DE102009057898B4 - Process for the automated forging of workpieces - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum automatisierten Schmieden von metallischen oder metallhaltigen Werkstücken (4) mittels einer Schmiedeanlage (1),wobei die Schmiedeanlage eine Schmiedemaschine (50) mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Umformwerkzeugen (2, 3) und wenigstens einen zwischen den Schmiedewerkzeugen (2, 3) liegenden Arbeitsbereich (32, 55, 56, 57) aufweist sowie eine Be- und Entschickungseinrichtung zum Be- und Entschicken wenigstens eines Arbeitsbereichs (55) der Schmiedemaschine mit Werkstücken (4, 4') aufweist,wobei die Be- und Entschickungseinrichtung eine der Beschickung dienende Verschiebeeinheit (7) mit zumindest einem, vorzugsweise wenigstens zwei, Verschiebeelement(e) (7A, 7B) zum Verschieben eines umzuformenden Werkstücks (4') in einen Arbeitsbereich, vorzugsweise einen Plättbereich (55), der Schmiedeanlage (1) oder Schmiedemaschine (50) und zumindest eine der Entschickung dienende Greifeinrichtung (12A, 12B) zum Greifen des Werkstücks (4) zumindest während des Entschickens aufweist,das Verfahren umfassend die folgenden Verfahrensschritte:(i) Beschicken des Arbeitsbereichs (55) der Schmiedeanlage (1) mit einem Werkstück (4', 4) mittels der Verschiebeeinheit (7), wobei zumindest ein umzuformender Teil des Werkstücks (4) zwischen die Umformwerkzeuge (2, 3) geschoben wird,(ii) Umformen des Werkstücks (4), wobei die Umformwerkzeuge (2, 3) zunächst aufeinander zu bewegt werden, so dass der im Arbeitsbereich (55) der Umformwerkzeuge (2, 3) befindliche Teil des Werkstücks (4) umgeformt wird, und wobei die Umformwerkzeuge (2, 3) nach der Umformung voneinander wegbewegt werden; und(iii) Entschicken des Werkstücks (4) aus dem Arbeitsbereich (55) mittels der wenigstens einen Greifeinrichtung (12A, 12B),(iv) wobei das Werkstück (4, 4') wenigstens einen Haltebereich, der insbesondere durch eine Verjüngung (4A, 4B) des Werkstücks (4) gebildet ist, zwischen zwei umzuformenden Werkstückbereichen, die insbesondere durch Verdickungen (4C, 4D) des Werkstücks (4) gebildet sind, und wenigstens ein Greifende, insbesondere wenigstens zwei Greifenden (40 und 41), das oder die weiter außen als der Haltebereich liegt bzw. liegen, aufweist,(v) wobei beim Verschieben oder beim Halten des Werkstücks (4, 4') jedes Verschiebeelement (7A, 7B) in einen zugehörigen Haltebereich, des Werkstücks (4) zwischen zwei umzuformenden Werkstückbereichen des Werkstücks (4) eingreift und das oder die Greifende(n) (40 und 41) des Werkstücks (4) beim Handhaben des Werkstücks (4 oder 4') mittels der Verschiebeeinheit (7) noch nicht benutzt werden,(vi) das bzw. die Verschiebeelement(e) (7A, 7B) einen finger-, nasenschienen- oder plattenartig ausgebildeten Vorsprung (48) aufweist oder aufweisen, der beim Verschieben das Werkstück (4') übergreift und/oder eine untere Anschlagsfläche (49) für das Werkstück (4) aufweist,(vii) wobei beim Entschicken jede Greifeinrichtung (12A, 12B) das Werkstück (4, 4') an einem entsprechenden Greifende (40, 41) des Werkstücks (4) angreift.A method for the automated forging of metallic or metal-containing workpieces (4) by means of a forging system (1), the forging system comprising a forging machine (50) with at least two forming tools (2, 3) which can be moved relative to one another and at least one between the forging tools (2, 3) lying work area (32, 55, 56, 57) and a loading and unloading device for loading and unloading at least one work area (55) of the forging machine with workpieces (4, 4 '), wherein the loading and unloading device is one of the loading Serving displacement unit (7) with at least one, preferably at least two, displacement element (s) (7A, 7B) for moving a workpiece (4 ') to be formed into a work area, preferably a flattening area (55), the forging plant (1) or forging machine ( 50) and at least one gripping device (12A, 12B) used for unloading for gripping the workpiece (4) at least during unloading ns, the method comprising the following method steps: (i) loading the work area (55) of the forging plant (1) with a workpiece (4 ', 4) by means of the displacement unit (7), wherein at least one part of the workpiece (4) to be formed is pushed between the forming tools (2, 3), (ii) forming the workpiece (4), the forming tools (2, 3) initially being moved towards one another so that the working area (55) of the forming tools (2, 3) located part of the workpiece (4) is deformed, and wherein the deformation tools (2, 3) are moved away from one another after the deformation; and (iii) releasing the workpiece (4) from the work area (55) by means of the at least one gripping device (12A, 12B), (iv) wherein the workpiece (4, 4 ') has at least one holding area, in particular by a taper (4A , 4B) of the workpiece (4) is formed between two workpiece areas to be reshaped, which are in particular formed by thickenings (4C, 4D) of the workpiece (4), and at least one gripping end, in particular at least two gripping ends (40 and 41), the or which lies or lie further outside than the holding area, (v) wherein when moving or holding the workpiece (4, 4 ') each displacement element (7A, 7B) is to be reshaped in an associated holding area of the workpiece (4) between two Workpiece areas of the workpiece (4) engages and the gripping end (s) (40 and 41) of the workpiece (4) are not yet used when handling the workpiece (4 or 4 ') by means of the displacement unit (7), (vi) the or the displacement element (s) (7A, 7B) one n finger-, nose-rail or plate-like projection (48), which engages over the workpiece (4 ') when it is moved and / or has a lower stop surface (49) for the workpiece (4), (vii) with when despatching each gripping device (12A, 12B) engages the workpiece (4, 4 ') at a corresponding gripping end (40, 41) of the workpiece (4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Schmieden von metallischen oder metallhaltigen Werkstücken.The present invention relates to a method for the automated forging of metallic or metal-containing workpieces.
Es sind verschiedene Schmiedeanlagen zum industriellen Schmieden von Werkstücken bekannt, insbesondere schlagende Schmiedemaschinen wie Schmiedehämmer, Kurbelpressen, Spindelpressen, Reibradspindelpressen und dgl. genannt. Solche Schmiedeanlagen arbeiten in der Regel zyklisch und können dazu beispielsweise zwei Umformwerkzeuge oder beim Gesenkschmieden oder gebundenen Umformen Gesenke umfassen, welche zyklisch und in der Regel geradlinig aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Hierzu wird beispielhaft auf die
Die beim Schmieden verwendeten Temperaturen der Werkstücke liegen typischerweise bei einer Halbwarmumformung zwischen 550 °C und 750 °C und bei einer sogenannten Warmumformung oberhalb 900 °C und bei einer sogenannten Kaltumformung im Bereich von Raumtemperatur und üblicherweise in einen Temperaturbereich, in dem die zum Umformen erforderliche Umformbarkeit oder Fließfähigkeit des Werkstoffes vorliegt. Zu den schmiedbaren Werkstoffen zählen grundsätzlich alle knetbaren Metalle und Metalllegierungen, und dabei sowohl eisenhaltige Werkstoffe wie Stähle als auch nicht eisenhaltige Metalle, wie Magnesium, Aluminium, Titan, Kupfer, Nickel und Legierungen daraus.The temperatures of the workpieces used in forging are typically between 550 ° C and 750 ° C for warm forming and above 900 ° C for so-called hot forming and in the range of room temperature for so-called cold forming and usually in a temperature range in which that required for forming Formability or flowability of the material is present. The forgeable materials basically include all kneadable metals and metal alloys, including both ferrous materials such as steels and non-ferrous metals such as magnesium, aluminum, titanium, copper, nickel and alloys thereof.
Zum Umformen oder Schmieden des Werkstücks wird dieses zunächst in einen Arbeitsbereich zwischen die Umformwerkzeuge gebracht. Anschließend werden die Umformwerkzeuge bis auf einen vorgegebenen Abstand aufeinander zu bewegt, so dass das Material des Werkstückes in die Kavitäten oder Gesenke oder Gravuren der Umformwerkzeuge hineinfließen und das Werkstück dadurch umgeformt werden kann (sogenanntes Gesenkschmieden oder gebundenes Umformen). Dabei kann das Werkstück in mehreren aufeinander folgenden Umformvorgängen in die gewünschte Endform gebracht werden. Beispielsweise kann ein Werkstückrohling zunächst zur Materialvorverteilung geplättet werden, dann das geplättete Werkstück in einem ersten Gesenk oder einer ersten Gravur des Werkzeuge vorgeschmiedet werden, und anschließend in einem oder mehreren weiteren Gesenken oder Gravuren in einem Endschmiedevorgang in die gewünschte Endform gebracht werden.For forming or forging the workpiece, it is first brought into a work area between the forming tools. The forming tools are then moved towards each other up to a specified distance so that the material of the workpiece can flow into the cavities or dies or engravings of the forming tools and the workpiece can be formed as a result (so-called drop forging or bound forming). The workpiece can be brought into the desired final shape in several successive forming processes. For example, a workpiece blank can first be flattened for material distribution, then the flattened workpiece can be pre-forged in a first die or a first engraving of the tool, and then brought into the desired final shape in one or more further dies or engravings in a final forging process.
Zum automatisierten Be- und Entschicken derartiger Schmiedeanlagen, sowie zum Haltern der Werkstücke während eines Umformvorgangs in einer schlagenden Gesenkschmiedemaschine ist es z. B. aus der
Für die industrielle Fertigung ist unter dem Gesichtspunkt der Werkstückkosten u.a. der Werkstückdurchsatz von besonderer Bedeutung. Im Rahmen der durch den Umformvorgang vorgegebenen Randbedingungen kann der Werkstückdurchsatz beispielsweise durch Optimierung von Be- und Entschickungsvorgängen verbessert werden.For industrial production, the workpiece throughput, among other things, is of particular importance from the point of view of workpiece costs. Within the framework of the boundary conditions specified by the forming process, the workpiece throughput can be improved, for example, by optimizing loading and unloading processes.
Zwar ermöglicht die aus der
Aus der
Die
Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum automatisierten Schmieden von Werkstücken anzugeben, mit welchem ein guter Werkstückdurchsatz in vergleichsweise einfacher und gleichzeitig effektiver Weise erreicht werden kann.Based on this, it is an object of the invention to specify a method for the automated forging of workpieces with which a good workpiece throughput in comparatively can be achieved more easily and at the same time more effectively.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus jeweiligen abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the features of claim 1. Refinements or developments of the invention emerge from the respective dependent claims.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum automatisierten Schmieden von metallischen oder metallhaltigen Werkstücken vorgeschlagen.According to the invention, a method for the automated forging of metallic or metal-containing workpieces is proposed.
Gemäß der Erfindung wird eine Be- und Entschickungseinrichtung zum Be- und Entschicken wenigstens eines Arbeitsbereichs einer Schmiedemaschine mit Werkstücken verwendet.According to the invention, a loading and unloading device is used for loading and unloading at least one work area of a forging machine with workpieces.
Die Werkstücke bestehen aus metallischen oder metallhaltigen Werkstoffen, insbesondere eisenhaltigen Metallen oder Metalllegierungen, z.B. Stählen, oder auch nichteisenhaltigen Metallen, wie beispielsweise Magnesium, Aluminium, Titan, Kupfer, Nickel, oder Metalllegierungen daraus.The workpieces consist of metallic or metal-containing materials, in particular ferrous metals or metal alloys, e.g. steels, or also non-ferrous metals, such as magnesium, aluminum, titanium, copper, nickel, or metal alloys thereof.
Die Schmiedeanlage weist eine Schmiedemaschine auf, bei der es sich insbesondere um eine der eingangs genannten Umformanlangen handeln kann, also z.B. um eine Hammerschmiede, Kurbelpresse, Spindelpresse, Reibradspindelpresse usw. Die Schmiedemaschine umfasst zwei relativ zueinander bewegbare Umformwerkzeuge, beim gebundenen Umformen auch Gesenke genannt.The forging plant has a forging machine, which can in particular be one of the aforementioned forming systems, e.g. a hammer forge, crank press, screw press, friction wheel screw press, etc. The forging machine comprises two forming tools that can be moved relative to one another, also known as dies for bonded forming.
Die Be- und Entschickungseinrichtung umfasst zunächst eine der Beschickung dienende Verschiebeeinheit mit zumindest einem, vorzugsweise wenigstens zwei, Verschiebeelementen. Mit der Verschiebeeinheit kann ein umzuformendes Werkstück von einer Ausgangsposition, z.B. auf einem der Werkstückzufuhr dienenden Transportband, in einen Arbeitsbereich der Schmiedeanlage verschoben werden. Ferner umfasst die Be- und Entschickungseinrichtung zumindest eine der Entschickung dienende Greifeinrichtung, die insbesondere ein Greifwerkzeug an einem Greiferarm oder Roboterarm, z.B. eines Industrieroboters, aufweist, zum Greifen des Werkstücks zumindest während des Entschickens. Die Verwendung einer, vorzugsweise automatisch gesteuerten, Greifeinrichtung bietet den Vorteil, dass das Werkstück für nachfolgende Schmiedeschritte oder zwischen unterschiedlichen Schmiedearbeitsbereichen transportiert oder umgesetzt werden kann und nach dem Schmieden gezielt an einer vorgegebenen Stelle abgelegt oder zum Abgraten transportiert werden kann. Ferner kann die Greifeinrichtung dazu verwendet werden, das Werkstück während des wenigstens einen Schmiedevorgangs positionsgenau zu haltern oder greifen.The loading and unloading device initially comprises a displacing unit serving for loading and having at least one, preferably at least two, displacement elements. With the shifting unit, a workpiece to be formed can be shifted from a starting position, e.g. on a conveyor belt used to feed the workpiece, into a work area of the forging plant. Furthermore, the loading and unloading device comprises at least one gripping device serving for unloading, which has in particular a gripping tool on a gripper arm or robot arm, e.g. an industrial robot, for gripping the workpiece at least during unloading. The use of a, preferably automatically controlled, gripping device offers the advantage that the workpiece can be transported or transferred for subsequent forging steps or between different forging work areas and, after forging, can be specifically deposited at a predetermined location or transported for trimming. Furthermore, the gripping device can be used to hold or grip the workpiece in a precisely positioned manner during the at least one forging process.
Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst die Schritte:
- Beschicken der Schmiedeanlage mit einem Werkstück mittels einer Verschiebeeinheit, wobei zumindest ein umzuformender Teil des Werkstücks zwischen relativ zueinander bewegbare Umformwerkzeuge geschoben wird;
- Umformen des Werkstücks, wobei die Umformwerkzeuge zunächst aufeinander zu bewegt werden, so dass der im Arbeitsbereich der Umformwerkzeuge befindlicher Teil des Werkstücks umgeformt wird, und wobei die Umformwerkzeuge nach der Umformung voneinander weg bewegt werden;
- Entschicken des Werkstücks aus dem Arbeitsbereich mittels der zumindest einen Greifeinrichtung.
- Loading the forging plant with a workpiece by means of a displacement unit, at least one part of the workpiece to be reshaped being pushed between reshaping tools that can be moved relative to one another;
- Reshaping the workpiece, the reshaping tools initially being moved towards one another, so that the part of the workpiece located in the working area of the reshaping tools is reshaped, and wherein the reshaping tools are moved away from one another after reshaping;
- Dispatching the workpiece from the work area by means of the at least one gripping device.
Beim Verschieben oder beim Halten des Werkstücks greift gemäß der Erfindung jedes Verschiebeelement in einen Haltebereich, insbesondere eine zugehörige Verjüngung, des Werkstücks, die zwischen zwei umformenden Werkstückbereichen, insbesondere zwei Verdickungen liegt, ein. Die Greifeinrichtung(en) greift bzw. greifen dagegen das Werkstück an einem entsprechenden Greifende des Werkstücks, das insbesondere weiter außen als die Verjüngung liegt.When moving or holding the workpiece, according to the invention, each displacement element engages in a holding area, in particular an associated taper, of the workpiece, which lies between two deforming workpiece areas, in particular two thickenings. In contrast, the gripping device (s) grips or grips the workpiece at a corresponding gripping end of the workpiece, which in particular lies further outside than the taper.
Gemäß der Erfindung weist das bzw. die Verschiebeelement(e) einen finger-, nasen-, schienen- oder plattenartigen Vorsprung auf. Davon abgesehen kann die Form des Verschiebeelemente im Wesentlichen beliebig, z.B. angepasst an Form, Größe und Gewicht des Werkstücks, gewählt werden. Damit eine einfache Anpassung an unterschiedliche Werkstücke möglich ist, ist es von Vorteil, wenn der oder die Verschiebeelemente austauschbar, und ggf. verstellbar, an der Verschiebeeinheit angebracht sind.According to the invention, the sliding element (s) has a finger, nose, rail or plate-like projection. Apart from that, the shape of the sliding element can essentially be chosen as desired, e.g. adapted to the shape, size and weight of the workpiece. So that a simple adaptation to different workpieces is possible, it is advantageous if the displacement element or elements are interchangeable and, if necessary, adjustable, attached to the displacement unit.
Das Verschiebeelement kann z.B. an eine vom Arbeitsbereich abgewandte Seite des zu verschiebenden Werkstücks mit einer vorzugsweise vertikalen Anschlagsfläche angeschlagen und zum Arbeitsbereich der Schmiedemaschine hin geschoben werden. Je nach Bedarf und Größe des Werkstücks, und Ausgestaltung des Verschiebeanschlags kann dieser entlang der anzuschlagenden Seite des Werkstücks mehrere Verschiebeelemente aufweisen. Der oder die Verschiebeanschläge bzw. die einzelnen Verschiebeelemente sind oder wirken, insbesondere lokal, als Mitnehmer oder Verschiebemitnehmer, so dass das Werkstück durch Verschieben der Verschiebeeinheit in gewünschter Weise in Richtung des Arbeitsbereichs bewegt werden kann.The displacement element can, for example, be attached to a side of the workpiece to be displaced facing away from the work area with a preferably vertical stop surface and pushed towards the work area of the forging machine. Depending on the requirements and size of the workpiece and the configuration of the sliding stop, it can have several sliding elements along the side of the workpiece to be struck. The sliding stop or stops or the individual sliding elements are or act, in particular locally, as drivers or sliding drivers, so that the workpiece can be moved in the desired manner in the direction of the work area by moving the sliding unit.
Bei Bedarf kann das Verschiebeelement (oder: Verschiebeanschlag) senkrecht zu einer Verschiebeebene, in welcher das Werkstück verschoben wird, bewegbar, z.B. ein- und ausfahrbar, ausgebildet sein. In der ausgefahrenen Position kann das Werkstück in den Arbeitsbereich geschoben werden. In der eingefahrenen Position kann der Verschiebeanschlag beispielsweise über oder unter einem weiteren Werkstück, welches zur Beschickung im Aktionsbereich des Verschiebeanschlags bereits vorgehaltenen ist, hinweg verschoben werden. Anschließend kann der Verschiebeanschlag ausgefahren und an die dem Arbeitsbereich der Schmiedeanlage abgewandte Seite des Werkstücks angeschlagen werden.If necessary, the displacement element (or: displacement stop) can be perpendicular to a displacement plane in which the workpiece is displaced will be designed to be movable, for example retractable and extendable. In the extended position, the workpiece can be pushed into the work area. In the retracted position, the sliding stop can be moved, for example, over or under another workpiece that is already available for loading in the action area of the sliding stop. The sliding stop can then be extended and attached to the side of the workpiece facing away from the work area of the forging plant.
Im Rahmen der Erfindung ist es insbesondere möglich, mehrere Greifeinrichtungen vorzusehen. Insbesondere können zwei synchron bewegbare Greifeinrichtungen verwendet werden, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass einander gegenüberliegende Seiten oder Greifenden des Werkstücks gegriffen oder gehaltert werden können. Durch die Verwendung zweier Greifeinrichtungen können die Werkstücke sicher gehaltert und/oder entschickt werden, was nicht nur bei größeren Werkstücken von Vorteil sein kann. Das Haltern der Werkstücke an gegenüberliegenden Seiten während der Umformung kann beispielsweise dann erforderlich oder von Vorteil sein, wenn bei dem Werkstück bei der Umformung ansonsten zusätzliche, unerwünschte Formänderungen verursacht würden, wie beispielsweise Verbiegungen oder Krümmungen.In the context of the invention, it is particularly possible to provide several gripping devices. In particular, two synchronously movable gripping devices can be used which are designed and arranged in such a way that opposite sides or gripping ends of the workpiece can be gripped or held. By using two gripping devices, the workpieces can be securely held and / or removed, which can be advantageous not only for larger workpieces. Holding the workpieces on opposite sides during the forming process can be necessary or advantageous, for example, if the workpiece would otherwise cause additional, undesired changes in shape during the forming process, such as, for example, bends or curvatures.
Mit der vorgeschlagenen Be- und Entschickungseinrichtung ist es möglich, die Leerlaufzeiten zwischen Beschickung und Entschickung zu reduzieren. Es ist möglich, dass die Greifeinrichtung(en) das umgeformte Werkstück aus einem Arbeitsbereich entnimmt oder entnehmen, während durch die Verschiebeeinheit im Wesentlichen zeitgleich ein weiteres, bereits vorgehaltenes Werkstück diesem oder einem davor geschalteten Arbeitsbereich zugeführt wird. Durch eine derartige zeitliche Verschachtelung oder Taktung der Be- und Entschickung kann der Werkstückdurchsatz nachhaltig verbessert werden, was zu einer Verringerung der Produktionskosten pro Werkstück führen kann.With the proposed loading and unloading device, it is possible to reduce the idle times between loading and unloading. It is possible that the gripping device (s) removes or removes the reshaped workpiece from a work area, while a further, already held work piece is fed to this or a work area connected in front of it essentially at the same time by the displacement unit. Such a temporal nesting or timing of the loading and unloading can improve the workpiece throughput in the long term, which can lead to a reduction in the production costs per workpiece.
Zum Verschieben des Werkstücks kann die Verschiebeeinheit einen Linearstellantrieb umfassen. Solche Antriebe können die Werkstücke mit hoher Präzision und Geschwindigkeit positionieren. Allerdings ist die Erfindung nicht auf Linearstellantriebe beschränkt. Es kommen auch andere Einrichtungen in Frage, welche eine lineare translatorische Bewegung des Werkstücks von einer Startposition in den Arbeitsbereich ermöglichen. Beispielhaft erwähnt seien Zylinder, hydraulisch oder pneumatisch betrieben, Zahnstangen- oder Spindelgetriebe, Transportbänder oder -ketten und dergleichen. Ferner kommen nicht linear arbeitende Einrichtungen in Frage.To move the workpiece, the displacement unit can comprise a linear actuator. Such drives can position the workpieces with high precision and speed. However, the invention is not limited to linear actuators. Other devices are also possible which enable a linear translational movement of the workpiece from a starting position into the work area. Cylinders, hydraulically or pneumatically operated, rack and pinion or spindle gears, conveyor belts or chains and the like may be mentioned as examples. Devices that do not work linearly are also possible.
Die Greifeinrichtung kann, wie bereits erwähnt, einen Greiferarm aufweisen. An dem Greiferarm kann ein der jeweiligen Werkstückart angepasstes oder ein universelles und mit dem Greiferarm zusammenwirkendes Greifwerkzeug angebracht sein. Der Greiferarm und das Greifwerkzeug sind vorteilhafter weise derart ausgebildet, dass das gegriffene Werkstück in mehreren Raumrichtungen translatorisch und rotatorisch bewegbar ist. Dazu können insbesondere ein oder mehrere Rotatoren vorgesehen sein.As already mentioned, the gripping device can have a gripper arm. A gripping tool adapted to the respective type of workpiece or a universal gripping tool that interacts with the gripper arm can be attached to the gripper arm. The gripper arm and the gripping tool are advantageously designed in such a way that the gripped workpiece can be moved translationally and rotationally in several spatial directions. In particular, one or more rotators can be provided for this purpose.
Zur lagengenauen Positionierung des Werkstücks im Arbeitsbereich der Schmiedeanlage kann in oder angrenzend zu einem Arbeitsbereich wenigstens ein Positionierungsanschlag angeordnet sein. Der Positionierungsanschlag ist vorzugsweise derart angeordnet, dass das Werkstück am Ende eines Beschickungsvorgangs an diesen angeschlagen und zumindest in Beschickungsrichtung lagengenau positioniert ist. Es soll erwähnt werden, dass die Schmiedemaschine oder -anlage mehrere, z.B. benachbarte, Arbeitsbereiche aufweisen kann, welche das Werkstück sukzessive durchläuft.For the precise positioning of the workpiece in the working area of the forging plant, at least one positioning stop can be arranged in or adjacent to a working area. The positioning stop is preferably arranged in such a way that at the end of a loading process the workpiece is abutted against it and is precisely positioned at least in the loading direction. It should be mentioned that the forging machine or plant can have several, e.g. adjacent, work areas through which the workpiece successively passes.
Die Form des Positionierungsanschlags kann insbesondere so gewählt sein, dass das Werkstück beim Anschlagen an diesen auch senkrecht zur Beschickungsrichtung ausgerichtet und damit lagengenau positioniert wird. Alternativ oder zusätzlich können weitere Positionierungsanschläge angeordnet sein. Der Positionierungsanschlag kann, analog zum Verschiebeanschlag, feststehend oder senkrecht zur Verschiebeebene ein- und ausfahrbar ausgebildet sein. Gleichfalls kann der Positionierungsanschlag in austauschbarer Weise, und zur Anpassung an unterschiedliche Werkstücke verschiebbar angebracht sein.The shape of the positioning stop can in particular be selected such that the workpiece is also aligned perpendicular to the loading direction when it hits it and is thus positioned in the exact position. As an alternative or in addition, further positioning stops can be arranged. The positioning stop can, analogously to the sliding stop, be designed to be stationary or to be retractable and extendable perpendicular to the sliding plane. Likewise, the positioning stop can be attached in an exchangeable manner and displaceably to adapt to different workpieces.
Beim Beschicken des Werkstücks ist dieses an den Verschiebeanschlag angeschlagen. Am Ende des Beschickungsvorgangs ist das Werkstück auch am Positionierungsanschlag angeschlagen. Auf diese Weise ist es z.B. möglich, dass das Werkstück während und ggf. auch noch kurz nach dem Umformvorgang durch den Verschiebe- und Positionierungsanschlag an zwei gegenüberliegenden Seiten klemmend gehaltert wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich das Werkstück nach dem Umformen in einer vorgegebenen Position befindet und zum Entschicken mit der Greifeinrichtung sicher gegriffen werden kann.When the workpiece is being loaded, it is attached to the sliding stop. At the end of the loading process, the workpiece has also hit the positioning stop. In this way, it is possible, for example, for the workpiece to be clamped on two opposite sides during and possibly also shortly after the forming process by means of the shifting and positioning stop. This can ensure that the workpiece is in a predetermined position after reshaping and can be securely gripped with the gripping device for unloading.
Damit bei einem Umformvorgang eine unmittelbare Kraftbeaufschlagung zumindest der zwischen den Umformwerkzeugen befindlichen Abschnitte des Positionieranschlags und der Verschiebeeinheit vermieden werden kann, können die Umformwerkzeuge in deren Form entsprechend angepasst sein Dazu kann z.B. zumindest eines der Umformwerkzeuge seitliche oder in Bewegungsrichtung des Umformwerkzeugs verlaufende Ausnehmungen aufweisen, in welche vorspringende Abschnitte des Positionierungsanschlags bzw. des Verschiebeanschlags beim Zusammenfahren der Umformwerkzeugen eintauchen können.So that a direct application of force to at least the sections of the positioning stop and the displacement unit located between the forming tools can be avoided during a forming process, the shape of the forming tools can be adapted accordingly Forming tools have recesses which extend laterally or in the direction of movement of the forming tool, into which recesses protruding sections of the positioning stop or of the displacement stop can dip when the forming tools move together.
Die Schmiedeanlage kann des Weiteren eine Transporteinrichtung aufweisen, mit welchem Werkstücke in einen vorgegebenen Aktionsbereich der Verschiebeeinheit, vorzugsweise sukzessiv, transportiert und positioniert werden können. Bei der Transporteinrichtung kann es sich im Wesentlichen um eine beliebige Transporteinrichtung, insbesondere um ein Transportband, handeln.The forging plant can furthermore have a transport device with which workpieces can be transported and positioned, preferably successively, in a predetermined action area of the displacement unit. The transport device can essentially be any transport device, in particular a conveyor belt.
Die Transporteinrichtung kann beispielsweise entsprechend dem Takt der Schmiedeanlage bzw. der Verschiebeeinheit betrieben werden. Dazu ist es beispielsweise möglich, den Vorschub der Transporteinrichtung zyklisch zu unterbrechen. Eine Möglichkeit zum getakteten vorhalten von Werkstücken besteht beispielsweise auch darin, spezielle, getaktet betreibbare Anschläge anzubringen, durch welche die Position der Werkstücke in Transportrichtung zeitweise fixiert werden kann. Beispielsweise kann im Aktionsbereich der Verschiebeeinheit ein Endanschlag angebracht sein, wobei durch den Endanschlag sichergestellt werden kann, dass die Werkstücke in Transportrichtung lediglich so weit transportiert werden, dass der Verschiebeanschlag in gewünschter Weise an das Werkstück anschlagen kann. Vorteilhafter Weise ist die Position des Endanschlags in Transportrichtung veränderbar, so dass eine Anpassung an Werkstücke unterschiedlicher Länge in einfacher Weise möglich ist. Die Transporteinrichtung kann des Weiteren einen in Transportrichtung dem Aktionsbereich der Verschiebeeinheit vorgeschalteten Rückhalteanschlag aufweisen, welcher getaktet aktiviert bzw. deaktiviert werden kann, so dass Werkstücke korrespondierend zum Takt der Umformung bzw. der Verschiebeeinheit zum Aktionsbereich der Verschiebeeinheit zugeführt werden können. Das Bereitstellen der weiteren Anschläge stellt eine technisch einfach zu realisierende Möglichkeit der getakteten Zufuhr von Werkstücken dar.The transport device can, for example, be operated in accordance with the cycle of the forging plant or the displacement unit. For this purpose, it is possible, for example, to interrupt the advance of the transport device cyclically. One possibility for the clocked provision of workpieces is, for example, to attach special stops that can be operated clocked and through which the position of the workpieces can be temporarily fixed in the transport direction. For example, an end stop can be attached in the action area of the displacement unit, whereby the end stop can ensure that the workpieces are only transported so far in the transport direction that the displacement stop can strike the workpiece in the desired manner. The position of the end stop in the transport direction can advantageously be changed so that it can be easily adapted to workpieces of different lengths. The transport device can furthermore have a restraint stop which is connected upstream of the action area of the displacement unit in the transport direction and which can be activated or deactivated in a clocked manner so that workpieces can be fed to the action area of the displacement unit at the same time as the deformation or the displacement unit. The provision of the additional stops is a technically easy-to-implement option for the clocked supply of workpieces.
Eine besonders einfach zu realisierende Beschickung besteht darin, dass die Verschiebung des Werkstücks beim Beschicken des Arbeitsbereichs der Schmiedeanlage senkrecht zur Bewegungsrichtung der Umformwerkzeuge, vorzugsweise linear, erfolgt.A particularly easy to implement loading consists in that the displacement of the workpiece when loading the work area of the forging plant takes place perpendicular to the direction of movement of the forming tools, preferably linearly.
Zweckmäßiger Weise wird das Werkstück beim Umformen mittels des Verschiebeanschlags der Verschiebeeinheit an den Positionierungsanschlag der Schmiedeanlage gedrückt. Damit kann das Werkstück beim oder nach dem Umformvorgang in Position gehalten werden. Es ist damit möglich, den Ausschuss bei der Herstellung umgeformter Werkstücke zu reduzieren. Ferner kann erreicht werden, dass die Greifeinrichtung das umgeformte Werkstück sicher greifen kann.The workpiece is expediently pressed against the positioning stop of the forging system by means of the shifting stop of the shifting unit during the forming process. This allows the workpiece to be held in position during or after the forming process. It is thus possible to reduce the scrap in the production of formed workpieces. It can also be achieved that the gripping device can securely grip the reshaped workpiece.
Jedoch ist es auch möglich, dass das Werkstück beim Umformvorgang oder bereits nach erfolgter Beschickung zusätzlich oder alternativ durch die Greifeinrichtung gehaltert wird. Sofern das Werkstück beim Umformvorgang oder nach Beschickung lediglich durch die Greifeinrichtung gehaltert wird, kann die Verschiebeeinheit den nächstfolgenden Beschickungsvorgang vorbereiten. Dadurch kann der Werkstückdurchsatz weiter gesteigert werden.However, it is also possible that the workpiece is additionally or alternatively held by the gripping device during the forming process or already after loading has taken place. If the workpiece is only held by the gripping device during the forming process or after loading, the displacement unit can prepare for the next loading process. This enables the workpiece throughput to be increased further.
Bei entsprechender Ausgestaltung der Schmiedeanlage mit einer Transporteinrichtung können korrespondierend zu einem Umformungstakt sukzessive Werkstücke in den Aktionsbereich der Verschiebeeinheit transportiert werden, wobei vorzugsweise ein dem Aktionsbereich der Verschiebeeinheit vorgeschalteter Rückhalteanschlag getaktet betrieben wird.With a corresponding configuration of the forging system with a transport device, workpieces can be transported successively into the action area of the displacement unit corresponding to a forming cycle, with a restraint stop connected upstream of the action area of the displacement unit preferably being operated in a clocked manner.
Das Werkstück wird also insbesondere im Anschluss von der wenigstens einen Greifeinrichtung in wenigstens einen weiteren Arbeitsbereich der Schmiedemaschine transportiert oder eingelegt und dort weiter geschmiedet. In einer Ausbildung des Verfahrens wird das Werkstück in einem mehrstufigen Prozess in räumlich nacheinander geschalteten Arbeitsbereichen der Schmiedeanlage umgeformt. Dazu können die Umformwerkzeuge beispielsweise mehrere voneinander getrennte Arbeitsbereiche aufweisen. Dabei ist es insbesondere möglich, dass ein erster Arbeitsbereich mittels der Verschiebeeinheit beschickt wird, und nachfolgende, weitere Arbeitsbereiche mit der Verschiebeeinheit und/oder der Greifeinrichtung beschickt werden. Dabei soll bemerkt werden, dass beim Wechsel des Werkstücks von einem Arbeitsbereich zum nächsten die Verschiebeeinheit und/oder die Greifeinrichtung sowohl Be- als auch Entschickungsvorgänge ausführen können. Mehrere Arbeitsbereiche können beispielsweise vorliegen, wenn das Werkstück in mehreren Umformvorgängen in die gewünschte Endform gebracht wird. Bei solchen Umformvorgängen können beispielsweise zunächst ein Plättvorgang, dann ein Vorschmiedevorgang, gefolgt von einem Endschmiedevorgang ausgeführt werden.The workpiece is therefore transported or inserted into at least one further work area of the forging machine and further forged there, in particular subsequently by the at least one gripping device. In one embodiment of the method, the workpiece is formed in a multi-stage process in working areas of the forging plant that are connected spatially one after the other. For this purpose, the forming tools can, for example, have several separate working areas. It is particularly possible that a first work area is loaded by means of the displacement unit, and subsequent, further work areas are loaded with the displacement unit and / or the gripping device. It should be noted that when the workpiece is changed from one work area to the next, the displacement unit and / or the gripping device can carry out both loading and unloading processes. Several work areas can exist, for example, if the workpiece is brought into the desired final shape in several forming processes. In such forming processes, for example, a flattening process, then a pre-forging process, followed by a final forging process, can be carried out first.
Weitere Vorteile des Verfahrens nach dem dritten Aspekt ergeben sich auch aus den Ausführungen zum ersten und zweiten Aspekt der Erfindung.Further advantages of the method according to the third aspect also emerge from the statements relating to the first and second aspects of the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen jeweils in einer schematischen Darstellung:
-
1 eine Schmiedeanlage mit einer Verschiebeinrichtung nach der Erfindung in einer Ausgangsstellung, -
2 die Schmiedeanlage gemäß1 mit der Verschiebeeinrichtung in einer Endstellung, -
3 die Schmiedeanlage gemäß1 und2 in einer seitlichen Ansicht und -
4 die Schmiedeanlage gemäß1 bis 3 in einer Draufsicht.
-
1 a forging plant with a displacement device according to the invention in an initial position, -
2 the forging plant according to1 with the sliding device in one end position, -
3 the forging plant according to1 and2 in a side view and -
4th the forging plant according to1 to3 in a top view.
In den
Die Schmiedeanlage
Die Schmiedemaschine
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Arbeitsbereich
Die Plättflächen
Die gegenüberliegenden Gesenkflächen
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle unteren Umformflächen an einem gemeinsamen unteren Werkzeug
Die Be- und Entschickungseinrichtung
In
Die Verschiebeeinheit
Zum Verschieben des Längsträgers
Die beiden Verschiebeelemente
Ferner weisen die Verschiebeelemente
Die wenigstens eine horizontale Plättfläche
Ferner sind am unteren Gesenk
Das Werkstück
Vor dem Plättschlag des oberen Gesenks
In der dargestellten vorteilhaften Ausführungsform halten jedoch die Verschiebeelemente
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das als erwärmter Schmiederohling bereitgestellte Werkstück
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine solche Form eine Werkstücks
Es wird also das Werkstück
Damit Beschädigungen der Verschiebeelemente
Die Be- und Entschickungseinrichtung
Die Greifeinrichtungen
Mit den Greifeinrichtungen
Vorzugsweise halten die beiden Greifeinrichtungen
Bei entsprechendem Zusammenspiel oder Ansteuerung oder Taktung der Greifeinrichtungen
Wie aus
Des Weiteren umfasst das Transportband
Aus den bisherigen Ausführungen zu
Schmieden, insbesondere Plätten, des Werkstücks
Wie in Zusammensicht mit den obigen Ausführungen und den Figuren deutlich wird, kann mit dem Verfahren ein besonders vorteilhafter Werkstückdurchsatz erreicht werden. Weitere Schritte oder Einzelheiten des Verfahrens ergeben sich ohne Weiteres aus der Beschreibung der Schmiedeanlage
Vorzugsweise enthält das Verfahren neben oder nach den genannten Verfahrensschritten den weiteren Verfahrensschritt:
- - Weitertransport oder Umsetzen des Werkstücks
4 mittels derGreifeinrichtungen 12A und12B in wenigstens einen weiteren Schmiedearbeitsbereich56 und57 zum Weiter- und Fertigschmieden des Werkstücks
- - Further transport or transfer of the workpiece
4th by means of thegripping devices 12A and12B in at least one other forgingarea 56 and57 for further and final forging of the workpiece
Das Werkstück
Insbesondere wird der Plättarbeitsbereich
Der Transport des Werkstück
Durch die an den Greiferarmen
Der erste Schmiedearbeitsbereich kann anstelle eines Plättbereichs
Es ist auch möglich, dass bereits beim Überführen des Werkstücks
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SchmiedeanlageForging plant
- 22
- erstes Schmiedegesenkfirst forging die
- 33
- zweites Schmiedegesenksecond forging die
- 4, 4', 4"4, 4 ', 4 "
- Werkstückworkpiece
- 4A, 4B4A, 4B
- Verjüngungrejuvenation
- 4C, 4D4C, 4D
- Verdickungthickening
- 77th
- VerschiebeeinheitDisplacement unit
- 7A, 7B7A, 7B
- VerschiebeelementSliding element
- 8A, 8B8A, 8B
- VerbindungselementConnecting element
- 99
- LinearstellantriebLinear actuator
- 1010
- TransportbandConveyor belt
- 11A, 11B11A, 11B
- PositionierungsanschlagPositioning stop
- 12A, 12B12A, 12B
- GreifeinrichtungGripping device
- 13A, 13B13A, 13B
- RoboterarmRobotic arm
- 14A, 14B14A, 14B
- RotatorRotator
- 15A, 15B15A, 15B
- weiterer Rotatoranother rotator
- 16A, 16B16A, 16B
- GreifwerkzeugGripping tool
- 17A, 17B17A, 17B
- GreifbackenGripping jaws
- 18A, 18B18A, 18B
- Schenkelleg
- 19A, 19B19A, 19B
- GreifantriebGripping drive
- 2525th
- PlättflächeFlat surface
- 2626th
- untere Vorschmiedegravurlower forging engraving
- 2727
- untere Fertigschmiedegravurlower finished forging engraving
- 28A, 28B28A, 28B
-
Ausnehmung (für
48 ,7A ,7B )Recess (for48 ,7A ,7B ) - 38A, 38B38A, 38B
-
Ausnehmung (für
48 ,7A ,7B )Recess (for48 ,7A ,7B ) - 3232
- ArbeitsbereichWorkspace
- 3535
- PlättflächeFlat surface
- 3636
- obere Vorschmiedegravurupper forging engraving
- 3737
- obere Fertigschmiedegravurupper finish forging engraving
- 40, 4140, 41
- WerkstückendeEnd of workpiece
- 4747
- vertikale Anschlagsflächevertical stop surface
- 4848
- Fingerfinger
- 4949
- horizontale Anschlagsflächehorizontal stop surface
- 5050
- SchmiedemaschineForging machine
- 5151
- Be- und EntschickungseinrichtungLoading and unloading equipment
- 5555
- PlättbereichFlattening area
- 5656
- VorschmiedearbeitsbereichPre-forging work area
- 5757
- FertigschmiedearbeitsbereichFinished forging work area
- 7070
- LängsträgerSide member
- 7171
- EndanschlagEnd stop
- 7272
- RückhalteanschlagRestraint stop
- 7575
- Verschiebearm Sliding arm
- dd
- Abstanddistance
- AA.
- MittelachseCentral axis
- TT
- TransportbandrichtungConveyor belt direction
- SS.
- SchlagrichtungDirection of impact
- VV
- VerschieberichtungDirection of movement
- GG
- GreifertransportrichtungGripper transport direction
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-
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