DD244506A1

DD244506A1 - Modifiziertes kugeldrueckwalzverfahren

Info

Publication number: DD244506A1
Application number: DD28483885A
Authority: DD
Inventors: Gottfried Rochlitzer; Peter Echtermeyer
Original assignee: Karl Marx Stadt Haushaltgeraet
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-04-08

Abstract

Modifiziertes Kugeldrueckwalzverfahren zur Senkung der Werkzeugbeanspruchung und damit zur Erhoehung der Werkzeugstandmenge. Die Senkung der Werkzeugbeanspruchung wird erreicht, indem Aufschweissungen auf den die Umformung bewirkenden Kugeln infolge des Kontaktes der Kugel(n) mit dem Oeffnungsrand des umzuformenden vorgefertigten Blechhohlkoerpers vermieden werden. Diese Aufschweissungen werden ausgeschlossen dadurch, dass die Umformung beginnt mit einem auf die Kugelgeometrie bzw. auf den geschlossenen Kugelring abgestimmten vorgefertigten Blechhohlkoerper und spaetestens in dem Moment endet, wo die Breite eines ebenfalls auf den Kugeldurchmesser abgestimmten Restflansches etwa 85% des Kugelhalbmessers betraegt.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur effektiveren Anwendung des Kugeldrückwalzens, insbesondere zur Herstellung von Blechhohlkörpern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Umformende Verfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer Blechhohlkörper mittels Kugeldrückwalzen sind bekannt. Die Umformung des Werkstoffes mittels dieses Verfahrens erfolgt durch planetenartig im festen Abstand zur Werkstückachse angeordnete, relativ gegenüber dem Werkstück (Blechhohlkörper) rotierende Kugeln.

Dieses produktive Verfahren, welches das Reduzieren des Durchmessers eines vorgefertigten Blechhohlkörpers und die Reduzierung seiner ursprünglichen Wanddicke in einer Arbeitsoperation ermöglicht, ist gekennzeichnet durch eine gegenüber anderen Umformverfahren relativ geringe Standmenge der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Werkzeugaktivelemente (Kugeln und die die Kugeln abstützenden Kugellaufringe).

Als wesentliches verschleißbeeinflussendes Kriterium wurde die hohe Pressung zwischen den Kugeln und den diese abstützenden Kugellaufringen, verursacht durch die verfahrensbedingt wirkenden Umformkräfte beim Durchmesser — und/ oder Wanddicken — reduzierend angenommen und versucht, durch entsprechende Werkzeuggestaltungen und Werkstoffauswahl für die Werkzeugaktivelemente, das bestimmende Verschleißkriterium zu kompensieren und dadurch die Verfahrensdurchführung ökonomischer zu gestalten.

Den bekannten technischen Lösungen des Kugeldrückwalzens ist eigen, daß keine geometrische Zuordnung zwischen dem vorgefertigten Blechhohlkörper und den umformenden Kugeln insbesondere in der Phase der Beendigung des Umformprozesses im Zusammenhang mit dem Verschleißverhalten der Werkzeugaktivelemente aufgezeigt ist.

Durch diesen Mangel erfolgt die Bestimmung der Durchmesserreduzierung des vorgefertigten Blechhohlkörpers und des Kugeldurchmessers auf empirischer Grundlage ohne Beachtung des Einflusses tangentialer Druckspannungen in der Randzone.

des Blechhohlkörpers auf das Verhalten dieserZone während der Umformung und ohne Beachtung des Einflusses des Kontaktes dieser Randzone mit den umformenden Kugeln auf das Standmengenverhalten der Werkzeugaktivelemente.

Im Moment des Kontaktes zwischen der Randzone des vorgefertigen Blechhohlkörpers mit den umformenden Kugeln bilden sich im Kontaktbereich der Kugel linsenförmige Aufschweißungen, die, weil die Kugeln in.den Kugellaufringen nicht lageorientiert angeordnet sind, mit diesen kontaktieren. Durch den Kontakt der Aufschweißung auf der (den) Kugel(n) mit dem Kugellaufring wird die Aufschweißung abgetragen und führt zum Ausreißen von Materialpartikeln aus der Kugel und Kugellaufringen.

Dieser Vorgang wiederholt sich mit jedem folgenden Umformvorgang und führt zum vorzeitigen Verschleiß und damit zur Standmengenreduzierung der Werkzeugaktivelemente (Kugeln und Kugellaufringe), zur Beschädigung der Oberfläche des Werkstückes und zu hohen Instandhaltungs- und Beschaffungskosten dieser Werkzeugaktivelemente.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat ein Verfahren zum Ziel, mit dem es möglich ist, durch Beseitigung der aus dem Stand der Technik bekannten Mängel, die Standmenge des Werkzeuges zu erhöhen, ohne diese konstruktiv zu verändern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß besteht die Aufgabe darin, daß aus dem Stand der Technik bekannte Kugeldrückwalzen produktiver zu gestalten durch Erhöhung der Standmenge der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Werkzeugaktivelemente (Kugeln, Kugellaufringe), indem ein geometrischer Zusammenhang zwischen dem vorgefertigten Blechhohlkörper und den umformenden Kugeln verfahrensmäßig gezielt standmengenerhöhend genutzt wird. Dies wird erreicht, indem der vorgefertigte Blechhohlkörper unter Beachtung der Endform und des Kugeldurchmessers so dimensioniert ist, daß der Umformprozeß vor dem Kontakt der Randzone des vorgefertigten Blechhohlkörpers mit den umformenden Kugeln abschließbar ist.

Bei der Dimensionierung des vorgefertigten Blechhohlkörpers ist vorzugsweise davon auszugehen, daß dessen äußerer Durchmesser der Randzone identisch ist mit dem äußeren Durchmesser der Endform, um zu vermeiden, daß infolge einer Durchmesserreduzierung der Randzone während des Umformprozesses tangentiale Druckspannungen in diesem Bereich auftreten, die zum Verwerfen der Randzone führen und damit zum Kontakt der Randzone mit der (den) Kugel(n), obwohl die Dimensionierung dieser Randzone an der Endform im spannungsfreien Zustand den kontaktfreien Zustand mit der (den) umformenden Kugel(n) gewährleistet. Der weitestgehend spannungsfreie Zustand der Randzone an der Endform ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Weiterverarbeitung der durch Kugeldrückwalzen erzeugten Endform einen sich an die Zarge anschließenden zur Symmetrieachse der Endform abgewinkelten Rand (Flansch) erfordert, der im unmittelbaren Kugelbereich endet.

Einen bedeutenden Einfluß auf die Dimensionierung des vorgefertigten Blechhohlkörpers, insbesondere die des Randes (Flansch) haben die Ausgangsblechdicke So des vorgefertigten Blechhohlkörpers und die abgestreckte Wanddicke S₁ der Endform, so daß prinzipiell bei der Dimensionierung von der minimalen Ausgangsblechdicke (untere Toleranzgrenze) und von der maximalen Wanddicke (obere Toleranzgrenze) im abgestreckten Bereich auszugehen ist. Um das Ziel der Erfindung, die Verfahrensdurchführung des Kugeldrückwalzens effektiver zu gestalten, zu erreichen, ist einerseits der vorgefertigte Blechhohlkörper so zu dimensionieren, daß der Durchmesser an seinem Öffnungsrand mindestens dem Durchmesser entspricht, der von den zur Symmetrieachse der Endform des Blechhohlkörpers parallelen Symmetrieachsen der planetenartig um den Blechhohlkörper angeordneten Kugeln gebildet wird und andererseits den Umformprozeß mindestens dann abzuschließen, wenn die Flanschbreite an der Endform, gemessen als Differenz zwischen dem äußeren Zargendurchmesser und einer zur Symmetrieachse des Blechhohlkörpers bzw. des Kugelringes verlaufenden den äußeren Rand des Flansches berührenden Parallelen, einen Wert von ca. 85% des Kugelhalbmessers erreicht hat

Von Bedeutung ist, daß das Verfahren anwendbar ist unter Zuhilfenahme der aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeuge.

Ausführungsbeispiel

Das Verfahren wird beispielsweise an Hand der Zeichnung dargestellt.

Die Figur 1 zeigt den Verfahrensablauf. Dem aus einer Vielzahl an Kugeln 4 bestehenden, gegenüber dem vorgefertigten

Blechhohlkörper 1 bzw. der Endform 5 relativ rotierenden, sich gegen die axial fest angeordneten Kugellaufringe 8 abstützenden Kugelring wird zuerst der vorgefertigte Blechhohlkörper 1 mit einer vorzugsweise am Öffnungsrand 9 durchgezogenen, d. h.

radienfreien Zarge mit dem Durchmesser Dv' zugeführt. Der Flanschdurchmesser Dy bzw. der Zargendurchmesser D_v' des

vorgefertigten Blechhohlkörpers 1 entspricht mindestens dem Durchmesser D_E, der gebildet wird von zur Symmetrieachse 2 des Kugelringes parallelen Symmetrieachsen 3 der Kugeln 4.

Durch das Wirken der Kugeln 4 in Verbindung mit einem nicht dargestellten Druckdorn im Durchmesser d| wird der

Zargendurchmesser Dv' kontinuierlich vom Boden 11 des vorgefertigten Blechhohlkörpers 1 ausgehend auf den

Zargendurchmesser dz reduziert und gleichzeitig, wenn erforderlich, die Wanddicke S₀ auf eine Wanddicke Si abgestreckt.

Der Umformvorgang schließt ab, wenn der Flanschdurchmesser De, spätestens jedoch, wenn der Durchmesser De'am Flansche der Endform 5 erreicht ist.

In dem Moment, indem der äußerste Öffnungsrand 10 des Flansches 6 den Durchmesser De erreicht bzw. unterschreitet, ist

theoretisch die Möglichkeit der linsenförmigen zum Werkzeugverschleiß führenden Aufschweißungen auf der (den) Kugel(n) 4 gegeben.

Da die axialen Zugspannungen in der Zarge 11 der Endform 5 gegenüber den tangentiaien Druckspannungen im Flansch 6

infolge der Durchmesserreduzierung von D_E auf D_E- überwiegen, wird der Flansch 6 von der (den) Kugel(n) 4 abgestellt, so daß zwischen diesem und der (den) Kugel(n) 4 ein Kontakt und damit eine Aufschweißung nicht gegeben ist.

Claims

Erfindungsanspruch:

Modifiziertes Kugeldrückwalzverfahren, insbesondere zur Herstellung von Blechhohlkörpern mit konstanter oder gegenüber dem Boden abgestreckter Wandung und gegenüber dem erforderlichen vorgefertigten Blechhohlkörper reduziertem Zargendurchmesser mittels planetenartig mit konstantem Abstand zur Symmetrieachse des Blechhohlkörpers, einen geschlossenen, relativ gegenüber dem Blechhohlkörper rotierenden Ring bildenden, angeordneten Kugeln, dadurch gekennzeichnet, daß dem relativ rotierenden Kugelkranz zu Beginn der Umformung ein vorgefertigter Blechhohlkörper (1) mit einem Durchmesser (D_v) am Öffnungsrand, der mindestens dem Durchmesser (D_E) entspricht, den die zur Symmetrieachse (2) des Kugelringes parallelen Symmetrieachsen (3) der planetenartig angeordneten Kugeln (4) bilden, zugeführt wird, danach die Umformung des vorgefertigten Blechhohlkörpers (1) erfolgt und spätestens mit Erreichen einer Flanschbreite (F_B) an der Endform (5) von ca. 85% des Kugelhalbmessers (ri<), gemessen als Differenz wischen dem äußeren Zargendurchmesser (dz) und einer zur Symmetrieachse (2) der Endform (5) verlaufenden, den äußeren Rand des Flansches (6) berührenden Parallelen (7), abschließt.