DE19523689C2 - Verfahren zum Kalibrieren von Werkstücken mit einer profilierten Außenkontur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren von Werkstücken mit einer profilierten Außenkontur, insbesondere außenverzahnten Zahnrädern, wobei die Werkstücke, ausgehend von einem Vorformling, mittels eines das Werkstück (1) umfassenden Werkzeugringes radial nach innen über die gesamte Mantelfläche gestaucht werden.

Werkstücke mit einer profilierten Außenkontur, insbesondere außenverzahnte Zahnräder, erfordern häufig hohe Genauigkeiten, die oft nur durch eine mechanische Nacharbeit, wie Schleifen, Stoßen oder Honen, erreicht werden können.

Aus der DE-AS 20 40 413 ist ein Verfahren gattungsgemäßer Art bekannt. Dabei ist der Werkzeugring aus mehreren Elementen gebildet, so daß beim Auseinanderfahren der segmentförmigen Spreizelemente zwischen diesen Lücken entstehen, so daß durch Eindringen von Material Ungenauigkeiten entstehen können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gattungsgemäßer Art zu schaffen, das mit einfachen Mitteln ohne mechanische Bearbeitung zu einer hohen Genauigkeit der Außenkontur führt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Werkzeugring geschlossen ist und sein Durchmesser mittels eines Stauchringes allseitig über einen Konus im elastischen Bereich reduziert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit dem vorbeschriebenen Verfahren ohne zusätzliche mechanische Bearbeitung eine sehr genaue Form über die Höhe der Außenkontur erreicht wird. Wenn das beschriebene Verfahren halbwarm erfolgt, kann ein durch Schmieden hergestellter Rohling aus der Schmiedewärme direkt weiter verarbeitet werden. Durch das halbwarme oder kalte Stauchen der Außenkontur, insbesondere bei bereits vorher wärmebehandelten bzw. oberflächengehärteten Werkstücken, wird überraschender Weise, insbesondere bei außenverzahnten Zahnrädern, eine weitere Erhöhung der Flankenhärte durch die auftretende Kaltverfestigung erreicht.

Nach der EP 0 244 648 A1 ist es bekannt, für Werkstücke nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bei einem mehrstufigen Umformverfahren eine anschließende Kalibrierung des Werkstückes in einer Preßmatrize vorzunehmen. Hierbei wird vorgeschlagen, daß zum Kalibrieren ein Steuerdorn benutzt wird, der mittig in das Werkstück eingefahren wird und dessen Querschnitt und/oder Länge etwas größer ist als derjenige eines Sackloches im Werkstück. Nachteilig wird dabei der Werkstoff beim Kalibrieren vom Mittelbereich in die Außenkontur verdrängt, was äußerst hohe Kräfte erfordert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kalibrierwerk­ zeuges und

Fig. 2 die vergrößerte Darstellung der Zahnflanke eines Zahnrades.

Als Werkstück 1 ist ein Zahnrad dargestellt, dessen Verzahnung 2 leicht ballig entsprechend Fig. 2 ausgebildet ist. Die Balligkeit 3 dient dazu, eine Kantenberührung, insbesondere in der Nähe der Stirnflächen, zu vermeiden.

Ein Werkzeugring 4 umfaßt das Werkstück 1 allseitig und weist eine Innenverzahnung entsprechend der Außenver­ zahnung 2 des Werkstückes 1 auf. Der Werkzeugring 4 ist radial beweglich am Werkzeugtisch 5 bzw. einer Grundplatte befestigt und ist mit einer konischen Außen­ mantelfläche 6 ausgebildet. Der Werkzeugring 4 wird wiederum durch einen Stauchring 7 umfaßt, der im Gegen­ satz zum Werkzeugring 4 wesentlich stabiler ausgebildet ist. Durch Niederpressen des Stauchringes 7, der am Innendurchmesser einen Innenkonus entsprechend der konischen Außenmantelfläche 6 des Werkzeugringes 4 aufweist, wird der Werkzeugring 4 allseitig über den Durchmesser gestaucht. Diese Stauchbewegung überträgt sich auf das Werkstück 1, wodurch eine hochgenaue Außenkalibrierung erzielt wird. Die Balligkeit der Ver­ zahnung ist nur gering. Da der Werkzeugring 4 seinen Durchmesser nur im elastischen Bereich ändern kann, kann die Formanpassung des Werkstückes 1 auch nur in diesen Grenzen erfolgen.

Die Pfeile 8, 9 zeigen die Bewegung von Werkzeugring 4 und Stauchring 7.

In der Fig. 1 ist schematisch dargestellt, daß die Hub­ bewegung des Stauchringes 7, beispielsweise über An­ schlagschrauben 10 verstellbar begrenzt werden kann, was zu einer Begrenzung der Radialbewegung des Werkzeugringes 4 führt. Ebenso ist schematisch dargestellt, daß der Stauchring 7 durch Aufbringen einer Kraft 11 nach unten gegen eine, beispielsweise durch eine Druckfeder 12 erzeugte, Gegenkraft niedergepreßt wird. Diese Druckfeder 12 hebt den Stauchring 7 wieder an, so daß sich der Werkzeugring 4 wieder elastisch aufweitet, sobald die Kraft 11 nicht mehr aufgebracht wird. Die Kraft 11 kann beispielsweise durch den Ober­ stempel einer Schmiedepresse aufgebracht werden.

Von daher wird der Werkzeugring 4 bei jedem Schmiedehub gestaucht und gelüftet.

Claims (5)

1. Verfahren zum Kalibrieren von Werkstücken (1) mit einer profilierten Außenkontur, insbesondere außenverzahnten Zahnrädern, wobei die Werkstücke (1), ausgehend von einem Vorformling, mittels eines das Werkstück (1) umfassenden Werkzeugringes (4) radial nach innen über die gesamte Mantelfläche gestaucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugring (4) geschlossen ist und sein Durchmesser mittels eines Stauchringes (7) allseitig über einen Konus im elastischen Bereich reduziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauchen kalt oder halbwarm erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchungsgrad über die Höhe der Mantelfläche unterschiedlich ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei außenverzahnten Zahnrädern mit einer zylindrischen Vorform beim Stauchen eine über die Zahnbreite und/oder Zahnhöhe ballige Form erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das halbwarme Stauchen unter Ausnutzung von Primärprozeßwärme des Vorformlings erfolgt.