DE1627665C - Device for cold extrusion of light metal parts provided with axial projections - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kaltfließpressen von mit axialen Vorsprüngen versehenen, insbesondere hülsenförmigen Leichtmetall-Fließpreßteilen mit einem in eine Matrize einführbaren Preßstempel, in dessen Stirnfläche eine axiale Ausnehmung eingetieft ist, und einem vom rechten Winkel abweichenden Übergang von der Stirnfläche zur Schaftfläche.The invention relates to a device for cold extrusion of provided with axial projections, in particular sleeve-shaped light metal extrusion parts with an insertable into a die Press ram, in the end face of which an axial recess is recessed, and one from the right Angle deviating transition from the end face to the shaft surface.

Hülsen und technische Teile aus Leichtmetall werden heute großenteils durch Kaltfließpressen hergestellt, da dies wegen der hohen Fertigungsgeschwindigkeit, des relativ einfachen Werkzeugaufbaus und der Maßgenauigkeit der erhaltenen Teile erhebliche wirtschaftliche Vorteile bietet. Dem Kaltfließpressen sind jedoch hinsichtlich der Formgebung der Werkstücke Grenzen gesetzt, wenn der Boden der zu erzeugenden Teile innere und/oder äußere Vorsprünge vorbestimmter Höhe tragen soll, die somit nicht beliebig lang ausgepreßt werden dürfen. Hierfür sind Preßwerkzeuge mit auf den Preßflächen angeordneten Ausnehmungen erforderlich, in denen durch das hineingepreßte Metall so starke Seitendruckkräfte entstehen, daß die Werkzeuge nach wenigen Preßvorgängen gesprengt werden. Es sind keine Werkzeugwerkstoffe bekannt, welche diese Kräfte auf die Dauer aufzunehmen vermögen. Derartige Leichlmetallteile mit am Boden angeordneten, inneren und/ oder äußeren Vorsprüngen konnten daher nicht direkt durch Kaltfließpressen hergestellt werden, sondern erforderten eine' nachträgliche spanabhebende Herausarbeitung der Vorsprünge aus dem zunächst in entsprechend größerer Stärke vorgepreßten Boden!Sleeves and technical parts made of light metal are now largely produced by cold extrusion, because of the high production speed, the relatively simple tool structure and the dimensional accuracy of the parts obtained offers considerable economic advantages. Cold extrusion however, there are limits to the shape of the workpieces if the bottom of the Parts of inner and / or outer projections of a predetermined height are intended to carry, which are therefore not arbitrary may be squeezed for a long time. For this purpose, pressing tools are arranged on the pressing surfaces Recesses are required in which the pressed metal has such strong side pressure forces arise that the tools are blown after a few pressing operations. They are not tool materials known, which these forces are able to absorb in the long run. Such light metal parts with inner and / or outer projections arranged on the floor could therefore not can be produced directly by cold extrusion, but required a 'subsequent machining process Elaboration of the projections from the initially pre-pressed in a correspondingly greater thickness Floor!

Aus der USA.-Patentschrift 2 966 987 ist bereits eine Vorrichtung zum Kaltfließpressen von hülsenartigen Werkstücken mit einem an der Innenfläche des Bodens angeordneten Vorsprung bekannt, bei welcher die Stirnfläche des Preßstempels zwar am Rand angerundet ist, die axiale Mittelöffnung jedochUS Pat. No. 2,966,987 already discloses a device for cold extrusion of sleeve-like Workpieces with a protrusion arranged on the inner surface of the base are known which the end face of the ram is rounded at the edge, but the axial central opening

ίο als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, so daß sich um diese herum kein auswärts gerichteter Sprengdruck aufbauen kann.ίο is designed as a through hole, so that no outward explosive pressure can build up around this.

In der deutschen Auslegeschrift 1013 146 ist ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallhülsen mit Boden beschrieben, bei welcher ein Rohling in einer Matrize durch einen Stempel mit recht- * winkligen Außenkanten gegen das untere Ende eines Domes gedrückt wird, dessen Stirnfläche eine axiale Ausnehmung und einen angerundeten Außenrand aufweist. Da mit der vorbekannten Vorrichtung zunächst eine Hülse mit sich kegelig erweiterndem Mantel erzeugt und diese nachfolgend in einem zweiten Schritt durch Abstrecken weiterverformt werden soll, ist der Dorn notwendigerweise über die ganzeIn the German Auslegeschrift 1013 146 is also described a device for the production of metal sleeves with a bottom, in which a blank in a die through a punch with right- * angled outer edges against the lower end of a Domes is pressed, the end face of which has an axial recess and a rounded outer edge having. Since with the previously known device initially a sleeve with a conically widening Sheath is produced and then further deformed in a second step by ironing should, the thorn is necessarily about the whole

=5 Hülsenlänge kegelig verjüngt. Die Anrundung des Stirnflächenrandes ist erforderlich, um überhaupt mit beherrschbaren Drücken ein Fließen des Metalls zu erreichen. Bei dieser Konstruktion wird jedoch ebenfalls keine wirksame Gegenkraft gegen den sich in der axialen Ausnehmung aufbauenden, auswärts gerichteten Seitendruck erzeugt.= 5 sleeve length conically tapered. The rounding of the The end face edge is required to allow the metal to flow at all with controllable pressures reach. In this construction, however, there is also no effective counterforce against the in the axial recess building up, outward side pressure generated.

Die USA.-Patentschrift 2 748 465 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von hülsenförmigen Metallkörpern, bei welchem man einen Rohling durch Drücken zwischen einer Matrize und einem auf seiner Stirnfläche mit einer axialen Eintiefung versehenen Preßstempel zu einem hülsenförmigen Rohkörper mit der gewünschten Innenkontur verformt und nachfolgend auf dem Preßstempel durch Ziehen oder Abstrecken zu der gewünschten Außenform umformt. .U.S. Patent 2,748,465 discloses a method of making sleeve-shaped Metal bodies in which you can press a blank between a die and one on top of it End face provided with an axial recess to form a sleeve-shaped blank with a press ram deformed the desired inner contour and then on the ram by drawing or ironing formed into the desired external shape. .

. Der verwendete Preßstempel kann dabei eine Randanrundung und eine sich daran anschließende, der Innenform der zu erzeugenden Hülse entsprechende konische Außenfläche besitzen. Auch hierbei wird jedoch keine wirksame Gegenkraft gegen den in. der axialen Ausnehmung entstehenden Sprengdruck erzeugt. . The ram used can have a rounded edge and an adjoining, the Inner shape of the sleeve to be produced have corresponding conical outer surface. Here too will however, no effective counterforce is generated against the explosive pressure arising in the axial recess.

Übergangsformen an Stempeln sind in Form der verschiedenartigsten Abrundungen bekannt (österreichische Patentschrift 57 387, französische Patentschrift 996 861, britische Patentschrift 131693 und USA.-Patentschrift 2 394 842). In allen Fällen kann aber kein zufriedenstellender "Gegendruck erwartet werden.Transitional forms on stamps are known in the form of the most varied of roundings (Austrian Patent 57,387, French Patent 996 861, British Patent 131693 and U.S. Patent 2,394,842). In all cases, however, a satisfactory back pressure cannot be expected will.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Stempelstirnform zum Kaltfließpressen von Leichtmetallteilen zu schaffen, welche die bisherigen Nachteile vermeidet und ohne vorzeitige Gefährdung der Preßwerkzeuge die meist unmittelbare Herstellung von Leichtmetall-Fließpreßteilen mit am Boden angeordneten, inneren und/oder äußeren Vorsprüngen vorbestimmter Höhe ermöglicht.The object of the invention is now to provide a punch face form for cold extrusion of light metal parts to create, which avoids the previous disadvantages and without premature endangerment of the pressing tools the mostly direct production of light metal extrusion parts arranged on the floor, allows inner and / or outer projections of a predetermined height.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Stempel zum Kaltfließpressen von mit axialen Vor-The subject of the invention is accordingly a punch for cold extrusion of with axial pre

Sprüngen versehenen, insbesondere hülsenförmigen Leichtmetall-Fließpreßteilen, mit einem in eine Matrize einführbaren Preßstempel mit einer in dessen Stirnfläche eingetieften, axialen Ausnehmung undCracks provided, in particular sleeve-shaped light metal extrusion parts, with one in one Die insertable press ram with an axial recess sunk into its end face and

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einem vom rechten Winkel abweichenden Übergang einen Preßstempel mit sich längs einer Einkerbunga transition deviating from a right angle a press ram with itself along a notch

von der Stirnfläche zur Schaftfläche. Erfindungs- treffenden, gegensinnigen konischen Flächen, undfrom the end face to the shaft face. Inventive, opposing conical surfaces, and

gemäß wird vorgeschlagen, daß der Preßstempel am F i g. 8 einen schematischen Längsschnitt durchaccording to it is proposed that the ram on F i g. 8 a schematic longitudinal section through

Rand seiner Stirnfläche in einem dem 0,5- bis einen Preßstempel mit tonnenfönnig ausgebildetenEdge of its face in one of the 0.5 to one press ram with barrel-shaped

l,5fachen der Tiefe der Ausnehmung entsprechenden 5 konischen Flächen.1.5 times the depth of the recess corresponding to 5 conical surfaces.

Längenbereich eine umlaufende, konische Fläche, mit Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht ausLength area is a circumferential, conical surface, with the in FIG. 1 shown device consists of

einem Kegelwinkel zwischen 3 und 30° aufweist. einem Matrizenring 1, einem darunterliegenden Fließ-has a cone angle between 3 and 30 °. a die ring 1, an underlying flow

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann die preßring 3, einer Distanzbuchse 5, einer Führungskonische Fläche in eine Ringschulter mit einem buchse 4 für den Unterstempel 2 und einer den gegenüber dem Preßstempel um bis zu 25 mm, vor- io Druck aufnehmenden Druckplatte 6. Der in den zugsweise bis zu 14 mm geringeren Außendurch- Matrizenring 1 eingelegte Rohling wird durch Einmesser übergehen und vorzugsweise an diese mit führen des mit einem Ausstoßerstift 12 versehenen einem Radius von bis zu 6 mm, insbesondere bis zu Preßstempels 11 durch Vorwärts-Fließpressen ver-3,5 mm angerundet sein. Je nach den Anforderungen formt. Der mit einer Ringschulter versehene Preßkönnen am Rand der Stirnfläche auch gegensinnig 15 stempeln weist zwischen dieser und dem Außenkonische Flächen, beispielsweise tonnenfönnig aus- rand der Stirnfläche eine konische Fläche 10 auf. gebildete Flächen vorgesehen sein. Während des Fließpressens wird durch das gegen dieAccording to a preferred embodiment, the compression ring 3, a spacer sleeve 5, a guide conical Area in a ring shoulder with a socket 4 for the lower punch 2 and one the compared to the ram by up to 25 mm, pre-io pressure-absorbing pressure plate 6. The in the preferably up to 14 mm smaller outer diameter die ring 1 inserted blank is made by single knife pass over and preferably lead to this with the provided with an ejector pin 12 a radius of up to 6 mm, in particular up to the ram 11 by forward extrusion mm rounded. Shapes according to the requirements. The pressing can with a ring shoulder at the edge of the end face also in the opposite direction 15 stamp points between this and the outer conical Surfaces, for example barrel-shaped from the edge of the end face, have a conical surface 10. formed surfaces be provided. During extrusion, the against the

Durch die erfindungsgemäß am Rand der Stirn- konische Fläche 10 zur Anlage kommende Metall fläche des Preßstempels vorgesehenen konischen ein starker, einwärts gerichteter Druck ausgeübt, der Flächen wird eine dem sich in der axialen Aus- 20 ein Sprengen des Preßstempels 11 durch die sich in nehmung aufbauenden Sprengdruck direkt entgegen- der Ausnehmung 9 aufbauenden Seitendruckkräfte gerichtete Gegenkraft erzeugt, die eine vorzeitige Zer- verhütet. Das in den Zwischenraum zwischen der störung der Preßwerkzeuge wirksam verhindert. konischen Fläche 10 und dem Matrizenring 1 ein-Durch zweckentsprechende Wahl der Abmessungen geflossene Metall kann später spanabhebend oder und der Winkellage der konischen Flächen innerhalb 25 durch Abstanzen entfernt werden,
der angegebenen Bereiche kann die Richtung und Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus Stärke der einwärts gerichteten Gegenkraft auf die einem Matrizenring 1, der sich auf einem Unterteil 13 Form und Abmessung der axialen Ausnehmung ab- abstützt. Durch den in den Matrizenring 1 eingestimmt werden. geführten Preßstempel 11 wird der Rohling durchDue to the conical metal surface of the press ram provided according to the invention on the edge of the front conical surface 10, a strong, inwardly directed pressure is exerted building up explosive pressure generated directly counter to the recess 9 building up side pressure forces, which prevents premature disintegration. This effectively prevents the interference between the pressing tools in the space between. conical surface 10 and the die ring 1 - by appropriate choice of the dimensions, the flowed metal can later be removed by cutting or and the angular position of the conical surfaces within 25 by punching,
of the specified ranges, the direction and the in F i g. The device shown in FIG. 2 consists of the strength of the inwardly directed counterforce on a die ring 1, which is supported on a lower part 13 of the shape and dimensions of the axial recess. By being tuned into the die ring 1. guided ram 11 is the blank through

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungs- 30 Rückwärts-Fließpressen entsprechend den Werkzeugformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die konturen zu einer Hülse verformt. Der Preßstempel Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt 11 besitzt eine axiale Ausnehmung 15 zur ErzeugungThe following are preferred embodiments of reverse extrusion according to die shapes deformed the invention with reference to the contours to form a sleeve. The ram Drawings explained further. It shows 11 has an axial recess 15 for generation

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eines zylindrischen Nippels und eine am Rand derF i g. 1 shows a schematic longitudinal section through a cylindrical nipple and one at the edge of the

eine Vorrichtung zum Vorwärts-Fließpressen, Stirnfläche angeordnete konische Fläche 16, welchea device for forward extrusion, end face disposed conical surface 16, which

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch 35 ein Sprengen des Preßstempels 11 verhindert,Fig. 2 is a schematic longitudinal section through 35 prevents the ram 11 from exploding,

eine Vorrichtung zum Rückwärts-Fließpressen, Wenn die zu erzeugenden Werkstücke an dera device for backward extrusion, When the workpieces to be produced on the

F i g. 3 einen schematischen Längsschnitt durch Außenfläche und an der Innenfläche des Bodens mitF i g. 3 shows a schematic longitudinal section through the outer surface and on the inner surface of the base

einen Preßstempel mit einer Ringschulter und einer Vorsprüngen versehen sein sollen, braucht lediglicha ram to be provided with an annular shoulder and a projections only needs

an diese angerundeten, zu dieser stumpfwinklig ver- eine entsprechende Ausnehmung im Unterstempel 2A corresponding recess in the lower punch 2 is rounded off at this point and at an obtuse angle to it

laufenden konischen Fläche, 40 vorgesehen werden. Die fertigen Fließpreßteile kön-running conical surface, 40 can be provided. The finished extrusion parts can

F i g. 4 einen schematischen Längsschnitt durch nen auf beliebige bekannte Weise aus der MatrizeF i g. 4 shows a schematic longitudinal section through the die in any known manner

einen Preßstempel mit einer Ringschulter und einer entfernt oder vom Preßstempel abgestreift werden,a ram with a ring shoulder and one are removed or stripped from the ram,

angerundeten, zu dieser spitzwinklig verlaufenden Das Wesen der Erfindung liegt in der richtigenrounded, to this acute angled running The essence of the invention lies in the correct

konischen Fläche, Formgebung der dem Werkstück zugewandten Konturconical surface, shaping of the contour facing the workpiece

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch 45 des Preßstempels 11. Beispiele hierfür sind in den einen Preßstempel mit einer zylindrischen axialen F i g. 3 bis 8 dargestellt. Dabei soll der größte Durch-Ausnehmung und einer an eine Ringschulter an- messer der konischen Fläche 10 0 bis 25 mm, vorgerundeten, zu dieser stumpfwinklig verlaufenden zugsweise 0 bis 14 mm kleiner sein, als der Durchkonischen Fläche, messer des Preßstempels 11. Der Kegelwinkel 17 derFig. 5 is a schematic longitudinal section through 45 of the ram 11. Examples of this are in the a ram with a cylindrical axial F i g. 3 to 8 shown. The largest through-recess should be and one on a ring shoulder the size of the conical surface 10 0 to 25 mm, pre-rounded, to this obtuse-angled extending preferably 0 to 14 mm smaller than the through-conical Area, knife of the ram 11. The cone angle 17 of the

F i g. 6 einen schematischen Längsschnitt durch 50 konischen Fläche 10 soll 3 bis 30° und deren LängeF i g. 6 a schematic longitudinal section through 50 conical surface 10 should be 3 to 30 ° and its length

einen Preßstempel mit sich längs einer nach außen das 0,5- bis l,5fache der Tiefe der Ausnehmung 19a ram with it along an outwardly 0.5 to 1.5 times the depth of the recess 19

vorspringenden Kante treffenden, gegensinnigen des Preßstempels 11 betragen. Die Anrundung sollprojecting edge hitting the opposite direction of the ram 11 amount. The fillet should

konischen Flächen, zweckmäßig einen Radius 20 von 0 bis 6 mm, vor-conical surfaces, expediently a radius 20 of 0 to 6 mm,

F i g. 7 einen schematischen Längsschnitt durch zugsweise 0 bis 3,5 mm aufweisen.F i g. 7 have a schematic longitudinal section through preferably 0 to 3.5 mm.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: . 1. Vorrichtung zum Kaltfließpressen von mit axialen Vorsprüngen versehenen, insbesondere hülsenförmigen Leichtmetall-Fließpreßteilen, mit einem in eine Matrize einführbaren Preßstempel mit einer in dessen Stirnfläche eingetieften, axialen Ausnehmung und einem vom rechten Winkel abweichenden Übergang von der Stirnfläche zur Schaftfläche,· dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstempel (11) am Rand seiner Stirnfläche in einem dem 0,5- bis l,5fachen der Tiefe der Ausnehmung'(19) entsprechenden Längenbereich (18) eine umlaufende, konische Fläche (10) mit einem Kegelwinkel (17) zwischen 3 und 30° aufweist.. 1. Device for cold extrusion of provided with axial projections, in particular sleeve-shaped light metal extrusion parts, with a ram that can be inserted into a die with an axial recess sunk into its end face and one at right angle different transition from the end face to the shaft face, characterized by that the ram (11) at the edge of its end face in one of 0.5 to 1.5 times the depth the length region (18) corresponding to the recess' (19) has a circumferential, conical surface (10) with a cone angle (17) between 3 and 30 °. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Fläche (10) in eine Ringschulter mit einem gegenüber dem Preßstempel (11) um bis zu 25 mm, vorzugsweise bis zu 14 mm geringeren Außendurchmesser (16) übergeht und vorzugsweise an diese mit einem Radius von bis zu 6 mm, insbesondere bis zu 3,5 mm angerundet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the conical surface (10) in an annular shoulder with one opposite the ram (11) by up to 25 mm, preferably up to to 14 mm smaller outer diameter (16) and preferably to this with a Radius of up to 6 mm, in particular up to 3.5 mm, is rounded. 3. Vorrichtung -nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der Stirnfläche gegensinnig konische Flächen vorgesehen sind.3. Device -according to claim 1 or 2, characterized in that at the edge of the end face oppositely conical surfaces are provided. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegensinnig konischen Flächen zwischen der Stirnfläche und der Ringstufe tonnenförmig ausgebildet sind.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the oppositely conical Areas between the end face and the ring step are barrel-shaped.