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Werkzeug für Schmiedemaschine Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeuge
für Schmiede= maschinen, die zum Schmieden von stangenförmigen, metallischen Werkstücken
mit vorzugsweise quadratischen, rechteckigen und runden Querschnitten eingesetzt
werden0 Werkzeuge in derartigen Schmiedemaschinen werden in der Regel aus vier jeweils
m 90 Grad zueinander versetzte, den Werkstückquerschnitt umfassende Preßbacken gebildet,
die beim Schmieden zwecks gleichmäßiger Verdichtung des Werkstückes gleichzeitig
auf dessen Umfang drücken0 In einer bekannten Schmiedemaschine (deutsche Patent=
schrift 449 558) ist bereits ein aus mehreren Preßbacken be= stehendes Werkzeug
vorgesehen, das den Werkstückquerschnitt beirn Schmieden umschließt und dessen Preßbacken
gleichzeitig auf den Werkstückumfang einwirken. Bei diesem Werkzeug kann jedoch
der anfallende Zünder zwischen die afl6einander gleiten den Preßbacken geraten und
diese dann blockieren0 In einer weiteren bekannte Schmiedemaschine (deutsches Gebrauchsmuster
1 953 867) ist ein ähnliches Werkzeug vorge= sehen, das Spalten zwischen den einzelnen
Preßbacken vorsieht, um dadurch ein Fressen und Blockieren der Preßbacken unterein=
Werkzeug
für Schmiedemaschine ander zu verhindern. Mit diesem Werkzeug können jedoch beispiels.
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weise keine Werkstücke mit gratfreien Quadrat- oder Rechteck= querschnitten
geschmiedet werden, da der zu verschmiedende Werk stoff infolge der Zwangsverformung
auch in die Spalten zwischen den Preßbacken kriecht. Außerdem sind die an den Spalten
lie= genden Kanten der Preßbacken einer hohen Wärmebelastung ausge= setzt und werden
infolge Verschleiß schnell abgerundet, so daß dadurch die Spalteingänge noch vergrößert
werden.
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In einer weiteren bekannten Schmiedemaschine (deutsche Patentschrift
1 o94 075) ist ein Werkzeug zum Schmieden von Werkstücken mit Quadrat- und Rechteckquerschnitten
vorgesehen, bei dem auf den Stirnflächen der einzelnen Preßbacken mehrere Preßflächen
vorspringen, die gegenüber den Preßflächen jeweils benachbarter Preßbacken auf Lücke
versetzt sind, so daß die einzelnen Preßbacken kammartig verzahnt ineinandergreifen.
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Mit diesem Werkzeug können zwar Werkstücke mit Quadrat und Rechteckquerschnitt
gratfrei geschmiedet werden, nachteilig ist jedoch, daß hierbei nur die Preßflächen
von jeweils zwei gegen überliegenden- Preßbacken gemeinsame Arbeitsebenen aufweisen.
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Die Arbeitsebenen der Preßflächen des benachbarten um 90 Grad verdreht
dazu angeordneten Preßbackenpaares sind in der Schmie= destücklängsachse gesehen
um jeweils eine Preßflächenbreite versetzt, so daß das Schmiedestack zwischen je
zwei einander gegenüberliegenden Preßflächen nur auf einem 'reiz seines Quer schnibtumfanges
gepreßt wird und folgedessen nicht nur gelängt,
werkzeug für Schmiedemaschine
sondern auch unerwünscht gebreitet wird. Dieses kann bekannt lich bei verformungsempfindlichen
Werkstoffen zu einem Auf= reizen des Werkstückes im Kern führend Weiterhin nachteilig
bei diesem verzahliten Werkzeug ist, daß durch die aus Festigkeitsgründen begrenzte
ähe der auf den einzelnen Preßbacken vorspringenden Preßflächen oft mehrere Werkzeugsätze
erforderlich sind, um ein Werkstück von gegebenem Maximalquerschnitt auf einen gewünschten
minimalquerschnitt herunter schmieden zu können Durch die erwähnte begrenzte Höhe
der vorspringenden Preßflächen ist es außerdem nur in einem sehr begrenzten Maße
möglich, Werkstücke mit Quadrat-und Rechteckquerschnitt mit ein und demselben Werkzeugsatz
zu schmieden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beheben
und ein werkzeug zu schaffen, mit dem ein Werkstück von gegebenem Maximalquerschnitt
zumindest zu einer -gratfreien Quadrat- oder Rechteckquerschnitt aufweisenden stange
mit einem gewünschten Minimalquerschnitt geschmiedet werden kann, ohne daß ein zwischenzeitlicher
Werkzeugwechsel erforderlich wird.
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In weiterer Ausgestaltung dieser Aufgabe soll ein Werkzeug geschaffen
werden, das außerdem ein unerwünschtes Breiten des Werkstückes innerhalb des Werkzeuges
verhindert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der Preßbacken
mehrere auf ihres Stirnfläche vorspringende, quer zur Werkstücklängsachse verlaufende
Preßflächen aufweist,
Werkzeug für Schmiedemaschine die in entsprechende
Ausnehmungen in einer Seitenfläche einer jeweils benachbarten Preßbacke eingreifen.
Dabei können in fertigungstechnisch einfacher Weise die Preßflächen benach=-barter
Preßbacken, wie an sich bekannt, auf Lücke zueinander versetzt sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die auf den Preßbacken
vorspringenden Preßflächen nicht , wie zuvor erwähnt, auf Lücke zueinander versetzt,
sondern so angeordnet, daß sie das zu schmiedende Werkstück an mindestens zwei,
in Werkstücklängsachse gesehen ,hiS2reinander liegenden Quer schnittstellen fast
vollkommen umfassen, wobei die zwischen den einzelnen Preßbacken im Bereich der
Preßflächen zwangsläufig verbleibenden Spalten durch seitlich versetzt vorgesehene
trberlappungsflächen geschlossen werden. Dadurch wird etwaig an den Spalten auftretender
Grat im anschließenden Überlappungs= bereich wieder abgeschmiedet.
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In der Zeichnung sind zwei wesentliche Ausführungsbeispiele der Erfindung
schematisch dargestellt sowie mögliche Varianten angedeutet: Fig. 1 zeigt, in Richtung
der Werkstücklängsachse gesehen, die Anordnung und Ausbildung der Werkzeug-Preßbacken
beim Schmieden eines Werkstückes mit quadratischem Querschnitt.
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Big. 2 und 3 zeigen die Preßbacken im Schnitt nach den Linien I-I
und II-II der Fig. 1
Werkzeug für Schmiedemaschine Fig. 4 zeigt,
in Richtung der Werkstücklängsachse gesehen, die Anordnung und Ausbildung der Werkzeug-Preßbacken
in einem zweiten Ausführungsbeispiel beim Schmieden eines Werkstückes mit quadratischem
Querschnitt.
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Fig. 5 und 6 zeigen die Preßbacken im Schnitt nach den Linien III-III
und IV-IV der Fig. 4 Fig.7 und8 zeigen, in Richtung der Werkstücklängsachse gesehen,
die Anordnung der Werkzeug-Preßbacken des ersten und zweiten Ausführungsbeispieles
beim Schmieden eines Werkstückes mit rechteckigem Querschnitt Fig. 9undlo zeigen,
in Richtung der Werkstücklängsachse gesehen, die Anordnung und Ausbildung von Werkzeug-Preßbacken
ähnlich dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beim Schmieden eines Werkstückes
mit gegebenem runden bezw. achtkantigem Fertigquerschnitt0 Das Werkzeug nach Fig.1
bis 3 besteht aus den vier Preß= backen 1 bis 4, die symmetrisch um den Querschnitt
des zu schmiedenden Werkstückes 5 angeordnet sind. Zwecks Reduzierung des Werkstückquerschnittes
werden die Preßbacken 1 bis 4 durch eine hier nicht dargestellte Schmiedemaschine
in einer zueinan= der synchronen Hin- und Herbewegung angetrieben. Die Preß- und
Zustellbewegung der Preßbacken 1 bis 4 erfolgt dabei vorzugs= weise in Richtung
der Pfeile 6, während die Vorschubbewegung des Werkstückes 5 vorzugsweise in Richtung
des Pfeiles 7 erfolgt.
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Die Preßbacken 1,3 und 2,4 sind nach diesem ersten Ausführungs-
Werkzeug
für Schmiedemaschine beispiel mit je zwei, quer zur Längsachse des Werkstückes 5
verlaufende, vorspringende Preßflächen 8,9 und 1o,1l versehen, die in entsprechende
Ausnehmungen 12,13 und 14,15 in einer der Seitenflächen der jeweils benachbarten
Preßbacken 1 bis 4 einz greifen. Die Preßflächen 8,9 der Preßbacken 1,3 sind ,wie
Fig0 2 und 3 erkennen lassen, gegenüber den Preßflächen 1o,11-der Preßbacken 2,4
auf Lücke versetzt, so daß die Lange dl der Preßflächen 8 bis 11 größer ausgeführt
werden-kenn als die Kantenlänge e des Werkstückquerschnittes. Das Uberlappungsmaß
b und die Spaltgrößen a, c an den Preßbacken 1 bis 4 sind nicht von der Kantenlänge
e des Werkstückquerschnittes abhängig und können im Verhältnis zur Kantenlänge e
eines maximalen Werkstückquerschnittes vorzugsweise klein gehalten werden. Wie aus
Fig 7 zu erkennen ist, kann das Werkzeug nach Fig. 1 bis 3 mit unveränderten Abmessungen
auch zum Schmieden von Werkstücken mit Rechteckquerschnitt verwendet werden, wenn
die Schmiedemaschine eine gegenläufige Zustell= bewegung der Preßbacken-1,4:und>2,3
in Richtung der Pfeile 16 und 17 zuläßt. Aus Fig. 2 und 3 ist weiterhin ersichtlich,
daß die Preßflächen 8,9 und 1o,11 an der Seite der Werkstück zuführung Einlaufschrägen
8a,9a und 1Oa,11a aufweisen.
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Die Länge 1 der Einlauf schrägen 8a und 10a kann dabei größer gewählt
werden als die Länge 2 der Einlauf schrägen 9a und 11aum dadurch eine zweckentsprechende
Verteilung der Verformung über die Schmiedestücklängsachse im Werkzeugbereich zu
erzielen.
Werkzeug für Schmiedemaschine Die Längen g1 und g2 des
verbleibenden geraden Teiles der Preßflächen 9a bis 11a werden vorzugsweise gleich
groß und zwar etwas größer als der Vorschubschritt bei der WerkstückS zuführung
ausgeführt, um ablauiseitig eine glatte Oberfläche des fertiggeschmiedeten Werkstücks
5 zu erzielen. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, die Länge g1 kleiner als die
Länge g2 auszuführen, so daß beispielsweise die Summe der Längen f1 und gi gleich
der Summe der Längen f2 und g2 wird.
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Wird bei der Werkstückzuführung gleichzeitig eine Drehbewegung ausgeführt,
so können mit dem Werkzeug nach Fig. 1 bis 3 offen= sichtlich auch Werkstücke mit
rundem Fertigquerschnitt geschmiert det werden.
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Das Werkzeug nach Fig. 4 bis 6 besteht, ähnlich wie das werkzeug
nach Fig0 1 bis 3, aus vier symmetrisch um den Quert schnitt des zu schmiedenden
Werkstückes 5 angeordneten Preß= backen 18 bis 21, deren Preß- und Zustellbewegung
vorzugsweise in Richtung der Pfeile 6 erfolgt, während das Werkstück 5 beim Schmieden
vorzugsweise in Richtung des Pfeiles 7 vorgeschoben wird. Die Preßbacken 18 bis
21 sind nach diesem zweiten je Ausführungsbeispiel ebenfalls mit zwei, quer zur
Längsachse des werkstückes 5 verlaufende, vorspringende Preßflächen 22,23 versehen,
die in entsprechende Ausnehmungen 24,25 in einer der Seitenflächen der jeweils benachbarten
Preßbacken 18 bis 21 eingreifen. Wie Fig0 4 bis 6 erkennen lassen, umschließen die
Preßflächen 22,23, die im wesentlichen die Länge d2 aufs
Werkzeug
für Schmiedemaschine weisen, das zu schmiedende Werkstück 5 an zwei in Richtung
der Werkstücklängsachse hintereinander liegenden Querschnittestellen fast vollkommen
Lediglich die vier Spalten mit der Breite c an besagten Querschnittsstellen , an
denen die Hauptverformung des Werkstückes 5 stattfindet, bleiben frei. Diese Spalten
c werden jedoch sofort neben besagten Querschnittsstellen durch die seitlich an
den Preßflächen 22,23 anschließenden Uberlap= pungen 22b , 23b überbrückt, so daß
beim Sclwlieden etwaiger im Bereich der Spalten c am Werkstück 5 auftretender Grat
anschlie= ßend im Bereich der Überlappungen 22b,23b wieder abgeschmiedet wird. Das
uberlappungsmaß b und die Spaltgrößen a, c an den Preßbacken 18 bis 21 können, wie
beim ersten usführungsbeispiel, im Verhältnis zur Kantenlänge e eines maximalen
Werkstückquer= schnittes vorzugsweise klein gehalten werden. In den Vertie= fungen
der Preßbacke 20 sich ansammelnder Zunder kann durch ### Bohrungen 26 abgeführt
werden.
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Fig. 5 und 6 zeigen, daß die Preßflächen 22 und 23 an der Werk= stückzuführungsseite
Einlaufschrägen 22a und 23a aufweisen, die die gleiche Bedeutung haben# wie die
Einlaufschrägen beim ersten Ausführungsbeispiel. wie aus X1g 8 zu erkennen ist,
kann das Werkzeug nach Fig0 4 bis 6 ebenfalls unverändert für das Schmieden von
Werkstücken mit Rechteckquerschnitt verwendet werden. Der mit diesem Werkzeug erzielbare
Minimalquerschnitt des Werkstückes 5 hat zwangsläufig die Kantenlänge h. Das Überlappungsmaß
h an den Preßbacken 18 bis 21 kann konstruktiv
Werkzeug für Schmiedenmaschine
in ähnlichem Maße klein gehalten werden wie das Uberlappuigs= maß b Fig0 9 zeigt,
in einer variante zum ersten Ausführungs= beispiel nach Fig. 1 bis 3, ein Einzweckwerkzeug
mit vier Preßbacken 27 bis 30 zum Schmieden eines Werkstückes 5 mit beispielsweise
rundem Eniquerschnitt. Jede der Preßbacken 27 bis 30 ist zu diesem Zweck mit einem
entsprechend geformten Vorsprung 31 versehen. werden die Radien dieser Vorsprünge
31 beispielsweise kleiner ausgeführt, so kann ein Werkstück mit mehr quadratischem
Querschnitt mit entsprechend abgerundeten Kanten geschmiedet werden.
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Fig. 10 zeigt als Variante zum zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig.
4 bis 6, daß auch hier mit entsprechend umgebildeten Preßbacken 32 bis 35, wovon
jede einen Vorsprung 36 aufweist, ein Einzweckwerkzeug geschaffen werden kann, das
zum Schmieden eines fZerkstückes 5 mit beispielsweise achtkantigem Endquer= schnitt
verwendbar ist.
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Die mit dem Werkzeug nach Fig0 1, 2, 3 und 7 erzielbaren Vorteile
liegen insbesondere darin, daß sowohl Werkstücke 5 mit rundem als auch mit vollkommen
gratfreien quadratischen und rechteckigen Fertigquerschnitten verschiedenster Abmessun=
gen hergestellt werden können, ohne daß beim Schmieden ein zwischenzeitlicher Werkzeugwechsel
erforderlich wird0 Jeder während des Schmiedens erforderliche Werkzeugwechsel be
deutet bekanntlich, daß das Werkstück zwischenzeitlich nachge=
Werkzeug
für Schmiedemaschine warmt werden muß. Zusätzliches Nachwärmen erhöht aber die Herstellkosten
und führt vor allem bei höher legierten Stählen zu einer unerwünschten Grobkornbildung
des Werkstoffgefüges, die durch nachfolgendes Weiterschmieden meist nur teilweise
wieder beseitigt werden kann.
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Das Werkzeug nach Fig. 4, 5, 6 und 8 enthält zusätzlich zu den Vorteilen
des vorerwahnten Uierkzeuges noch den Vorteil, daß ein unerwünschtes zwischenzeitliches
Breiten des werkstückes 5 innerhalb des Werkzeuges nicht vorkommen kann, so daß
auch sehr verformungsempfindliche Werkstoffe, die beim üblichen zwei= seitigen Schmieden
zum Aufreißen im Kern neigen, ohne jede Schwierigkeit verformt werden können.
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Die Vorteil der Einzweckwerkzeuge nach Fig0 9 und 10 sind darin zu
sehen, daß mittels entsprechend ausgebildeter, kammartig ineinandergreifender Preßbacken
auch gratfreie,stan= genförmige Werkstücke mit bestimmten Spezialquerschnitten ge=
schmiedet werden können0 Weiterhin ist in Fortführung dieses Gedankens auch ein
Werkzeug ähnlich Fig. 10 mit beispielsweise nur drei Preßbacken zum Schmieden von
Dreikant- oder Sechskant= querschnitt aufweisenden Werkstücken vorstellbar.
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1o Blatt Beschreibung