DE842296C

DE842296C - Process and devices for the production of pressed parts from forgeable materials

Info

Publication number: DE842296C
Application number: DEP18793D
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Schlegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-19
Filing date: 1948-10-19
Publication date: 1952-06-26

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Preßteilen aus schmiedbaren Werkstoffen Bisher werden Schmiede- und Preßteile aus schmiedbaren Werkstoffen in der Weise hergestellt, daß sogenanntes Halbzeug auf Schmiedehitze erwärmt und dann in der geeigneten Vorrichtung geschmiedet oder gepreßt wird. Das Halbzeug ist ein Material, das durch Gießen in eine Form mit anschließendem Verformungsprozeß durch Walzen oder "Liehen zu Stangen oder Platinen hergestellt wird. Von diesen Stangen oder Platten werden Stücke geeigneter Länge abgeschnitten und auf Schmiedehitze erwärmt. Im Gesenk erfolgt dann unter dem Hammer oder unter der Presse das Ausformen. Hierbei sind meist mehrere Schläge oder Pressungen erforderlich, bis das Werkstück die endgültige Form angenommen hat. Bei größeren oder komplizierten Schmiede- oder Preßteilen ist das Ausformen nur in mehreren Arbeitsgängen möglich, da der zwischen Ober- und Untergesenk sich ausbreitende Grat rasch erkaltet und durch seine hohe Festigkeit der weiteren Verformung des Kernteils einen beträchtlichen Widerstand entgegensetzt. Die Ausformung im Gesenk muß daher unterbrochen werden, um den Grat mit Hilfe einer besonderen Schnittvorrichtung unter einer Exzenterpresse zu entfernen. Das halbfertige Werkstück wird dann von neuem erhitzt, um dann im gleichen oder einem anderen Gesenk in endgültige Form gebracht zu werden. Dieses Preß- und Schmiedeverfahren ist durch die Zwischenerhitzungen undAbgratungen teuer und unwirtschaftlich. Man sucht deshalb Preßteile kleinen Formats. durch Temperguß oder die Stücke griißeren Formats durch Stahlguß zu ersetzen. Auch diese Verfahren sind teuer und hinsichtlich Festigkeit und Bruchsicherheit nicht voll zuverlässig, weil die Gefahr der Lunkerbildung und der Seigerungen immer gegeben ist.Process and apparatus for the production of pressed parts from forgeable Materials So far, forged and pressed parts made of forgeable materials are in manufactured the way that so-called semi-finished products are heated to forging heat and then is forged or pressed in the appropriate device. The semi-finished product is a Material that is poured into a mold with subsequent deformation process Rolling or "Liehen" is made into bars or blanks. From these bars or plates, pieces of suitable length are cut off and placed on forge heat warmed up. The molding then takes place in the die under a hammer or under the press. In most cases, several blows or pressings are required to reach the workpiece has taken its final shape. For larger or more complicated forging or Pressing is only possible in several operations, since the between Upper and lower die spreading ridge quickly cooled and due to its high Resistance to further deformation of the core part provides considerable resistance opposed. The formation in the die must therefore be interrupted to remove the burr to remove with the help of a special cutting device under an eccentric press. The half-finished workpiece is then heated again to then in the same or another die to be brought into its final shape. This pressing and forging process is expensive and uneconomical due to the reheating and trimming. Man is therefore looking for pressed parts small format. by malleable cast iron or the Replace larger-sized pieces with cast steel. These methods are also expensive and not fully reliable in terms of strength and break resistance, because the There is always a risk of cavity formation and segregation.

Durch die Erfindung sollen die Zwischenarbeitsstufen, die vom eingeschmolzenen Schrott zum Halbzeug führen, sowie die wiederholten Zwischenglühungen, Pressungen und Gratentfernungen eingespart werden, so daß man unmittelbar vom geschmolzenen Schrott zum hochwertigen Fertigfabrikathoher Festigkeit gelangt. Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß der Werkstoff entweder unmittelbar im Schmelzzustand oder nach teilweiser Erstarrung in einer Vorform in volumenmäßig genau bestimmter Menge in die Preßform eingebracht und in im wesentlichen teigigem Ausgangszustand durch einen einmaligen Preßvorgang fertiggeformt wird, wobei der entstehende Grat entgegen der Preßrichtung napfförmig in der Weise des an sich bekannten Fließpreßverfahrens hochgespritzt und in einem darauffolgenden Werkgang abgeschert wird.By the invention, the intermediate stages of the melted down Lead scrap to the semi-finished product, as well as the repeated intermediate anneals, pressings and burr removal can be saved, so that one can immediately from the melted Scrap reaches high-strength, high-strength finished product. This is achieved according to the invention in that the material is either directly in the molten state or after partial solidification in a preform in a precisely determined volume Amount introduced into the mold and in an essentially doughy initial state is completely formed by a single pressing process, the resulting burr against the pressing direction cup-shaped in the manner of the extrusion process known per se sprayed up and sheared off in a subsequent work process.

Für die Durchführung des Verfahrens ist die Preßvorrichtung so ausgebildet, daß das Untergesenk ein Aufsatzstück besitzt, das das Breitfließen des eingebrachten Schmelzguts verhindert und so bemessen ist, daß ztvischen dem Aufsatzstück und dem das ()bergesettk bildenden Stempel ein Ringspalt vorhanden ist. Um den beim Pressen durch den Ringspalt sich bildenden napfartigen Grat vom Stempel zu lösen, wenn dieser zurückgeht, ist am Untergesenk ein Abstreifer vorgesefhen. In: einer weiteren Vorrichtung wird dann der napfartige Grat in einer geeigneten Schnittvorrichtung in Verbindung mit einer Exzenterpresse entfernt, wobei der Schnitttempel sich in einem federnden Niederhalter bewegt, der die Lage des Kernstücks zur Schnittplatte genau festlegt.To carry out the process, the pressing device is designed in such a way that that the lower die has an attachment piece that allows the wide flow of the introduced Prevents melting material and is dimensioned so that ztvischen the top piece and the the punch forming the () bergesettk has an annular gap. About the one when pressing to loosen the cup-like ridge that forms from the punch through the annular gap, if this a scraper is provided on the lower die. In: another device the cup-like ridge is then connected in a suitable cutting device removed with an eccentric press, whereby the cutting punch is in a resilient Moving downholder, which precisely defines the position of the core piece in relation to the cutting plate.

1)a das Auspressen in die endgültige Form des Werkstücks bereits bei - erst teilweiser Erstarrung des Rohlings erfolgt, ist das Ausformen auch komplizierter Stucke in einem Arbeitsgang möglich. Durch die Beanspruchung des sich beim Pressen bildenden Grats über seine Fließgrenze kann keinerlei Stauung eintreten. Diese erhöhte Beanspruchung des Grats wirkt vielmehr auf die Kernteile des herzustellenden «'erkstücks zurück und zwingt den Werkstoff, die Form völlig auszufüllen, wobei durch den erhöhten Verdichtungsdruck die Festigkeit des Erzeugnisses gesteigert wird. Die Festigkeit des Werkstücks hängt daher von der Größe des Spalts zwischen Stempel und Aufsatzstück des Untergesenks sowie von der Masse des Grats ah. Man hat es deshalb in der Hand, den Festigkeitswert des Werkstücks durch Veränderung des Spalts und der Schmelzgutmenge zu beeinflussen, die in den durch (las Aufsatzstück gebildeten Tiegel eingebracht wird. Zur Schonung der Gelenkform wird rnan die Verformungsarbeit in engen Grenzen halten. Dies wird dadurch erreicht, daß man das errechnete oder durch Versuche bestimmte günstigste Eingießvolumen gleichmäßig einhält, indem man ähnlich wie beim Kokillengu$ für jede Forrnlingsart volumenmäßig bestimmte Schöpflöffel verwendet.1) a the pressing into the final shape of the workpiece already at - Only partial solidification of the blank takes place, the molding is also more complicated Pieces possible in one operation. Due to the stress on itself when pressing The ridge forming above its flow limit does not allow any stagnation to occur. This increased Rather, the stress on the burr acts on the core parts of the piece to be manufactured back, forcing the material to completely fill the shape, with the increased Compaction pressure increases the strength of the product. The strength of the workpiece therefore depends on the size of the gap between the punch and the top section of the lower die as well as of the mass of the ridge ah. That's why you have it in your hand the strength value of the workpiece by changing the gap and the amount of melted material to influence which is placed in the crucible formed by (read the top piece will. To protect the shape of the joint, the deformation work is limited within narrow limits keep. This is achieved by calculating or determining it through experiments the most favorable pouring volume evenly by using, similar to the Kokillengu $ For each type of shape, ladles of a certain volume are used.

Leicht schmelzbare Werkstoffe können unmittelbar in die Preßforrn eingegossen werden, da sie rasch erstarren und den für das Ausformen geeigneten teigigen Zustand annehmen. Auch ist hier die Gefahr des Verschweißens mit der Gesenkform gering, da das Schmelzgut die Gesenkform nicht auf Schweißtemperatur erhitzt. Der Gefahr der Verschweißung des Schmelzguts unter Druck mit den Gesenken umgeht man bei hochschmelzenden Legierungen dadurch, daß man die Gesenke mit dem üblichen Kokillenanstrich versieht und das Schmelzgut nicht unmittelbar in die Preßform einbringt, sonderst zunächst, in eine Vorform eingießt, die der Form des aus Untergesenk und Aufsatzstück gebildeten Teils der. Preßform entspricht und in der das Schmelzgut bis zum gewüttscltterr teigigen Zustand erstarren kann. Der auf diese Weise erhaltene Formling wird dann in die Preßforrn eingelegt, wenn er oberflächlich bereits erstarrt ist. Als Vorform kann ähnlich wiebeim Kokillengttß eine Graugu$form dienen, öder es können vorhandene unbrauchbar gewordene Gesenke verwendet werden, da die derVorform zu entnehmende Gußmasse in ihrer Form nur in groben Umrissen der Preßform angepaßt sein muß. Durch die gleichzeitige Verwendung mehrerer Vorformen hat man es in der Hand, sich dem Arbeitsrhythmus der Presse anzupassen, da in den Vorformen der richtige Erstarrungszustand des Werkstoffs abgewartet werden kann.Easily meltable materials can be put directly into the press mold be poured because they solidify quickly and are suitable for molding assume doughy state. Here, too, there is the risk of welding with the die low, as the melt material does not heat the die to the welding temperature. Of the The risk of welding the melted material under pressure with the dies is avoided in the case of high-melting alloys by painting the dies with the usual mold coating provides and does not bring the melting material directly into the mold, but rather first, poured into a preform that has the shape of the lower die and top section formed part of the. Press form corresponds and in which the melted material up to the Gewüttscltterr doughy state can solidify. The molding obtained in this way is then placed in the press mold when it has already solidified on the surface. As a preform A gray cast can be used, similar to the mold, or existing ones can be used dies that have become unusable can be used, since the one to be removed from the preform Casting compound has to be adapted in its shape only in rough outlines of the mold. By the simultaneous use of several preforms makes it easy for the Adjust the working rhythm of the press, as the preforms are in the correct solidification state the material can be waited for.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Fig. t zeigt schematisch im Schnitt die Preßform; Fig. 2 zeigt den Schnitt der Abgratvorrichtung; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Vorform. In das Unter.gesenk a sowie in dem Stempel c ist die Form des herzustellenden Werkstücks x eingearbeitet. Der Stempel c wird in bekannter Weise durch einen Exzenterantrieb auf und ab bewegt. Das Untergesenk a ist mit denn Aufsatzstück b versehen, das das Breitfließen des in die Form eingegossenen Werkstoffs verhindert. Die Bohrung des Aufsatzstücks b ist so bemessen, daß zwischen Stempel c und dem Aufsatzstück b ein Ringspalt s verbleibt. Beint Niedergang des Stempels c wird das teilweise in der Form erstarrte Schmelzgut in die endgültige Form x gepreßt und das überschüssige Material durch den Ringspalt s gequetscht. Der hierbei entstehende Grat nimmt eine napfartige Gestalt an- und wird beim Hochgehen des Stempels c durch den am Untergesenk a befestigten Abstreifer d zurückgehalten. Beim Verpressen von Werkstoffen, die die Neigung haben, sich mit den Gesenken zu verschweißen, ist es zweckmäßig, die Arbeitsflächen der Gesenke und des Stempels mit galvanischen Niederschlägen aus schwer schmelzbaren Metallen wie beispielsweise Vanadium, Molylrdän od. dgl. zu versehen und auf diese Niederschläge die üblichen Kokillenanstriche aufzubringen.Fig. T shows schematically in section the mold; Fig. 2 shows the section of the trimming device; Fig. 3 shows a cross section through the preform. The shape of the workpiece x to be produced is incorporated into the lower die a and into the punch c. The punch c is moved up and down in a known manner by an eccentric drive. The lower die a is provided with the top piece b, which prevents the material poured into the mold from flowing wide. The bore of the top section b is dimensioned so that an annular gap s remains between the punch c and the top section b. If the die c is down, the melt material, which has partially solidified in the mold, is pressed into the final shape x and the excess material is squeezed through the annular gap s. The resulting burr assumes a cup-like shape and is held back when the punch c goes up by the stripper d attached to the lower die a. When pressing materials that have a tendency to weld to the dies, it is advisable to provide the working surfaces of the dies and the stamp with galvanic deposits made of difficult-to-melt metals such as vanadium, molybdenum or the like and to apply these deposits to apply the usual mold coatings.

Zur Entfernung des napfartigen Grats wird das ausgeformte Werkstück in die Vorrichtung nach Fig. 2 gelegt. Diese besteht wie üblich aus der Schnittplatte f und dem Stempele einer Exzenterpresse. Von den üblichen Gratschnitten unterscheidet sich der hier beschriebene dadurch, daß sich der Schnittstempel e nach Art bekannter Schnittwerkzeuge in einem federnden :Niederhalter g be-%vegt, der dieLage desWerkstücks zurSchnittplatte f genau festlegt. Beim Verpressen von hochschmelzendetn Werkstoff wird <las Schmelzgut nicht unmittelbar in die Preßform eingegossen, sondern in die in Fig. 3 dargestellte Vorform, in der das Schmelzgut bis ztt seiner teilweisen Erstarrung verbleibt, um dann in die Preßforin eingelegt zu werden. Die Vorforin bestellt aus einem Graugußkörper h, dessen Gußltatit einen natürlichen Schutz gegen das Verschweißen bildet und zusätzlich mit einem Kokillenanstrich versehen \verden kann. Die Gußmasse aus derhochschmelzendenLegierung ist mit i.bezeichnet.To remove the cup-like burr, the shaped workpiece is placed in the device according to FIG. 2. As usual, this consists of the cutting plate f and the punch e of an eccentric press. The one described here differs from the usual burr cuts in that the cutting punch e moves in the manner of known cutting tools in a resilient hold-down device g, which precisely defines the position of the workpiece in relation to the cutting plate f. When pressing high-melting material, the melt material is not poured directly into the mold, but into the preform shown in FIG. The Vorforin ordered from a gray cast iron body, the cast iron body of which forms a natural protection against welding and can also be coated with a mold coating. The casting compound made from the high-melting alloy is denoted by i..

l:r@@:ihnt sei, daß für die Durchführung des bescliriel>enen Verfahrens die benötigte Preßvorrichtung sich leicht aus den bisher verwendeten üblichen Preßgesenken herstellen liißt, da nur das Aufsatzstück auf dein Untergesenk anzubringen ist und der Preßstempel entsprechend nachzupassen ist. Vorhandene Fabrikationseinrichtungen lassen sich daher leicht auf (las neue Verfahren umstellen.l: r @@: Ihnt that for the implementation of the particular procedure the required pressing device can easily be derived from the conventional press dies previously used can be made, since only the top piece needs to be attached to your lower die and the ram has to be readjusted accordingly. Existing manufacturing facilities can therefore easily be converted to (read new procedures.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of pressed parts atts sc settable \\ 'et-kstoffetr by hot deformation. characterized in that derWerk-Stotfettt \\ - e <ler tttintittell> ar int melting state or after partial Solidification in a preform in a precisely defined volume in the compression mold introduced and in an essentially doughy 'initial state by a one-off Pressing process is finished, the resulting burr counter to the pressing direction Injected cup-shaped in the manner of the extrusion process known per se and is sheared off in a subsequent work process.

2. Device for the im Method characterized in claim i, characterized in that the lower die an attachment piece (b), which allows the spread of the material introduced prevented and is dimensioned so that between the top section (b) and the ram (c) an annular gap (s) is present.

3. Device according to claim 2, characterized in that that on the lower die in a known manner a stripper (d) for the resulting Cup-like ridge is provided. .

4. Device according to claims 2 and 3, characterized characterized in that the working surface of the dies with galvanic Nie derschlag is coated from hard-to-melt metal.

5. Device for removing the when performing the method characterized in claim i resulting cup-like Burr, characterized in that the cutting punch (e) is known per se Way in a resilient hold-down device, which determines the position of the workpiece in relation to the cutting plate (f) specifies precisely.