DE4205675C2

DE4205675C2 - Verfahren zur umformenden Herstellung form- und maßgenauer rotationssymmetrischer Hohlkörper aus massivem Halbzeug

Info

Publication number: DE4205675C2
Application number: DE19924205675
Authority: DE
Inventors: Aribert Prof Dr Ing Schwager; Uwe Dr Ing Weisbach; Guenter Dr Ing Herold; Andreas Dipl Ing Frank
Original assignee: Individual
Current assignee: Forschungsgesellschaft Umformtechnik Mbh 70174 St
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: DE4205675A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umformenden Herstellung form- und maßgenauer rotationssymmetrischer Hohlkörper aus massivem Halbzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung findet in der metallverarbeitenden Industrie bei der Herstellung von zylindrischen Hohlkörpern aus massivem Halbzeug Anwendung.

Im Stand der Technik nach Dr. Reiner Kopp, Hubert Gaile; Dreirollen-Fließdrücken; Dornier-Post; Heft 4; 1972; Seite 29-32; werden verschiedene Prinzipien des Fließdrückens beschrieben. Auf Seite 31, 1. Spalte, wird unter anderem eine Verfahrenskombination dargestellt, bei welcher zur Herstellung eines zylindrischen Napfes eine Blechronde durch Drücken umgelegt und bei Verwendung von Spezialrollen im gleichen Arbeitsgang abgestreckt wird.

Bei dieser Verfahrenskombination ist, wie bei allen anderen Fließdrückverfahren, Voraussetzung, daß die Ausgangsform als Blechronde oder als zylindrischer Hohlkörper vorliegt.

Beim Bohrungsdrücken nach DD 2 45 827 und der Vorrichtung nach DD 2 73 789 erfolgt das Eindringen eines mit Kraft beaufschlagten Formstempels in das massive Halbzeug durch gleichzeitig axial fortschreitende Durchmesserreduzierung des Halbzeuges mittels Rollen oder Kugeln. Der abfließende Werkstoff wird durch die Wirkung der Rollen oder Kugeln zur Wand des Hohlkörpers ausgeformt. Dieses Massivumformverfahren zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus, hat jedoch den Nachteil, daß der Innen- und Außendurchmesser des hergestellten Hohlteils eine ungenügende Form- und Maßgenauigkeit aufweisen. Diese Fehler treten durch einen tangentialen Stau vor der Rolle auf und äußern sich in einer Durchmesseraufweitung sowie Welligkeit und Rillenbildung nach den Rollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einem rotationssymmetrischen massiven Halbzeug, ein Verfahren und eine zugehörige Walze zu entwickeln, die eine hohe Form- und Maßgenauigkeit des Innen- und Außendurchmessers gewährleisten.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dabei wird unter Verwendung eines Druckdorns und eines Reduzierwerkzeuges in Form von mindestens zwei Walzen der rotationssymmetrische Hohlkörper vorgeformt und unter Verwendung derselben Werkzeuge erfolgt im Rückhub ein Abstreckdrücken des Hohlkörpers vorzugsweise mit Änderung der Drehrichtung des Hohlkörpers. Die Walzen sind dabei so gestaltet, daß sowohl in Richtung des Vorwärtshubes für das Bohrungsdrücken als auch in Richtung des Rückhubes für das Abstreckdrücken ein entsprechender Arbeitswinkel vorhanden ist. Zwischen beiden Arbeitswinkeln ist ein zylindrischer Teil angeordnet.

Das Abstreckdrücken im Rückhub erfolgt je nach Größe der beim Bohrungsdrücken aufgetretenen Durchmessererweiterung ohne oder mit einer weiteren radialen Walzenzustellung. Das zylindrische Walzenteil hat eine Glättfunktionn. Durch das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit der Walze wird eine wesentliche Verbesserung der Form- und Maßgenauigkeit erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Hergestellter Hohlkörper und Stellung der Werkzeuge nach Beendigung des Vorwärtshubes (Bohrungsdrücken);

Fig. 2 Hohlkörper und Werkzeugstellung während des Abstreckdrückens im Rückhub;

Fig. 3 Walze.

Das Ende des Bohrungsdrückens zeigt Fig. 1. Durch die Wirkung des Druckdorns 1 und der Walzen 2 wurde das Halbzeug zu einem rotationssymmetrischen Hohlkörper 3 mit der Wanddicke S ausgebildet. Es liegt am Gegenstempel 4 an. In Vorschubrichtung hinter den Walzen 2 ergibt sich dabei eine verfahrensbedingte Aufweitung x des zu erzielenden Durchmessers D auf den Durchmesser D_A und die Ausbildung von Vorschubrillen.

Je nach der Größe der Aufweitung x erfolgt im Rückhub ein Abstreckdrücken mit oder ohne vorheriger radialer Walzenzustellung (Fig. 2). Vorteilhaft für die Profilausfüllung ist das Abstreckdrücken unter Änderung der Drehrichtung des Hohlkörpers 3. Die Walze 2 ist dabei derart ausgestaltet, daß sowohl in Richtung des Vorwärtshubes als auch in Richtung des Rückhubes entsprechende Abschnitte mit einem Arbeitswinkel α für das Bohrungsdrücken und β für das Abstreckdrücken vorhanden sind, wobei zwischen diesen Abschnitten ein zylindrischer Walzenteil a angeordnet ist (Fig. 3). Durch das Abstreckdrücken im Rückhub werden die Form- und Maßabweichungen, insbesondere die Geradheitsabweichung und die Oberflächenrauheit in der Bohrung wesentlich verringert. Der durch das Bohrungsdrücken erzielte Außendurchmesser DA wird auf den zu erzielenden Durchmesser D abgestreckt.

Claims

1. Verfahren zur umformenden Herstellung form- und maßgenauer rotationssymmetrischer Hohlkörper aus massivem Halbbzeug, wobei das Halbzeug im Vorwärtshub durch Bohrungsdrücken unter Verwendung eines Drückdorns und eines, mindestens zwei Walzen aufweisenden, Reduzierwerkzeuges zu einem Hohlkörper vorgeformt wird, wobei in Vorschubrichtung hinter den Walzen eine verfahrensbedingte Aufweitung des Außendurchmessers auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß in der gleichen Aufspannung unter Verwendung derselben Werkzeuge im Rückhub ein Abstreckdrücken des rotationssymmetrischen Hohlkörpers (3) in der Weise erfolgt, daß der Außendurchmesser des Hohlkörpers um die verfahrensbedingte Aufweitung (x) reduziert wird, wobei die Geometrie der Walzen (2) derart ausgestaltet ist, daß sowohl in Richtung des Vorwärtshubes für das Bohrungsdrücken als auch in Richtung des Rückhubes für das Abstreckdrücken ein entsprechender Arbeitswinkel vorhanden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreckdrücken im Rückhub entsprechend der vorhandenen verfahrensbedingten Aufweitung (x) des Außendurchmessers (D) des Hohlkörpers (3) ohne oder mit einer weiteren radialen Zustellung der Walzen (2) erfolgt und mit umgekehrter Drehrichtung durchgeführt wird.

3. Walze zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzengeometrie sowohl für das im Vorwärtshub durchgeführte Bohrungsdrücken als auch für das im Rückhub durchgeführte Abstreckdrücken ausgestaltet ist, d. h. daß die Walze (2) einen kegeligen Abschnitt mit einem Arbeitswinkel (α) für das Bohrungsdrücken im Vorwärtshub und einen kegeligen Abschnitt mit einem Arbeitswinkel (β) für das Abstreckdrücken im Rückhub verfahrensspezifisch aufweist und daß zwischen beiden kegligen Abschnitten ein zylindrischer Walzenteil (a) angeordnet ist.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zylindrischen Walzenteils (a) entsprechend der Verfahrensparameter 5 bis 20 mm beträgt.