NO125877B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for dyptrekking av faste, trykkplastiser-bare materialer.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et apparat for dyptrekking av et plateformet emne av fast materiale som kan gjøres plastisk under trykk, hvor et formetrykk tilføres emnets sentrale parti for dyptrekking av samme til en forutbestemt form, og hvor drivetrykk eller matetrykk tilføres emnets kant for matning av emnets kantparti mot emnets sentrale parti for å bevirke en dyptrekking av emnets sentrale parti og en ekstrusjonskraft mot emnets kantparti.

Det er kjent at mange metaller og andre materialer blir plastiske eller mer plastiske når de utsettes for høyt hydrostatisk trykk og kan deformeres uten å briste. Disse metaller og andre materialer er kjent som "faste plastiske materialer". Dette prinsipp er behandlet i P.W. Bridgman, "Large plastic Flow and Fracture" utgitt av McGraw-Hill Book Company, New York, 1952. Føl-gelig vil det forståes at uttrykket "fast plastisk materiale" som det benyttes i beskrivelsen og patentkravene, brukes i denne sam-menheng .

Noen tidligere metoder ved dyptrekking innbefatter et antall etter hverandre følgende trekkeoperasjoner som ofte krever mellomliggende glødeoperasjoner for å fjerne de uønskede virknin-ger av deformasjonsherding. Videre krever disse metoder anvendel-se av forskjellige stempelsett for hver trekkeoperasjon. Disse tidligere typer av dyptrekkingsmetoder-er tidskrevende og kostbare. Dessuten strekkes materialet under operasjonen og det er vel kjent at trekkstrekking kan resultere i uønskede, ujevne og endog øde-leggende fortynning av veggene av det dyptrukne materiale. Et problem ved de nevnte dyptrekkingsmetoder ligger i at de krevde at apparaturen måtte være meget omfattende sammenlignet med stør-relsen av produktet som ble fremstilt med samme.

Også tidligere kjent er et dyptrekkingsapparat med et hensiktsmessig tilformet trekkstempel som under trekking av et em-ne føres inn i et kammer som er fylt med hydraulisk væske. Emnet holdes fast ved kantpartiene og utsettes for væsketrykk på den ene side og stempeltrykk på den annen. Når stemplet beveger seg, bevirker mottrykket fra væsken at emnet formes etter stemplets yt-terform.

Det er også tidligere beskrevet en fremgangsmåte, hvor et sirkulært emnes periferiske kant utsettes for hydraulisk trykk som presser materialet i emnets kantparti radialt innover samtidig som emnets sentrale parti formes eller trekkes ved hjelp av formetrykk. Trykket mot emnets kant frembringer en matningskraft for å overvinne friksjonen mellom emnets flate sider og apparatets tilstøtende holdeflater.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for dyptrekking av den innledningsvis nevnte art og redusere antallet .dyptrekkingstrinn, helst til en eneste konti-nuerlig dyptrekkingsoperasjon, hvis produktets form tillater det. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved de i hovedkravet angitte trekk. Oppfinnelsen omfatter også

et apparat til utførelse av fremgangsmåten, som angitt i sidekrav 6.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksem-pler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et perspektivriss av en dyptrukket, koppformet gjenstand formet yed visse metoder av foreliggende oppfinnelse, fig. 2 er et snittriss sett fra siden av apparatet egnet til utførelse av visse metoder av oppfinnelsen og viser et skiveformet emne av fast plastisk materiale anbragt på et ved bunnen ringformet fremspring i et delvis fylt fluidumtrykkammer før fremfø-ringen av en stanseblokk inn i kammeret, fig. 2a er en del av et snitt av et apparat for forming eller dyptrekking av rørformede eller hule, sylindriske deler, fig. 3 er et videre sideriss i snitt av apparatet som er vist på fig. 2 og som viser videre trinn av visse fremgangsmåter av foreliggende oppfinnelse og viser emnet av fast plastisk materiale festet mellom to motstående ringformede fremspring som biter inn i motstående sider av emnet og forsegler over- og undersiden av en sentral del av emnet fra et omkretsparti av emnet, fig. 3a er en del av et snitt av apparatet i fig. 3 som illustrerer et ennu videre trinn av oppfinnelsen, fig. 3b er en del av et snitt som illustrerer en "trekkradius", fig. 4 er et perspektivriss av en dyptrukket mantel med partier av forskjellige tverrsnittsformer, og hvilken mantel er formet ved visse metoder av oppfinnelsen, fig. 5, 6 og 7 er tverrsnitt av andre apparater egnet for praktisering av visse metoder av oppfinnelsen, hvilke metoder kan anvendes for å forme den i fig. 4 viste gjenstand, og fig. 8 - 11 er en rekke riss som viser en rekkefølge av trinn av en metode som kan brukes for dyptrekking av et emne av materiale i et trekkammer som er mindre enn materialemne som skal trekkes.

Beskrivelse av apparatet i fig. 2 og 3 egnet for utførelse av visse metoder av foreliggende oppfinnelse

I fig. 2 og 3 er vist-apparater egnet for utførelse av_ visse metoder av foreliggende oppfinnelse, mere spesielt er vist et apparat for dyptrekking av et skiveformet emne 10, bestående av fast plastisk materiale, i en sylindrisk, koppformet gjenstand 11, vist delvis i tverrsnitt i fig. 1.

Apparatet innbefatter en passende høy trykkbeholder 12

som er utstyrt med en sentralt formet boring eller trekkekammer 14 i hvis bunn er montert en understanse 16 med en vertikalt gjennom samme formet boring 18 og som ved den øvre ende er utstyrt med en

ringformet flate med et lukket ringformet fremspring 20. Understansen 16 er også utstyrt med en ringformet skulder 22 for å anbringe og understøtte en tynnvegget sylindrisk hylse 28 som er dimensjonert for tett tilpasning i boringen 14. En fluidumsylinder 25 er anordnet til å føre en trykkdel 26 gjennom boringen 18 i understansen.

Hylsen 28 er anbragt konsentrisk om en vertikalt bevegelig overstanse som ved sin nedre ende er utstyrt med en sentralt formet trekkstanse eller fordypning 32 som står vertikalt i linje med trykkdelen 26 og boringen 18 i understansen 16.

Videre er overstansen 30 på sin underside utstyrt med et sluttet ringformet fremspring 34 som står vertikalt i linje med det ringformede fremspring 20 på understansens 16 overside. De motstående fremspring 20 og 34 legger seg an mot og "biter" inn i motstående sider av emnet 10 under utførelsen av metodene ifølge oppfinnelsen .

Som det vil forståes danner fremspringene sammen en ringformet ekstrusjonsform gjennom hvilken partier av emnet skal ekstruderes .

Overstansen 30 er videre utstyrt med et øvre parti 36 med redusert diameter som danner en skulder 37. Videre er overstan§en 30 rundt sin omkrets utstyrt med et antall adskilte, avtrappede vertikale slisser 38.

Overstansen 30 henger ned over høytrykksbeholderen 12 og er montert for frem- og tilbakegående vertikal bevegelse, inn i og ut av trykkbeholderen. Overstansen er forbundet med en plate 4 0 ved to med hoder utstyrte bolter 42 som strekker seg glidbart gjennom boringer i platen og skrudd inn i gjengede boringer formet i den øvre del av overstansen. Platen 4 0 er fast festet til en frem- og tilbake bevegelig fluidumdrevet trykkdel 44.

Den med redusert diameter utstyrte øvre del 36 av overstansen 30 omsluttes konsentrisk og glidbart av et stempel 46 som er utstyrt med et sylindrisk rom 48 og stemplet er utstyrt med boringer 49 gjennom hvilke boltene 42 strekker seg glidbart. Overstansens øvre, reduserte parti 36 er dimensjonert for tett pasning i rommet 48, men dimensjonene er imidlertid således at relativ vertikal bevegelse mellom overstansen 30 og stemplet 46 tillates. Toppflaten 50 av overstansen 30 og rommet 48 i stemplet danner sammen et fluidumkammer, generelt betegnet 52 med variabel størrelse.

En kanal 54 er formet sentralt i overstansen 30 for å sette rommet

32 i forbindelse med fluidumkammeret 52, og kanalen er utstyrt med en ensidig tilbakeslagsventil 56, såsom en fjærbelastet kuleventil, orientert som vist til å avstenge kammeret 52 og hindre fluidum fra å strømme ut av samme når det er fyllt med trykkfluidum og derved tilveiebringe en stiv drivforbindelse mellom stemplet 46 og understansen 30.

Toppdelen av stemplet 46 har to kanaler 58 og 60 forbundet med en felles kanal 62 som er forbundet til en trykkfluidumkilde (ikke vist) ved en ledning 68. Kanalene 58 og 60 er hver utstyrt med en ensidig tilbakeslagsventil, henholdsvis 57 og 59, som hver er orientert som vist. Kanalen 58 og ventilen 57 tilveiebringer trykkregulert anordning for fylling av kammeret 52 og kanalen 60 mens ventilen 59 tilveiebringer en trykkregulert avlastningsventil for å minske overdrevent eller uønsket fluidumtrykk i kammeret 52.

Av grunner som vil bli mere fremtredende senere, må det ved forskjellige tider være relativ glidebevegelse mellom overstansen 30 og stemplet 46, imidlertid må ved forskjellige andre tider overstansen og stemplet fastholdes i et adskilt forhold og overstansen må også drives nedad ved et stivt drivarrangement innbefattende stemplet 46. Følgelig må der finnes en anordning eller måte for til en begynnelse å tilveiebringe en stiv drivforbindelse mellom overstansen og stemplet, og dette tilveiebringes ved fluidumkammeret 52. Når passende trykkfluidum drives inn i kammeret 52 gjennom kanalen 58 og ventilen 57 virker fluidet mot den øvre ringformede flate av stansen 30 for å ekspandere rommet 48 og drive stemplet 46 oppad til fast anlegg mot platen 40. Nedadbevegelsen av trykkdelen 44 og platen 40 overføres således til overstansen 30 gjennom den stive drivforbindelse omfattende stemplet 46 og trykkfluidet i kammeret 52. Når imidlertid overstansen 30 har nådd sin nedre endestilling og er blitt stasjonær, og relativbevegelse kreves mellom overstansen og stemplet (mere spesielt, nedadbevegelse av stemplet kreves for å sette noe fluidum under trykk) vil avlastningsventilen i kanalen 60 tillate fluidum å strømme ut fra rommet og derved tillates nedadbevegelse av stemplet 46 i forhold til den nu stasjonære overstanse 30.

I fig. 3 er vist de stillinger som inntas av forskjellige konstruksjonselementer ved utførelsen av visse trinn av metoden ifølge oppfinnelsen, dvs. hylsen 28, overstansen 30 og stemplet 46 er (delvis) blitt ført nedad under virkning av trykkdelen 44 inn i det fluidumfyllte kammer 14 i hvilket emnet 10 befinner seg. Over stansen 30 er blitt ført tilstrekkelig langt nedad således at de motstående ringformede fremspring 20 og 34 "biter" inn i motstående sider av emnet 10 for å forsegle topp- og bunnflaten av et sentralt parti av emnet fra dettes omkretsparti. Det vil forståes at uttrykket "omkretsparti", som det her benyttes, betyr et ytre ringformet parti av emnet omfattende omkretskanten og partier av over- og undersiden av emnet.

Som vist i fig. 3 danner en ringformet del av hylsen 28, de respektive ringformede topp- og bunnflater av understansen 21 og overstansen 30 og de ringformede fremspring 20 og 34, samlet et ringformet trykkammer, generelt betegnet 64, for å omslutte emnets 10 omkretsparti.

Som videre vist i fig. 3 danner en del av trykkbeholderen 12, toppen av hylsen 28, skulderen 37 og en del av det øvre reduserte parti 36 av overstansen 30 og den ringformede bunn av stemplet 46, sammen et ringformet trykkammer betegnet generelt 66. Det vil forståes at ved nedadgående bevegelse av stemplet 46 i trykkammeret 66 vil fluidumet i dette settes under trykk og da fluidumet i kammeret 66 står i forbindelse med fluidumet i trykkammeret 64 gjennom de vertikale slisser 38, vil økningen i trykket i kammeret 66 overføres til fluidumet i det ringformede trykkammer 64.

Det skal forutsettes at de ovenfor beskrevne konstruksjonselementer inntar de i fig. 2 viste stillinger, at et skiveformet emne av fast plastisk materiale er blitt anbragt i trykkbeholderen 12 og ligger over de ringformede fremspring 20 som vist, og at trykkbeholderen 12 er blitt delvis fyllt med et egnet fluidum, eller helt fyllt, avhengig av hensynet til luftblærer.

Det skal videre forutsettes at kammeret 52 med variabel størrelse er fyllt fra ledningen 68 med trykkfluidum for å tilveiebringe den ovenfor beskrevne stive drivforbindelse mellom overstansen 30 og stemplet 46, den ensrettede ventil 56 hindrer utstrømning av trykkfluidum til kanalen 54 og trekkstansen eller hulrommet 32.

Trykkdelen 44 og platen 40 vil bli ført nedad, stemplet 46 blir ført nedad og overstansen 30 og hylsen 28 blir også, som følge av den stive drivforbindelse som er tilveiebragt ved trykkfluidumet i kammeret 52, ført nedad og trykkfluidumet holder stemplet 46 og stansen 30 i adskilt forhold, som vist, og tillater ikke relativbevegelse mellom dem.

Når hylsen 28 og overstansen 30 går ned i hulrommet 14 i trykkbeholderen 12 (fig. 3) vil de begynne å trykke noe av fluidumet i hulrommet oppad. Under fortsatt nedadbevegelse vil stemplet 46 gå inn i trykkbeholderen 12 og den videre nedadbevegelse av hylsen 28

og stansen 30 vil forskyve fluidumet i trykkbeholderen videre oppad gjennom de avtrappede vertikale slisser 38 inn i det ringformede trykkammer 6 6 for å fylle dette.

Under den videre innflytelse av den fremadskridende trykkdel 44 vil hylsen 28 og stansen 30 bli ført videre nedad for å bringe det ringformede fremspring 34, anordnet på overstansen 30, til anlegg mot toppflaten av det skiveformede emne 10 av fast plastisk materiale. Ved fortsatt videre nedadbevegelse av overstansen vil de ringformede fremspring 20 og 34 "bite" inn i motstående sider av emnet og forsegle eller tette over- og undersiden av emnets sentrale parti fra dets omkretsparti. Overstansens 30 nedadbevegelse begrenses ved at den nedre ende av den ringformede hylse 28 støter mot den ringformede Skulder 22 som er anordnet på understansen 16.

På dette tidspunkt begynner det ringformede trykkfluidum-kammer 66 å funksjonere for å utføre videre trekk av foreliggende fremgangsmåte. Stemplet 4 6 føres, under virkningen av den kontinuer-lig fremadskridende trykkdel 44 og plate 40, videre nedad i trykkbeholderen 12 og begynner å sammentrykke fluidumet i det ringformede trykkammer 66, og da fluidumet i dette gjennom de vertikale slisser 38 står i forbindelse med fluidumet i det ringformede trykkammer 64 som omgir emnets 10 omkretsparti, overføres trykkøkningen i kammeret 66 til kammeret 64. Stemplet 46 føres videre nedad for å bringe fluidumet under høyt hydrostatisk trykk og for å påføre eller utsette emnets 10 omkretsparti for høyt hydrostatisk trykk.

Samtidig føres trykkdelen 26 oppad ved sylinderen 25. Trykkdelen 26 støter mot emnets 10 sentrale parti og påfører en kraft på dette og som vist i fig. 3a, begynner emnet å dyptrekkes inn i trekkhulrommet 32 som er formet i bunnen av overstansen 30.

Under den begynnende nedadbevegelse av overstansen 30 inn

i trykkbeholderen, fanges en del av fluidumet i beholderen 12 i hulrommet 32, idet ventilen 56 tillater fri strømning av det fangede fluidum med fluidumet i kammeret 52. Når således trykkdelen 26 beveger seg oppad mot emnets sentrale parti og driver det oppad, sammenpresses fluidumet i hulrommet 32 og påfører et mottrykk ftiot over-siden av emnets sentrale parti og retarderer eller begrenser hastigheten av dyptrekkingen av emnets omkretsparti inn i dyptrekkingsstan-sen tilveiebragt ved hulrommet 32.

Under virkningen av trykkdelen 44 og platen 40 føres stemplet 46 videre frem eller ned i det ringformede trykkammer 66 for å bringe fluidumet i det ringformede kammer 64 til fortsatt å påføre emnets omkretsparti for høyt hydrostatisk trykk, trykkdelen 26 fortsetter sin oppadbevegelse, fluidumet i hulrommet 32 fortsetter å påføre mottrykk og emnet 10 trekkes videre inn i dyptrekkingshul-rommet 32 inntil den ønskede dybde er nådd på hvilket tidsrom trykk-delene 26 og 44 stopper deres fremadbevegelse.

Ved enden av dyptrekkingssyklusen reverseres driften av fluidumsylinderen 45, og trykkdelen 44 og platen 40 føres oppad for å trekke hylsen 28, overstansen 30 og stemplet 46 oppad ut av trykkbeholderen 12 og returnere disse elementer til de i fig. 2 viste stillinger. Den trukne mantel blir på enden av trykkdelen 26 og fjernes fra denne under dens tilbaketrekking nedad til begynnelses-stillingen som vist i fig. 3 under virkning av fluidumsylinderen 25.

Refererende igjen til fig. 3 og 3a, og med hensyn til ekstrusjon og dyptrekking av emnets 10 omkretsparti, kan minst tre forskjellige fremgangsmåter av dyptrekking gjøre seg gjeldende, og der-til de forskjellige kombinasjoner av samme, i den samvirkende drift av det høye hydrostatiske trykk som påføres omkretspartiet av emnet av fast plastisk materiale 10, og kreftene som påføres mot de motstående deler av den sentrale del av emnet ved trykkdelen 2 6 og fluidumet i hulrommet 32.Tilstedeværelsen av hver fremgangsmåte ved dyptrekking, eller kombinasjoner av samme, bestemmes ved kvaliteten av duktiliteten eller sprøheten av emnet, størrelsen av hydrostatisk trykk som påføres emnets omkretsparti og de relative krefter som påføres de motstående sider av emnet ved trykkdelen 2 6 og fluidumet i hulrommet 32. For klarhet og større forståelse skal de ovennevnte tre fremgangsmåter av dyptrekking beskrives nedenfor i særskilte paragrafer.

I den første dyptrekkingsmetode føres det ringformede fremspring 34 nedad en forutbestemt avstand tilstrekkelig til å bringe de ringformede fremspring 20 og 34 til å "bite" inn i emnet 10 i en liten grad tilstrekkelig til å tilveiebringe en indre tetning for å forsegle det ringformede trykkammer 64 for å tillate fluidumet i dette å påføre høyt hydrostatisk trykk til emnets omkretsparti og til å "stryke ut" emnets omkretsparti nåt trykkdelen 26 føres frem for å trekke eller ekstrudere fremad emnets omkretsparti mellom de ringformede fremspring og dyptrekke omkretspartiet i hulrommet 32.

I den annen metode for dyptrekking føres det ringformede fremspring 34 nedad en avstand tilstrekkelig til å bringe de ringformede fremspring 20 og 34 til å "bite" inn i emnet av fast plastisk materiale i en dybde tilstrekkelig til å tilveiebringe en tetning som i den først beskrevne metode, og til å tilveiebringe en ringformet ekstrusjonsdyse med en åpning som er smalere enn emnets tykkelse, og fluidumet i trykkammeret 64, som omslutter emnets omkretsparti, er bragt til en sådan høyde at det påfører høyt hydrostatisk trykk på emnets omkretsparti tilstrekkelig stort (i) til å bringe omkretspartiet til å øke i duktilitet tilstrekkelig til at det kan ekstruderes uten brudd, og (ii) ha en tendens til å ekstrudere omkretspartiet radialt innad mot emnets sentrale patri, og det påførte høye hydrostatiske trykk og trykkdelen 2 6 anvendes samvirkende til å ekstrudere omkretspartiet gjennom ekstruderingsåpningen, og trykkdelen 26 dyptrekker det ekstruderte sentrale parti inn i trekkstansen eller hulrommet.

I den tredje metode ved dyptrekking er de ringformede fremspring anbragt som forklart i den ovenfor beskrevne annen metode. Imidlertid er det høye hydrostatiske trykk, som påføres omkretspartiet, ved denne metode tilstrekkelig stort (i) til å bringe omkretspartiet til å øke tilstrekkelig i duktilitet til å kunne bli ekstrudert og dyptrukket uten brudd, og (ii) til å ekstrudere omkretspartiet gjennom ekstrusjonsdysen eller -åpningen radialt innad mot emnets sentrale parti, og trykkdelen 26 dyptrekker inn i trekkstansen eller hulrommet omkretspartiet som er ekstrudert ved det påførte høye hydrostatiske trykk.

Kort gjentatt, i den første dyptrekkingsmetode tilveiebringes kreftene for ekstruderingen og dyptrekkingen primært av trykkdelen 26; i den annen metode tilveiebringes ekstruderingskreftene ved samvirkningen av det påførte høye hydrostatiske trykk og trykkdelen 26, og dyptrekkingskreftene tilveiebringes primært av trykkdelen 26, og i den tredje dyptrekkingsmetode påføres ekstruderings-kref tene primært ved det påførte høye hydrostatiske trykk, og dyp-trekkingskref tene tilveiebringes primært av trykkdelen 26.

Emner av mange faste plastiske materialer kan dyptrekkes mot atmosfæren i stansehulrommet 32, imidlertid kan, i avhengighet av duktiliteten eller sprøheten av det spesifikke materiale som skal dyptrekkes, eller andre faktorer såsom den ønskede eller nødvendige trekkhastighet, mottrykk påføres emnet ved fluidum anbragt i hulrommet 32. Det vil således forståes at virksomheten eller virkningen av fluidumet i hulrommet 32, når det anvendes, kan gå gjennom hver av de ovenfor omhandlede tre metoder ved dyptrekking, og de forskjellige kombinasjoner av samme.

Avhengig av trykkhøyden ved hvilken tilbakeslagsventilene 56 og 59 er innstilt, eller valgt, for å åpne og frigjøre trykket i hulrommet 32, vil fluidumtrykket påføre en kraft mot virkningen av trykkdelen 26, og et emne som dyptrekkes og til å begrense eller retardere hastigheten av dyptrekking, og vil påføre mottrykk på det øvre sentrale parti av emnet, og emnets omkretsparti når det er eks-strudert og dyptrukket inn i hulrommet 32. Mottrykket vil virke mot det høye hydrostatiske trykk som er påført omkretspartiet ved fluidumet i det ringformede kammer 64. Mottrykket vil derfor bistå med å bringe omkretspartiet til å øke i duktilitet, eller vil hjelpe til å holde omkretspartiet i tilstanden av øket duktilitet under ekstrudering og trekking. Ved å innstille trykkhøyden ved hvilken ventilene 56 og 59 åpner, eller velge sådanne ventiler tilsvarende, kan mottrykket som påføres ved fluidumet i hulrommet 32 være tilstrekkelig stort til å bringe emnets sentrale parti til å øke og forbli i en tilstand av øket duktilitet, og til å bringe omkretspartiet når det ekstruderes og trekkes inn i hulrommet, til å bli i tilstanden av øket duktilitet. Denne metode for å utnytte mottrykket er spesielt fordelaktig ved dyptrekking av sprø materialer, da det sikrer at materialemnet anbringes i, og forblir i, en tilstand av øket duktilitet, og at det ekstruderte omkretsparti ikke gjennomgår en senkning i duktilitet umiddelbart etter å ha passert mellom de ringformede fremspring, eller ekstrusjonsdysen, og derved utvikler en tendens mot brudd.

Under henvisning til de foregående metoder ved dyptrekking vil det av fagfolk bemerkes at de tilveiebringer en forbedret metode ved dyptrekking av duktile materialer, dvs. at ved å anbringe omkretspartiet av et emne av duktilt materiale unngåes brudd under dyptrekkingen da tilstanden av materialet konstant reguleres under hele dyptrekkingsoperasjonen, og materialet kan trekkes, i en enkelt operasjon til et mere fordelaktig forhold mellom emne-diameter til den dyptrukne hylsediameter.

Som et spesifikt eksempel ved utførelsen av oppfinnelsen ble omkretspartiet av et skiveformet emne av kobber 22 mm i diameter utsatt for hydrostatisk fluidumtrykk på tilnærmet 8800 kg/cm<2>, og i en enkelt dyptrekkingsoperasjon ble emnet trukket til en hylse eller kopp 6,3 mm i diameter, et forhold på 3,5 : en betydnings- full forbedring likeoverfor det forannevnte tidligere kjente forhold for et enkelt dyptrekk på 2 : 1.

Det vil videre bemerkes at ulikt de tidligere metoder for dyptrekking hvori materialet strekktrekkes og materialets vegger tynnes konstant, selv med mellomliggende utglødninger, vil ved de foran beskrevne metoder ved dyptrekking ifølge foreliggende oppfinnelse veggene av den dyptrukne hylse eller lignende bli nøyaktig kontrollert og nøyaktig forutbestemt. Mere spesielt, de motstående ringformede fremspring "biter" inn i emnet av fast plastisk materiale, og når omkretspartiet ekstruderes mellom fremspringene, vil disse "stryke ut" eller utstyre omkretspartiet med nøyaktig regulert tykkelse, ved å redusere den opprinnelige tykkelse (typisk har emnet ujevnt utstanset fra valset stabel) av omkretspartiet til en jevn tykkelse, som kan bestemmes på forhånd ved å regulere dybden hvori de ringformede fremspring "biter" inn i emnet. Tykkelsen av veggene av den dyptrukne hylse reguleres videre, og kan forutbestemmes, ved det ringformede rom mellom trykkdelens 26 ytre overflate og overflaten av stansehulrommet 32.

Det vil også bemerkes at dyptrekkingsmetodene ifølge oppfinnelsen muliggjør også dyptrekking av sprøe materialer, dvs. ved å utsette et omkretsparti av materialet for et tilstrekkelig høyt hydrostatisk trykk og ved å anvende det riktige mottrykk som beskrevet ovenfor, kan forskjellige sprø materialer gjøres tiltagende duktile tilstrekkelig til å tillate omkretspartiet å bli ekstrudert og dyptrukket uten brudd.

Under henvisning til fig. 3 vil det videre bemerkes at både duktile og sprø materialer ved å anbringes i en tilstand av øket duktilitet kan trekkes rundt en stanseflate som har meget liten trekkradius, som f.eks. trekkradien r av det ringformede fremspring 34 i det ovennevnte spesifikke eksempel vedrørende dyptrekking av kobberemnet med diameter 22 mm var trekkradien av det ringformede fremspring 0,5 mm.

Ved henvisning til fig. 2a vil det forståes at fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan utnyttes for dyptrekking av rørformede eller hule, sylindriske deler. Hulrommet kan være utstyrt ved sin øvre ende med en ringlignende formet stanse 33, komplementær i bredde med tykkelsen av veggene av den dyptrukne hylse, og komplementær i boring eller åpning til diameteren av trykkdelen 26. Når således fremgangsmåten ved dyptrekking av en hylse-eller koppformet gjenstand er avsluttet som ovenfor beskrevet, kan trykkdelen og hylsen føres videre inn i rommet 32.til inngrep med stansen 33 for å stanse ut og fjerne det sentrale parti av den trukne hylse, og derved forme denne til en røfformet eller hul, sylindrisk del.

I fig. 5 - 7 er vist tilleggsapparater for utførelse av visse metoder av foreliggende oppfinnelse. Mere spesielt er det

vist apparater egnet for utførelse av dyptrekking av et emne av fast plastisk materiale til en gjenstand som har rørformede seksjoner med forskjellig tverrsnittsform, f.eks. den avtrappede koppformede gjenstand 70 i fig. 4 som har rørformede seksjoner 71 og 72 med forskjellige diametere.

Det samlede apparat i fig. 5 er praktisk talt det samme som apparatet i fig. 3 med bare forholdsvis få modifikasjoner, og av den grunn har for enkelhets skyld konstruksjonselementene i fig. 5 samme henvisningstall som tilsvarende elementer i fig. 3, trykkdelen 26 i fig. 3 er erstattet med en trykkdel 74 som har en første del med en diameter eller tverrsnittsform, og en annen del 76 med en øket eller større diameter. Trykkdelen 75 er anbragt glidbart i en hylse 77 som på sin side er montert glidbart i en boring 18 formet i understansen 16. For normal understøttelse i stansen 16 er hylsen 77 utstyrt med en ringformet skulder 78 som ligger an mot en komplementært formet skulder 7 9 anordnet i boringen 18 i stansen 16, og enden av hylsen ligger i samme horisontalplan som enden av det ringformede fremspring 20.

I tillegg er en annen stansedel 80, som har et formhulrom 81 i enden, anbragt glidbart i hulrommet 32 i stansedelen 30. For normal understøttelse er den annen stansedel 80 utstyrt med en ringformet skulder 82 som ligger an mot en skulder 83 i hulrommet 32, og enden av delen 80 ligger i samme horisontalplan som enden av det ringformede fremspring 34. Den annen stansedel 80 er utstyrt med et øvre stammeparti 84 montert glidbart i en boring 85 i den øvre del 36 av stansen 30. Stammen 84 er utstyrt med en sentral kanal 86 som er utstyrt med en énveis tilbakeslagsventil (ikke vist) for avlasting av uønsket eller overdrevet trykk i hulrommet 81.

Den øvre del av stansedelen 30 er utstyrt med to kanaler 87 og 88 som er utstyrt med énveis tilbakeslagsventiler 91 og 92 orientert som ovenfor. Kanalen 88 og ventilen 92 tilveiebringer anordning for fylling av hulrommet 32 med fluidum og kanalen 87 og ventil 91 tjener til å avlaste uønsket eller overdrevet trykk i hulrommet 32.

Det vil forståes at dybden av hulrommene 81 og 32, dia-meterene av trykkdelen 75, hylsen 80 og hulrommet 32 og vandringen av trykkdelen 74, hylsen 77 og stansedelen 80 er bestemt ved dia-metrene og lengdene av de rørformede seksjoner 71 og 72 av den avtrappede koppformede gjenstand 70.

Ved metoden som utføres ved apparatet i fig. 5 anbringes som før emnet av fast plastisk materiale 10, på det ringformede fremspring 20, og trykkbeholderen 12 fylles helt eller delvis med fluidum. Stansedelene 30 og 80, hylsen 28 og stemplet 46 føres nedad av trykkdelen 44 (fig. 3) og drives inn i hulrommet 41 av trykkbeholderen 12 (fig. 3). Også som før vil fluidumet forskyves oppad gjennom de avtrappede slisser 38 for å fylle hulrommet 66, samtidig vil fluidum samles i hulrommet 81 og trykkfluidum vil pum-pes inn i hulrommet 32 gjennom kanalen 88 og ventilen 92. Til en begynnelse vil fluidumet 94 i hulrommet 32 som virker mot den ringformede skulder 96 på stansedelen 80, komprimeres tilstrekkelig til å holde delen 80 nedad i den i fig. 5 viste stilling mot virkningen av trykkdelen 74.

Når nu hylsen 28, fig. 5, har begrenset nedadbevegelsen

av stansédelen 30, og fremspringene 20 og 34 "biter" i emnet 10 i den ønskede dybde, vil fluidum i trykkammeret 64, som følge av nedadbevegelsen av stemplet 46 i trykkammeret 66, utsette emnets 10 omkretsparti for høyt hydrostatisk trykk tilstrekkelig til å bringe omkretspartiet økning i duktilitet og tillate at omkretspartiet ekstruderes og dyptrekkes uten brudd.

Enden av trykkdelen 75 vil, under innflytelse av fluidumsylinderen 25, støte mot undersiden av emnets 10 sentrale parti og påføre dette en kraft. Suksessive partier av emnets 10 omkretsparti vil bli ekstrudert mellom de ringformede fremspring 20 og 34, innad mot det sentrale parti av emnet, og disse suksessivt ekstruderte omkretspartier dyptrekkes i trekkstansen utstyrt med hulrommet 81, som vist i fig. 6, mot virkningen av fluidumet i hulrommet, for å forme en rørformet seksjon 71 av gjenstanden 70 i fig. 4. Fluidumet i hulrommet 81 tilveiebringer et mottrykk, som før, og avlastes på passende måte oppad gjennom kanalen 86.

Trykkdelen 74 vil fortsatt beveges oppad og dens forstør-rede del 76 vil trykke mot bunnen av hylsen 77 og drive denne oppad. Emnets 10 omkretsparti vil som følge av virkningen av stemplet 46, fortsatt være utsatt for høyt hydrostatisk trykk. Visse andre suksessive partier av omkretspartiet vil ekstruderes og det oppadgående ' stempel 11 vil påvirke de nevnte partier og dyptrekke dem, som vist i fig. 7, inn i trekkstansen som dannes av hulrommet 32 for å danne den rørformede seksjon 72 av gjenstanden 70 i fig. 4. Det vil forståes at oppadbevegelsen av hylsen 77, på grunn av virkningen av trykkdelen 74, har tilstrekkelig kraft til å forskyve stansedelen 80 oppad hulrommet 32 mot virkningen av fluidumet 94. Som før vil fluidumet 94 ved å sammenpresses ved den oppadgående bevegelse av stansédelen 80, påføre mottrykk mot stansedelen for å begrense eller retardere hastigheten av dyptrekking, og da mottrykket vil være motsatt trykket som påføres det høye hydrostatiske fluidum i kammeret 64, vil det hjelpe til å holde emnet 10 i tilstanden av øket duktilitet.

Som vist i fig. 7 kan lengden av trykkdelens 74 oppadgående bevegelse begrenses for ikke å dyptrekke hele emnet 10, og derved tilveiebringe gjenstanden 70 (fig. 4) med leppen eller kantpar-tiet som vist.

Gjenstanden 70 kan fjernes fra apparatet i fig. 5 på praktisk talt samme måte som gjenstanden 11 fjernes fra apparatet i fig. 3.

I en ekstra utførelse av foreliggende oppfinnelse er anordnet en fremgangsmåte for dyptrekking av et emne av fast plastisk materiale i et trekkammer som er mindre enn materialemnet, og mere spesielt, en metode ved dyptrekking av det plateformede emne 10 i fig. 8 i trekkammeret 14 som har en diameter mindre enn diameteren av emnet.

For enkelhets skyld som i den umiddelbart foregående beskrivelse, er elementene i fig. 8-11 hvor det er mulig gitt samme henvisningsbetegnelser som tilsvarende elementer av det tidligere beskrevne apparat.

Generelt blir i denne utførelse av oppfinnelsen et emne av fast plastisk materiale først mekanisk dyptrukket i en retning i et trekkammer, og deretter mest spesielt, anvendes metodene av den først beskrevne utførelse av oppfinnelsen for dyptrekking av bunnen og tilstøtende ringformede side av det dyptrukne emne i trekkammeret i motsatt retning.

I fig. 8 er hylsen 28 i fig. 3 erstattet med en hylse

102 som til en begynnelse er anbragt inne i trekkammeret 14 og understøttes på den ringformede skulder 22 med et antall vertikale slisser 104 formet langs den indre vertikale overflate av hylsen.

Stansedelen 30 er modifisert ved å være utstyrt med et nedre parti 106 med redusert diameter, som er litt mindre enn sum-men av hylsens 102 indre diameter og to ganger tykkelsen av emnet 10. Videre er det nedre parti 106 langs sin ytre overflate utstyrt med et antall vertikale slisser 108 som står i linje med de vertikale slisser 104 i hylsen 102.

Det forutsettes nu at elementene av apparatet i fig. 8 inntar de i samme viste stillinger, at hulrommet 52 er fyllt med trykkfluidum for å tilveiebringe en stiv drivforbindelse mellom stemplet 46 og stansedelen 30, at det skiveformede emne 10 er festet mot den øvre ende av trykkbeholderen 12 ved en ringformet holde-plate 110 og at trykkbeholderen er fyllt eller delvis fyllt med fluidum.

Stemplet 46 og stansedelen 30 drives nedad under virkning av trykkdelen 44, fig. 3, og de ringformede fremspring 34 på delen 30 legger seg an mot emnet 10 og driver dette mekanisk innad i trekkammeret 14 og deformerer derved mekanisk emnet til den i fig. 9 viste koppform, innbefattende bunnpartiet 112 og det oppbøyde ringformede parti 114. Under dette operasjonstrinn er det ringformede parti spredt utad, som vist i fig. 9, og kanten av det ringformede parti står i kontakt med kammerets 14 vegg.

Under fortsatt nedadbevegelse av stemplet 46 og stansedelen 30 støter det ringformede del av det deformerte emne mot toppartiet av hylsen 102 og den ringformede del deformeres videre, eller bøyes oppad inntil emnet er deformert til den i fig. 10 viste form. Nedadbevegelsen av stansedelen 30 begrenses ved at dens ut-videde parti 118 støter mot den øvre ende av hylsen 102, på hvilket tidsrom de ringformede fremspring 20 og 34 "biter" inn i emnets bunnparti 112 i den ønskede dybde.

Ved innføring av stansedelen 30 og emnet 10 i kammeret

14, forskyves fluidum oppad ggennom de vertikale slisser 104 og 108 inn i trykkammeret 66.

Som vist i fig. 10 avgrenses en ytre ringformet del av bunnen 112 og det ringformede sideparti av emnet 10 inne i det flui-dimfyllte trykkammer 120 av generelt U-formet tverrsnittsform. Kammeret 120 er avgrenset eller formet ved rommet mellom motstående ringformede topp- og bunnpartier av henholdsvis understansen 16 og stansedelen 30 og rommet mellom hylsen 102 og den nedre del 108 av delen 30.

Det forutsettes nu at konstruksjonselementene, mengdene av fluidum og emnet 10 inntar de i fig. 10 viste stillinger og med en forståelse og vurdering av de ovenfor beskrevne metoder av foreliggende oppfinnelse, vil det forståes at stemplet 46, trykkdelen

26, fluidumet i hulrommet 32 drives og funksjonerer som før, således at det ytre ringformede parti av bunnen 112 og den oppbøyde ringformede side 114 av emnet 10, dvs. de deler av emnet som er innesluttet i hulrommet 120, utsettes for høyt hydrostatisk trykk, tilstrekkelig stort til å bringe de nevnte deler i rommet 12 0 til å øke i duktilitet tilstrekkelig til å tillate ekstrusjon og dyptrekking av samme

uten brudd.

Det vil videre forståes, som beskrevet ovenfor, at avhengig av dybden hvortil de ringformede fremspring "biter" inn i emnet, størrelsen av høyt hydrostatisk trykk påført emnet, størrelsen av kraften som påføres emnet ved trykkdelen 2 6 og størrelsen av mottrykket som påføres emnet ved fluidumet i kammeret 32, kan en hvilken som helst av de tre metoder av ekstrusjon og dyptrekking, eller enhver kombinasjon av samme som forklart i detalj med hensyn til metodene som er praktisert ved apparatet i fig. 2 og .3, anvendes til å ekstrudere og dyptrekke det koppformede emne inn i hulrommet 32 som vist i fig. 11.

Det vil forståes at fremgangsmåtene ifølge foreliggende oppfinnelse er på ingen måte begrenset til dyptrekking av runde eller generelt sirkulære gjenstander, men er like anvendelige for dyptrekking av gjenstander av en hvilken som helst tverrsnittsform, skulle det f.eks. være ønskelig å dyptrekke en mantel eller hylse med rektangulært tverrsnitt, formes de ringformede fremspring som danner ekstrusjonsstansen, trekkstansen og trekkdelen av tilsvarende komplementære deler med rektangulær form.

Det vil også forståes at uttrykket "høyt hydrostatisk trykk" er et relativt uttrykk, og at avhengig av duktiliteten eller sprøheten av materialet som trekkes, dybden av trekket og lengden av trekkradien, vil det være behov for en større eller mindre høyde av hydrostatisk trykk. Høyden av dette hydrostatiske trykk er den som øker materialets duktilitet tilstrekkelig til å tillate den ønskede deformasjon a<y>samme uten brudd. Den virkelige høyde av det nødvendige hydrostatiske trykk for en gitt trekkdybde under hensyntagen til de umiddelbart foregående betraktninger, kan bestemmes erfaringsmessig ved utførelse av- et antall dyptrekkingsoperasjo-ner på en rekke identiske emner og suksessivt øke trykkene, obser- vere kvaliteten av dyptrekkingen med hensyn til tilstedeværelsen eller uteblivelsen av brudd og jevnheten av veggtykkelsen, og øke graden av påført, "høyt hydrostatisk trykk" tilsvarende.

Det vil videre forståes at uttrykket "dyptrekking" eller "dyptrekk" er et faguttrykk som angir en generell klasse av metoder for forming av metaller og andre materialer i koppform, mantel-eller rørlignende former, og at bruken av metodene ifølge oppfinnelsen er like anvendelige og fordelaktige til å utføre hva som kan betraktes å være et "grunt trekk". Videre vil det forståes at ut-trykkene "dyptrekking" eller "dyptrekk" brukes i en kvalitativ be-tydning, som f.eks. trekking av et emne av titan til en dybde av 6 mm ville som følge av sprøheten av titan, være et "dyptrekk".

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for dyptrekking ay et plateformet emne av fast materiale som kan gjøres plastisk under trykk, hvor et formetrykk tilføres emnets sentrale parti for dyptrekking av samme til en forutbestemt form, og hvor drivetrykk eller matetrykk til-føres emnets kant for matning av emnets kantparti mot emnets sentrale parti for å bevirke en dyptrekking av emnets sentrale parti og en ekstrusjonskraft mot emnets kantparti,karakterisert vedat i det minste et kantparti (marginalparti) av emnet (10) overføres til en tilstand med økt formbarhet ved forseg-ling av et periferisk parti omfattende en omkretskant og partier av emnets topp og bunn, idet det periferiske parti av emnet utsettes for høyt trykk som er tilstrekkelig høyt til å tvinge det periferiske parti til å bli mer formbart og å forflytte seg innover mot emnets sentrale parti i det minste når formetrykket bevirker dyptrekking av emnets sentrale parti.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at- emnets sentrale parti utsettes for mottrykk som virker motsatt den kraft (fra 26) som det sentrale parti utsettes for under dyptrekkingen, for å bevirke en økning av trykket omkring og der-med også av formbarheten i de periferiske partier.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det høye trykk mot emnets kantparti frembringes ved komprimering av et fluidum som omgir emnets periferiske parti.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, f©Htrekking av et emne i et trekkammer som er mindre enn emnet,karakterisert vedat i det minste en del av emnets periferiske parti omformes koppaktig i trekkammeret (14) (fig. 9 og 10) før eks-trus jonskraf ten påføres det periferiske parti.

5. ■ Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav for trekking av emnet til en gjenstand med rørformede partier med forskjellig tverrsnittsform,karakterisert vedat under den radialt innadvirkende ekstrusjonskraft trekkes først emnets sentrale parti til et rørformet parti med en tverrsnittsform, og med en etterfølgende dyptrekking ay et annet parti (fig.

7) til et rørformet parti med en annen tverrsnittsform (fig. 4).

6. Apparat til utførelse av fremgangsmåten ifølge et eller flere av de foregående krav, omfattende innretninger for tilfør-sel av formetrykk fra et stempel (26) til et sentralt parti av emnet som skal trekkes og innretninger for fremmatning av emnets periferiske parti mot det sentrale parti,karakterisertved at apparatet omfatter et trykkammer (64) for økning av emnets formbarhet og for ekstrudering av det periferiske parti og omfattende to motsatt rettede fremspring (20,34) som hvert er utformet integralt med trykkammerets (64) vegg for tetning av emnets sentrale parti mot det periferiske parti, hvor trykkammeret (64) er innrettet for innførsel av fluidum under trykk for utsettelse av emnets periferiske parti' for et hydrostatisk trykk som er tilstrekkelig høyt til å bevirke økning av det periferiske partis formbarhet og tvinge dette til å ekstrudere innover mellom de mot-satte fremspring mot emnets sentrale parti, i det minste når formetrykket fra stemplet (26) bevirker trekking av emnets sentrale parti.

7. Apparat ifølge krav 6,karakterisert vedytterligere innretninger (32,56,52,54,60,58,59,57) for tilførsel av et mottrykk som virker motsatt den kraft som av stemplet (26) tilføres emnets sentrale parti for begrensning av dyptrekkings-hastigheten og for å opprettholde formbarheten i emnets omkretsparti under trekkingen.

8. Apparat ifølge krav 6,karakterisert vedat et av fremspringene (20,34) er utformet i ett med en pressedyne (16) og det andre fremspring (34) er utformet i ett med en samvirkende pressedyne (30), hvor trykkammeret (64) er tildels avgrenset ved en overflate av den ene dyne og overflaten av den andre dyne, og hvor fremspringene (20,34) er anordnet slik at trykkfluidet kan holdes for å omgi og utøve trykk mot emnets periferiske parti, og hvor den ene dyne har en passasje (18) for stemplet (26) som på kjent måte kan utøve dyptrekkingstrykk mot emnets sentrale parti, og hvor den andre dyne har et hulrom (32) til å samvirke med stemplet og innretninger (56,57,59) for opp-rettholdelse av et forutbestemt trykk i fluidet i hulrommet (32) når trekkingen begynner og for 4 tillate fluidet å slippe ut når det forutbestemte trykk overskrides under dyptrekkingen.