JP2000351041A - Method and device for deforming - Google Patents
Method and device for deformingInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポンチを支持する
上側のラムと、下側のラムまたはエジェクタと、鐘形緊
締部材により取り囲まれたダイを有する外側工具とから
成っていて、鐘形緊締部材が、各プレス行程時に外部か
らの可変の力で円錐面を介してダイにプレロードをか
け、ひいてはプレストレスもしくは予応力を加えるよう
になっている変形加工工具で、ワークを変形加工(Um
formen)する、有利には流れ押出し加工(Fli
esspressen)するための方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises an upper ram for supporting a punch, a lower ram or ejector, and an outer tool having a die surrounded by a bell-shaped clamping member. The workpiece is deformed (Um) with a deforming tool in which the member preloads the die via a conical surface with a variable force from the outside during each press stroke, and thus applies prestress or prestress.
forming, preferably flow extrusion (Fli)
espressen).
【0002】さらに本発明は、このような方法を実施す
るための装置に関する。[0002] The invention further relates to an apparatus for implementing such a method.
【0003】[0003]
【従来の技術】閉じられた鍛造工具または流れ押出し工
具においてワークを変形加工する場合には、種々の手段
によってダイにプレストレスもしくは予応力を加えて、
ダイの内側輪郭に影響を与え、そして圧縮応力の重畳に
より運転負荷の低減が生じるようにすることが知られて
いる。2. Description of the Related Art When a workpiece is deformed in a closed forging tool or a flow extrusion tool, a prestress or prestress is applied to a die by various means.
It is known to influence the inner contour of the die and to cause a reduction in operating load due to the superposition of compressive stress.
【0004】ドイツ連邦共和国特許出願公開第1952
3691号明細書に開示されている変形加工工具、有利
には熱間変形加工または温間変形加工のための鍛造型で
は、各プレス行程時にダイに外部からの可変の力で円錐
面を介してプレストレスもしくは予応力が加えられる。
しかし、この公知の工具では、予応力付与がダイの拡開
により行なわれるので、ダイに引張応力が導入されてし
まい、このことがダイの耐用年数の減少を招くという不
都合が生じる。さらに、構造も極めて複雑であるので不
都合である。なぜならば、ワークが突き出されるまで、
保持装置が、拡開された工具を開いた状態に保持するか
らである。このような工具は特に流れ押出し加工のため
には適していない。なぜならば、このような工具は、流
れ押出し加工時に生じる高い変形加工力を吸収すること
ができないからである。[0004] DE-A 19 52
In the deforming tool disclosed in US Pat. No. 3691, preferably a forging die for hot or warm deformation, a variable external force is applied to the die during each press stroke via a conical surface. Prestress or prestress is applied.
However, in this known tool, since the prestressing is performed by expanding the die, a tensile stress is introduced into the die, which causes a disadvantage that the service life of the die is reduced. Further, the structure is extremely complicated, which is disadvantageous. Because, until the work is pushed out,
This is because the holding device holds the spread tool in an open state. Such tools are not particularly suitable for flow extrusion. This is because such a tool cannot absorb a high deformation processing force generated during flow extrusion.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べたような方法を、工具が、より高い変形加工力に
も耐えるようになり、しかも単純でかつ故障し難い構造
を有するように改良することができる。An object of the present invention is to provide a method as described at the outset in which the tool has a structure which is able to withstand higher deformation forces and which is simple and hard to break down. Can be improved.
【0006】さらに、本発明の課題は、このような方法
を実施するために適した装置を提供することである。It is a further object of the present invention to provide an apparatus suitable for performing such a method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、鐘形緊締部材によるダイに対する
予応力付与を流れ押出し加工の前または間に行い、そし
て突出しの前に予応力を再び解除するようにした。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the method of the present invention pre-stresses the die by means of a bell-shaped clamping member before or during flow extrusion and pre-stresses before extrusion. Was canceled again.
【0008】[0008]
【発明の効果】本発明により得られる利点は特に、工具
の寿命が著しく向上する点にある。なぜならば、摩耗や
疲労破壊傾向が減じられるからである。さらに、完成し
たワークがポンチの引出し後に、スプリングバックした
ダイによって極めて強力に締め付けられることが回避さ
れるので有利である。このことから、ノックアウトもし
くはエジェクタにより加えられるべき力が著しく減じら
れる。さらに、特に長尺の完成部品の場合には、外側輪
郭の一層良好な平行度が達成される。慣用の装置を用い
た慣用の変形加工法では、変形加工時にダイに導入され
た内部応力が、完成部品の突出し経路を介して減少す
る。このことは、完成したワークの突出し経路を介して
型が収縮し、これによりワークの外側輪郭が円錐状に変
形してしまうことを意味する。The advantages obtained according to the invention are, in particular, the fact that the tool life is significantly increased. This is because the tendency to wear and fatigue fracture is reduced. In addition, it is advantageous that the finished workpiece is prevented from being very strongly clamped by the springback die after the punch has been withdrawn. This significantly reduces the force to be applied by the knockout or ejector. Furthermore, better parallelism of the outer contour is achieved, especially for long finished parts. In a conventional deformation processing method using a conventional apparatus, an internal stress introduced into a die during the deformation processing is reduced through a protruding path of a finished part. This means that the mold shrinks via the projecting path of the finished workpiece, thereby causing the outer contour of the workpiece to be conically deformed.
【0009】変形加工後にダイにおける緊締力が減じら
れ、ひいてはこれにより必要とされる所要のエジェクタ
突出し力も減じられることの利点は、螺旋状にねじられ
た外側輪郭を有するワーク、たとえば斜歯を備えたピニ
オンにおいて特に有利に作用する。これにより、突出し
方向における歯列歯面の品質は従来の冷間流れ押出し加
工に比べて改善される。The advantage of reducing the clamping force at the die after the deformation and thus the required ejector ejection force required is that workpieces with a helically twisted outer profile, for example bevel teeth, are provided. It has a particularly advantageous effect on pinions. Thereby, the quality of the tooth flank in the projecting direction is improved as compared with the conventional cold flow extrusion.
【0010】本発明による方法の有利な改良形は請求項
2および請求項3に記載されている。Advantageous refinements of the method according to the invention are described in claims 2 and 3.
【0011】すなわち、請求項2に記載の方法では、ダ
イに対する予応力付与を、流れ押出し加工の間に、緊締
力を増大させながら行うようになっている。請求項3に
記載の方法では、ダイに対する応力解除を、調節可能な
残留予応力が残るまでしか行わないようになっている。That is, in the method according to the second aspect, the prestressing of the die is performed while increasing the tightening force during the flow extrusion. In the method according to the third aspect, the stress release to the die is performed only until an adjustable residual prestress remains.
【0012】請求項1〜請求項3に記載の方法を実施す
るための装置を形成するための本発明による解決手段な
らびに有利な構成は、請求項4〜請求項7に記載されて
いる。The solution according to the invention and the advantageous configuration for forming an apparatus for carrying out the method according to claims 1 to 3 are specified in claims 4 to 7.
【0013】本発明による装置の第1の構成では、鐘形
緊締部材が、上側のラムによって力負荷されて押し下げ
られるようになっている。この場合、上側のラムと鐘形
緊締部材との間に、ハイドロリック式または機械式の押
えクッションが配置されていると有利である。In a first embodiment of the device according to the invention, the bell-shaped clamping element is adapted to be pushed down by the upper ram. In this case, it is advantageous if a hydraulic or mechanical holding cushion is arranged between the upper ram and the bell-shaped clamping element.
【0014】本発明による装置の第2の構成では、鐘形
緊締部材が、ハイドロリック的に負荷される別個の補助
ユニットによって押し下げられるようになっている。In a second embodiment of the device according to the invention, the bell-shaped tightening element is depressed by a separate hydraulically loaded auxiliary unit.
【0015】本発明による装置の第3の構成では、鐘形
緊締部材の運動が、1つまたは複数の、有利には移動調
節可能なストッパによって制限されている。In a third embodiment of the device according to the invention, the movement of the bell-shaped clamping element is limited by one or more, preferably adjustable, stops.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0017】前記流れ押出し加工工具は、図1に示した
ようにプレステーブル1上に形成されている。所属のポ
ンチ2を備えたラムと、ノックアウトもしくはエジェク
タ3とは、概略的にしか図示されていない。ダイ5の型
開口4には、ブランク6が位置している。ダイ5は少な
くともその高さの一部にわたって外周面で円錐状に形成
されている。ダイ5の円錐度に対応する内側円錐度を有
する鐘形緊締部材7がダイ5を軸方向可動に取り囲んで
いる。The flow extrusion tool is formed on a press table 1 as shown in FIG. The ram with the associated punch 2 and the knockout or ejector 3 are only shown schematically. A blank 6 is located in the mold opening 4 of the die 5. The die 5 is formed in a conical shape on the outer peripheral surface over at least a part of its height. A bell-shaped tightening member 7 having an inner conicity corresponding to the conicality of the die 5 surrounds the die 5 movably in the axial direction.
【0018】鐘形緊締部材7は支持構造体により保持さ
れかつ案内される。ストッパ8により、鐘形緊締部材7
の軸方向運動が制限される。鐘形緊締部材7によるダイ
5の緊締を調節しかつ位置調整するためには、ストッパ
8が軸方向で位置調節可能である。上側のストッパ8の
適宜な調節により、ダイ5が鐘形緊締部材7を介して、
たとえ減じられたものであれ圧縮固有応力を残留予応力
(Restvorspannung)として常時保持す
ることを達成することができる。これにより、予応力振
幅が減じられ、このことは一層の寿命向上をもたらす。
鐘形緊締部材7を軸方向に移動させるための駆動リンク
機構9も単に概略的にしか図示されていない。鐘形緊締
部材7の軸方向移動は任意の手段を介して行うことがで
きる。このためには、鐘形緊締部材7を間接的にハイド
ロリック式または機械式の押えクッションを介してラム
により駆動することができる。しかし、鐘形緊締部材7
を別個の、たとえばハイドロリック的に負荷された補助
ユニットを介して運動させることも考えられる。鐘形緊
締部材7とダイ5との間に形成される円錐頂角は、セル
フロック作用が生じないように形成されていると有利で
ある。これにより、鐘形緊締部材7を解除するために特
に高い力を加えなくて済むようになる。The bell-shaped clamping element 7 is held and guided by a support structure. The bell-shaped tightening member 7 is formed by the stopper 8.
Is limited in axial movement. In order to adjust and adjust the tightening of the die 5 by the bell-shaped tightening member 7, the stopper 8 is axially adjustable. By appropriate adjustment of the upper stopper 8, the die 5 is moved via the bell-shaped tightening member 7
It is possible to achieve a constant retention of the compressive intrinsic stress as a residual prestress even if it is reduced. This reduces the prestress amplitude, which leads to a further increase in service life.
The drive link mechanism 9 for axially moving the bell-shaped tightening member 7 is also only schematically illustrated. The axial movement of the bell-shaped tightening member 7 can be performed through any means. For this purpose, the bell-shaped clamping element 7 can be driven indirectly by a ram via a hydraulic or mechanical holding cushion. However, the bell-shaped tightening member 7
It is also conceivable to exercise the motor via a separate, for example hydraulically loaded auxiliary unit. The conical apex angle formed between the bell-shaped tightening member 7 and the die 5 is advantageously formed such that no self-locking action occurs. This eliminates the need for applying a particularly high force to release the bell-shaped tightening member 7.
【0019】図2〜図5には、個々の緊締・作業ステッ
プが示されている。図1に示した状態では、ダイ5は負
荷されていない。鐘形緊締部材7はダイ5に付加的な圧
縮応力を導入していない。ブランク6はダイ5の型開口
4内に位置している。FIGS. 2 to 5 show the individual tightening and working steps. In the state shown in FIG. 1, the die 5 is not loaded. The bell-shaped clamping member 7 does not introduce any additional compressive stress on the die 5. The blank 6 is located in the die opening 4 of the die 5.
【0020】図2には、鐘形緊締部材7が軸方向でダイ
5の円錐体に被さって、ダイ5に半径方向外側からプレ
ロード(予荷重)をかけて、ひいてはプレストレスもし
くは予応力を加えている状態が示されている。In FIG. 2, a bell-shaped tightening member 7 is axially placed on the cone of the die 5 to apply a preload (preload) to the die 5 from the outside in the radial direction, thereby applying prestress or prestress. Is shown.
【0021】ダイ5がこうして半径方向で付加的な圧縮
応力で負荷された後に、図3に示したように実際の変形
加工過程が行われる。このとき、ポンチ2はダイ5の型
開口4内に走入して、ブランク6を変形加工することに
より完成部品10を形成する。After the die 5 has thus been loaded with additional compressive stress in the radial direction, the actual deformation process takes place, as shown in FIG. At this time, the punch 2 runs into the mold opening 4 of the die 5 and deforms the blank 6 to form a finished part 10.
【0022】前で説明した両作業ステップ、つまり鐘形
緊締部材7の軸方向移動、ひいてはダイ5への圧縮応力
導入と、ブランク6の変形加工による完成部品10の形
成とを、互いに組み合わせることもできる。このことは
特に、鐘形緊締部材7の力負荷がラムの変形加工力に関
連して加えられる場合に有利に可能となる。両作業工程
「変形加工」および「ダイ5への予応力付与」のこのよ
うな組合せが行われる場合には、ダイ5のさらに改善さ
れた耐用年数が得られる。なぜならば、その場合、変形
加工過程の間にダイ5がほぼ一定の不変の内部応力を保
持するからである。外部からの押合わせにより付加的に
導入された、ダイ5における圧縮応力は、変形加工時に
導入される引張応力に対してほぼ相殺される。これによ
り、周期的な運転負荷をゼロにまで減少させることがで
きる。The two working steps described above, namely the axial movement of the bell-shaped clamping element 7 and thus the introduction of compressive stress on the die 5 and the formation of the finished part 10 by deformation of the blank 6 can also be combined with one another. it can. This is advantageously possible, in particular, when the force load of the bell-shaped clamping element 7 is applied in relation to the deforming force of the ram. If such a combination of the two working steps "deformation" and "prestressing the die 5" is performed, a further improved service life of the die 5 is obtained. This is because, in that case, the die 5 retains a substantially constant and constant internal stress during the deformation process. The compressive stress in the die 5 additionally introduced by external pressing is almost offset by the tensile stress introduced during the deformation processing. As a result, the periodic operating load can be reduced to zero.
【0023】図4には、工具が開放された状態が示され
ている。有利にはポンチ2の引戻しと同時に、鐘形緊締
部材7も解離される。FIG. 4 shows a state in which the tool is released. Preferably, at the same time as the punch 2 is withdrawn, the bell-shaped clamping element 7 is also released.
【0024】図5には、完成部品10を突き出す際の作
業工程が示されている。FIG. 5 shows an operation process when the completed part 10 is ejected.
【0025】図6には、ダイ5の構造が概略的に示され
ている。ダイ5は2つの部分から形成されていると有利
である。ダイ基本部分11は中央に、高強度の材料から
製造されたダイインサート12を支持している。ダイ基
本部分11とダイインサート12とは、プレス嵌めによ
り互いに結合されていると有利である。FIG. 6 schematically shows the structure of the die 5. The die 5 is advantageously formed from two parts. The die base 11 supports, in the center, a die insert 12 made of a high-strength material. The die base part 11 and the die insert 12 are advantageously connected to one another by a press fit.
【図1】流れ押出し加工工具の概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a flow extrusion tool.
【図2】図1に示した流れ押出し加工工具の作業行程の
1ステップを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one step of a work process of the flow extrusion tool shown in FIG.
【図3】図1に示した流れ押出し加工工具の作業行程の
別のステップを示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing another step of the working process of the flow extrusion working tool shown in FIG. 1;
【図4】図1に示した流れ押出し加工工具の作業行程の
さらに別のステップを示す断面図である。4 is a sectional view showing still another step of the working process of the flow extrusion working tool shown in FIG. 1. FIG.
【図5】図1に示した流れ押出し加工工具の作業行程の
さらに別のステップを示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing yet another step of the working process of the flow extrusion working tool shown in FIG. 1;
【図6】ダイの詳細な構造を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a detailed structure of a die.
1 プレステーブル、 2 ポンチ、 3 エジェク
タ、 4 型開口、 5ダイ、 6 ブランク、 7
鐘形緊締部材、 8 ストッパ、 9 駆動リンク機
構、 10 完成部品、 11 ダイ基本部分、 12
ダイインサート1 press table, 2 punch, 3 ejector, 4 type opening, 5 die, 6 blank, 7
Bell-shaped tightening member, 8 stopper, 9 drive link mechanism, 10 completed part, 11 die basic part, 12
Die insert
フロントページの続き (72)発明者 マッティアス ヘンゼル リヒテンシュタイン国 ネンデルン シュ ールシュトラーセ 244Continued on the front page (72) Inventor Mattias Hansel Liechtenstein Nendern-sur-Strasse 244
Claims (7)
下側のラムまたはエジェクタ(3)と、鐘形緊締部材
(7)により取り囲まれたダイ(5)を有する外側工具
とから成っていて、鐘形緊締部材(7)が、各プレス行
程時に外部からの可変の力で円錐面を介してダイ(5)
に予応力を加えるようになっている変形加工工具で、ワ
ークを変形加工する、有利には流れ押出し加工するため
の方法において、鐘形緊締部材(7)によるダイ(5)
に対する予応力付与を流れ押出し加工の前または間に行
い、そして突出しの前に予応力を再び解除することを特
徴とする、変形加工のための方法。1. An upper ram for supporting a punch (2);
Consisting of a lower ram or ejector (3) and an outer tool having a die (5) surrounded by a bell-shaped clamp (7), the bell-shaped clamp (7) being external during each press stroke. Via a conical surface with variable force from the die (5)
A method for deforming, preferably flow extruding, a workpiece with a deforming tool adapted to pre-stress a die (5) with a bell-shaped clamping member (7).
Pre-stressing before or during flow extrusion and re-releasing the pre-stress prior to overhang.
押出し加工の間に、緊締力を増大させながら行う、請求
項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the prestressing of the die is carried out during the flow extrusion with increasing tightening forces.
能な残留予応力が残るまでしか行わない、請求項1また
は2記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the de-stressing of the die is effected only until an adjustable residual prestress remains.
の方法を実施するための装置において、鐘形緊締部材
(7)が、上側のラムによって力負荷されて押し下げら
れるようになっていることを特徴とする、変形加工のた
めの装置。4. A device for carrying out the method according to claim 1, wherein the bell-shaped tightening member is pushed down by an upper ram. An apparatus for deformation processing, characterized in that:
に、ハイドロリック式または機械式の押えクッションが
配置されている、請求項4記載の装置。5. The device according to claim 4, wherein a hydraulic or mechanical holding cushion is arranged between the upper ram and the bell-shaped clamping element.
の方法を実施するための装置において、鐘形緊締部材
(7)が、ハイドロリック的に負荷される別個の補助ユ
ニットによって押し下げられるようになっていることを
特徴とする、変形加工のための装置。6. A device for carrying out the method according to claim 1, wherein the bell-shaped clamping element is depressed by a separate hydraulically loaded auxiliary unit. An apparatus for deforming, characterized in that:
装置において、鐘形緊締部材(7)の運動が、1つまた
は複数の、有利には移動調節可能なストッパ(8)によ
って制限されていることを特徴とする、変形加工のため
の装置。7. A device for carrying out the method according to claim 3, wherein the movement of the bell-shaped clamping element (7) is limited by one or more, preferably adjustable, stops (8). An apparatus for deformation processing, characterized in that:
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