene Führungsöffnung erstreckt. Hierdurch wird ebenfalls eine Zentrierung der einzelnen Bauteile untereinander gewährleistet und gleichzeitig auch eine einwandfreie Führung des Umformwerkzeugs sichergestellt.
Wie zuvor beschrieben, gewährleistet die vorteilhafte Ausbildung der Verschlussplatte, dass das Umformwerkzeug in der Verschlussplatte verschiebbar aufgenommen ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Verschlussplatte durch Verstellen des Umformwerkzeugs in seine Schliess-Stellung und/oder in eine den Werkstückraum öffnende Stellung bringbar ist. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Verschlussplatte und des Umformwerkzeugs wird ein gutes Zusammenspiel zwischen diesen beiden Teilen sichergestellt und stets gewährleistet, dass die Verschlussplatte bereits ihre Stellung eingenommen hat, bevor das Umformwerkzeug in den Innenraum der Matrize zur Aufnahme des Rohlings eingeführt wird. Dadurch wird, wie bereits erwähnt, ein Ausspritzen von schmelzflüssigem Werkstoff während der primären Formgebung verhindert.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1
eine Vorrichtung zum Umformen oder Schmieden von Rohlingen vor dem Einführungsvorgang des Werkstücks in den Werkstückraum der Matrize,
Fig. 2
das abgesenkte Formwerkzeug mit dem in den Werkstückraum eingelegten Rohling,
Fig. 3
das bereits umgeformte Werkstück, wobei das Formwerkzeug seine unterste Stellung eingenommen hat,
Fig. 4
den Auswerfvorgang des geformten Werkstücks mit angehobenem Formwerkzeug, wobei sich der Auswerfer in der obersten Stellung befindet,
Fig. 5
eine Teilschnittdarstellung der Vorrichtung zum Thixoschmieden von Rohlingen, wobei die linke Hälfte die Vorrichtung in einer geöffneten und die rechte Hälfte der Zeichnung die Vorrichtung in einer geschlossenen Stellung wiedergibt,
Fig. 6
eine hydraulische Schliessvorrichtung, und
Fig. 7
eine Teilansicht des oberen Teils der Vorrichtung mit der Schliessvorrichtung und den zugehörigen Druckfedern zum Verstellen der Schliessplatte.
In der Zeichnung ist mit 10 eine Vorrichtung zum Umformen bzw. Thixoschmieden von Rohlingen, Bauteilen oder Werkstücken bezeichnet, mittels der die Rohlinge im teilerstarrten Zustand über ein Umformwerkzeug 3 geformt werden.
Die Thixo-Schmiedevorrichtung 10 ist im Detail in Figur 5 veranschaulicht und besteht aus einer Bodenplatte 19, auf der mittels Befestigungselementen 20 eine weitere Platte 21 konzentrisch befestigt ist. Die Befestigungselemente 20 können als Klammerelemente bzw. Schraubenbolzen ausgebildet sein. Die Bodenplatte 19 sowie die Platte 21 weisen zur Aufnahme eines Auswerfers 6 eine zylindrische Bohrung 23 auf. Der Auswerfer 6 wird über eine in der Zeichnung nicht weiter dargestellte Stellvorrichtung aus einer unteren Stellung in eine obere Stellung bewegt, wobei er hierzu in einen Innenraum bzw. Werkstückraum 11 hineinbewegt werden kann und einen ungeformten Rohling bzw. das Werkstück aus dem Werkstückraum 11 herausbewegt.
Auf der Oberseite der Platte 21 ist ebenfalls mittels Schraubenbolzen eine Matrize 2 (Fig. 1) mit dem bereits erwähnten Werkstückraum 11 befestigt. Der Werkstückraum 11 ist im Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet. Er kann jedoch jede andere geeignete Form zur Umformung eines Rohlings aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1 befindet sich oberhalb der Matrize 2 eine Schliessvorrichtung 4, die mit dem Umformwerkzeug 3 zusammenwirkt. Das Umformwerkzeug 3 (Fig. 7) weist einen oberen Flansch 25 und einen über Schraubenbolzen 27 verbundenen, unteren Flansch 28 auf. In dem unteren Flansch 28 ist eine zylinderförmige Eindrehung bzw. Vertiefung 26 vorgesehen, in der ein Kopf 29 eines Stempels 3' des Formwerkzeugs 3 aufgenommen ist. Der Flansch 28 ist gegenüber dem Flansch 25 mittels einer Ringdichtung 30 abgedichtet.
In Figur 7, die den oberen Teil der Vorrichtung 10 im Detail wiedergibt, befindet sich der linke, im Querschnitt dargestellte Teil in seiner oberen Stellung und in rechten, schraffierten Darstellung in seiner unteren Endlagestellung, in der bereits ein in den Werkstückraum 11 eingeführter Rohling 1 bearbeitet bzw. umgeformt ist. Im Flansch 28 der Schliessvorrichtung 4 befinden sich eine oder mehrere zylinderförmige Bohrungen 31, die konzentrisch zur Mittelachse der Vorrichtung 10 ausgerichtet sind. In den Bohrungen 31 sind Federn bzw. zylinderförmige Druckfedern 5 aufgenommen, die Teil der Druck- oder Stellkraft erzeugenden Vorrichtung sind. Das obere Ende der Feder 5 wirkt gegen die Unterseite des oberen Flansches 25 bzw. eines Anlageteils 9 und das untere Ende der Feder gegen eine Oberseite 33 einer Verschlussplatte 7 der Schliessvorrichtung 4.
Die Verschlussplatte 7 weist eine konzentrisch zu einer Mittelachse 32 ausgerichtete Öffnung bzw. Bohrung 12 auf, durch die der Stempel 3' des Umformwerkzeugs 3 hindurchbewegt werden kann, um den Rohling 1 in den Werkstückraum 11 einzupressen und umzuformen. Das Umformwerkzeug 3 wird über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Stellvorrichtung aus der in Figur 1 dargestellten Stellung in die einzelnen Stellungen (Arbeitsphasen) gemäss Figur 1 bis 4 bewegt. Die die Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugende Vorrichtung besteht, wie bereits erwähnt, gemäss Figur 7 aus einer oder mehreren Druckfedern 5, die zwischen dem Flansch 28 und der Verschlussplatte 7 wirkt, wozu, wie erwähnt, auch die in der Zeichnung nicht dargestellte Stellvorrichtung gehört.
Anstelle der Druckfedern 5 kann gemäss Figur 6 eine in der Zeichnung nur schematisch angedeutete hydraulische Schliessvorrichtung eingesetzt werden, wozu ein oder mehrere Druckbolzen 5' gehören, die konzentrisch zur Mittelachse 32 der Vorrichtung 10 ausgerichtet sind. Die Druckbolzen 5' stehen mit der in der Zeichnung nicht weiter dargestellten hydraulischen Einrichtung bzw. den Hydraulikzylindern in Verbindung. Die Druckbolzen 5' sind durch entsprechende Bohrungen 34 eines Flansches 28' und Bohrungen 35 hindurchgeführt und bewegen, ähnlich wie in Figur 1, die Verschlussplatte 7 in eine eine Öffnung 36 des Werkstückraums 11 verschliessende Stellung. Der Arbeitsablauf der Umformung des Rohlings 1 ist identisch mit dem Umformprozess gemäss den Ausführungsbeispielen in den Figuren 1 bis 4.
Wie aus Figur 7 des ersten Ausführungsbeispiels hervorgeht, weist die Verschlussplatte 7 ein oder mehrere Führungselemente 13 auf, die als zylinderförmige Führungsbolzen ausgebildet sind und in der Verschlussplatte 7 vorgesehene Bohrungen 37 eingesetzt und befestigt sind. Konzentrisch zur Mittelachse 32 der Führungselemente 13 befindet sich in der Matrize 2 eine Bohrung 38 mit einer zylinderförmigen Buchse 43 zur Aufnahme des Führungselements 13, wenn die Verschlussplatte 7 in die die Öffnung 36 des Werkstückraums 11 verschliessende Stellung gebracht wurde. Beim Schliessvorgang der Presse bzw. Thixo-Schmiedevorrichtung wird automatisch eine Zentrierung der Verschlussplatte 7 gegenüber der Matrize 2 mittels der Führungselemente 13 sichergestellt. Gleichzeitig wird durch Absenken des Formwerkzeugs 3 (vergl. rechte Stellung gemäss Figur 7) über die Druckfeder 5 die Verschlussplatte 7 mit weiteren in einem Flansch 16 angeordneten Führungsbolzen 17 nach unten bewegt und zentriert. Hat die Verschlussplatte 7 ihre unterste Stellung erreicht und dadurch die Öffnung 36 vollständig verschlossen, so kann der eigentliche Umformvorgang beginnen. Das Umformwerkzeug 3 mit seinem Stempel 3' bewegt sich gegen den Rohling 1, presst diesen in den Werkstückraum 11 der Matrize 2, bis er gegen das entsprechende Gegenstück bzw. einen Stempel 39 des Auswerfers 6 bewegt wird und danach dem Rohling die Form gemäss Figur 3 gibt. Durch Herunterfahren des Stempels 3' in die Stellung gemäss Fig. 2, 3 wird zwangsläufig durch die Druckfeder 5 auch die Schliesskraft zwischen der Unterseite der Verschlussplatte 7 und der Oberseite der Matrize 2 erhöht. Die Schliesskraft der Druckfeder 5 ist, wie nachstehend weiter erläutert, in jedem Fall höher als der Innendruck im Werkstückraum 11.
Wie aus Figur 7, insbesondere aus der rechten Hälfte der Schnittdarstellung der Vorrichtung 10, hervorgeht, wird der maximale Federweg der Druckfeder 5 durch ein oder mehrere Distanzelemente 15 begrenzt, das als zylinderförmige Buchse ausgebildet ist, die in einer Bohrung 40 des Flansches 16 aufgenommen ist. Das Distanzstück 15 ragt an einer Unterseite 41 des Flansches 16 geringfügig hervor und kommt gegen die Oberseite 33 der Verschlussplatte 7 zur Anlage, wenn das Formwerkzeug 3 gemäss Figur 7 seine untere Endlagestellung erreicht hat. In vorteilhafter Weise ist in dem Distanzstück 15 bzw. in der Hülse der Führungsbolzen 17 aufgenommen, der sich in eine Bohrung bzw. Führungsöffnung 18 der Verschlussplatte 7 erstreckt, wenn sich, wie bereits erwähnt, der Stempel 3' nach unten bewegt hat. Hierdurch wird ebenfalls eine Zentrierung der einzelnen Teile untereinander erreicht. Gleichzeitig wird auch eine exakte Führung der zu verstellenden Teile sichergestellt, so dass ein Verkanten, insbesondere des Flansches 16, gegenüber der Verschlussplatte 7 vermieden wird. Der Führungsbolzen 17 kann im oberen Teil Schraubgewinde aufweisen und in den Flansch 16 eingeschraubt werden.
Die Anzahl der Federn und die Federstellkraft wird durch die erforderlichen Stell- bzw. Schliesskräfte in Abhängigkeit der Druckverhältnisse im Werkstückraum 11 der Matrize 2 bestimmt.
Die maximal erforderliche Schliesskraft der Presse bzw. der Thixo-Schmiedepresse ergibt sich aus den nachstehend aufgeführten Formeln und Berechnungsbeispielen:
Schliess-Gegenkraft für Abstreifer
Σ FG = pi * A = 200 * 609 = 121.8 kN (12.2 t) A = (802 - 752) * π / 4 = 609 mm2 pi = 200 N/mm2 (notwendiger Erstarrungsdruck für Al Mg Si1)
2000 bar = 200 N/mm2
(1 bar = 105 Pa = 105 N/m2)
(1 Pa = 1 N/m2 = 105 bar)
Eingebaute Druckfedern (Schliesskraft)
Fs1 = s1 * c * z = 13*572*16 = 119 kN (11.9 t) Fs2 = s2 * c * z = 16*572*16 = 146.4 kN (14.6 t) Fs3 = Fmax = s3 * c * z = 21*572*16 = 192.2 kN (19.2 t) Fmax th = smax * c * z = 25*572*16 = 228.8 kN (22.8 t)
  • s = Federweg [mm]
  • c = Federrate [N/mm]
  • z = Anzahl Federn
    • THIXOFORMWERKZEUG 1 Maximal erforderliche Schliesskraft der Presse
    Fmax = FSt + FAbstr. Fmax = (ASt + AAbstr.) * pi/π = 5027*200/0.8 = 1257 kN ASt + AAbstr. = 802 * π/4 = 5027 mm2
    Bezeichnungsliste
    1
    Rohling oder Bauteil im teilerstarrten Zustand, Werkstück
    2
    Matrize
    3
    Umformwerkzeug
    3'
    Stempel
    4
    Schliessvorrichtung
    5
    Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugende Vorrichtung, Feder, hydraulische Stellvorrichtung
    5'
    Druckbolzen
    6
    Auswerfer
    7
    Verschlussplatte
    8
    hydraulische Stellvorrichtung
    9
    Anlageteil
    10
    Vorrichtung zum Umformen oder Schmieden
    11
    Werkstückraum
    12
    Öffnung
    13
    Führungselement
    14
    Führungsöffnung
    15
    Distanzstück
    16
    Flansch
    17
    Führungsbolzen
    18
    Führungsöffnung
    19
    Bodenplatte
    20
    Befestigungselement, Bolzen, Klammer
    21
    Platte
    22
    Auswerfer
    23
    Bohrung
    24
    Schraubenbolzen
    25
    Flansch
    26
    Eindrehung, Vertiefung
    27
    Schraubenbolzen
    28
    Flansch
    28'
    Flansch
    29
    Kopf
    30
    Dichtung, Ringdichtung
    31
    Bohrung
    32
    Mittelachse
    33
    Oberseite
    34
    Bohrung
    35
    Bohrung
    36
    Öffnung
    37
    Bohrung
    38
    Bohrung
    39
    Stempel
    40
    Bohrung
    41
    Unterseite
    43
    Buchse

    Claims (15)

    1. Vorrichtung zum Umformen oder Schmieden von Rohlingen, Bauteilen oder Werkstücken (1) im teilerstarrten Zustand mit mindestens einem über eine Antriebsvorrichtung verstellbaren Umformwerkzeug (3) und einer mit diesem zusammenwirkenden, einen Werkstückraum (11) aufweisenden Matrize (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückraum (11) der Matrize (2) mittels einer Schliessvorrichtung (4) verschliessbar ist, die mit einer eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugenden Vorrichtung (5) in Wirkverbindung steht.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessvorrichtung (4) zumindest durch die eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugende Vorrichtung (5) in einer Schliess-Stellung gehalten wird.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessvorrichtung (4) eine Verschlussplatte (7) aufweist, mittels der der Werkstückraum (11) der Matrize (2) verschliessbar ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessvorrichtung (4) bzw. die Verschlussplatte (7) in etwa konzentrisch zum Umformwerkzeug (3) angeordnet ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugende Vorrichtung zumindest eine Feder (5) aufweist, die konzentrisch zum Umformwerkzeug (3) und/oder zur Verschlussplatte (7) ausgerichtet ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugende Vorrichtung (5) zumindest eine hydraulische Stellvorrichtung (8) aufweist, die mit der Schliessvorrichtung (4) in Wirkverbindung steht.
    7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (7) zumindest eine Öffnung (12) aufweist, in der zumindest ein Teil des Umformwerkzeugs (3) aufgenommen ist.
    8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (7) zumindest ein Führungselement (13) aufweist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) an einem Teil einer Vorrichtung (10) oder an der Verschlussplatte (7) angeordnet ist und in eine an der Vorrichtung (10) oder der Matrize (2) vorgesehene Führungsöffnung (14) einführbar ist.
    10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Führungselemente (13) an der Verschlussplatte (7) angeordnet und koaxial zum Werkstückraum (11) ausgerichtet sind.
    11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) der eine Druckkraft und/oder Stellkraft erzeugenden Vorrichtung zwischen der Verschlussplatte (7) und einem am Umformwerkzeug (3) vorgesehenen Anlageteil (9) angeordnet ist.
    12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellweg der Feder (5) mittels eines Distanzelements (15) begrenzbar ist, das am Flansch (16) des Umformwerkzeugs (3) vorgesehen ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (15) aus einer Buchse (43) besteht, durch die sich ein Führungsbolzen (17) erstreckt, dessen eines Ende am Flansch (16) des Umformwerkzeugs (3) angeschlossen ist und dessen anderes Ende sich durch eine in der Verschlussplatte (7) vorgesehene Führungsöffnung (18) erstreckt.
    14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (3) in der Verschlussplatte (7) verschiebbar aufgenommen ist.
    15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (7) durch Verstellen des Umformwerkzeugs (3) in seine Schliess-Stellung und/oder in eine den Werkstückraum (11) öffnende Stellung bringbar ist.
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    Citations (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE633209C (de) * 1931-12-29 1936-07-22 Fraser Jones Ltd Verfahren zum Giessen von Hohlbloecken
    US3068539A (en) * 1960-08-04 1962-12-18 Thompson Ramo Wooldridge Inc High pressure permanent molding
    US4687042A (en) * 1986-07-23 1987-08-18 Alumax, Inc. Method of producing shaped metal parts
    EP0531002A1 (de) * 1991-08-22 1993-03-10 Rheo-Technology, Ltd Verfahren zum Umformen halbfester Metall-Legierungen
    WO1995033586A1 (en) * 1994-06-04 1995-12-14 Lucas Industries Public Limited Company Improvements in and relating to bearing surfaces
    US5475999A (en) * 1993-11-12 1995-12-19 The Japan Steel Works, Ltd. Die-lateral extruding method and apparatus

    Patent Citations (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE633209C (de) * 1931-12-29 1936-07-22 Fraser Jones Ltd Verfahren zum Giessen von Hohlbloecken
    US3068539A (en) * 1960-08-04 1962-12-18 Thompson Ramo Wooldridge Inc High pressure permanent molding
    US4687042A (en) * 1986-07-23 1987-08-18 Alumax, Inc. Method of producing shaped metal parts
    EP0531002A1 (de) * 1991-08-22 1993-03-10 Rheo-Technology, Ltd Verfahren zum Umformen halbfester Metall-Legierungen
    US5475999A (en) * 1993-11-12 1995-12-19 The Japan Steel Works, Ltd. Die-lateral extruding method and apparatus
    WO1995033586A1 (en) * 1994-06-04 1995-12-14 Lucas Industries Public Limited Company Improvements in and relating to bearing surfaces

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