DE6946684U - Werkzeug fuer schmiedemaschine. - Google Patents

Description

Werkzeug für Schmiedemaschine

Sie Erfindung bezieht eich auf Werkzeuge für Schmied· maschinen, die zum Schmieden von stangenförmigen, metallischen. Werkstücken mit vorzugsweise quadratischen, rechteckigen und runden Querschnitten eingesetzc werden.

Werkzeuge in derartigen Schmiedemaschinen werden in der Regel aus vier jeweils um 90 Grau zueinander versetzte, den Werkstückquerschnitt umfassende Preßbacken gebildet, die "beim Schmieden zwecks gleichmäßiger "Verdichtung des Werkstückes gleichzeitig auf deissen Umfang drücken_e In einer bekannten Schmiedemaschine .(deutsche Patentschrift 449 558) ist boreits ein aus mehreren Preßbacken bestehendes Werkzeug vorgesehen, das den Werkstückquerschnitt beim Schaie« de_i umschließt und dessen Preßbacken gleichzeitig auf den Werkstückumfang einwirken« Bei diesem Werkzeug kann jedoch der anfallende Zunder zwischen die aneinander gleitenden Preßbacken geraten und diese dann bloc'i :en.

In einer weiteren bekannten Schmiedemaschine (deutsches Gebrauchsmuster 1 955 867) ist .in ähnliches Werkzeug vorgesehen, das Spalten zwischen den einzelnen Preßbacken vorsieht, um da« durch ein Fressen und Blockieren der Preßbacken untereir-nder

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zu verhindern. Mit diesem Werkzeug können jedoch nur sehr schwer, wenn überhaupt, Werkstücke mit gratfreien Quadrat- oder Rechteckquerschnitten geschmiedet werden, da der zu verschmie= dende Werkstoff infolge der Zwangsverformung auch in die Spalten zwischen den Preßbacken kriecht· Außerdem sind die an den Spal= ten liegenden Kanten der Preßbacken einer hohen Wärmebelastung ausgesetzt und werden infolge Verschleiß schnell abgerundet, so daß dadurch die Spalteingänge noch vergrößert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beheben und ein Werkzeug zu schaffen, mit dem Werkstücke mit beispielsweise quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ge= schmiedet werden können, ohne daß Werkstoff in die Spalten zwi= sehen den Preßbacken kriechen und dadurch unerwünschter Grat an besagten Werkstücken entstehen kann.

lesweiteren soll ein Werkzeug geschaffen werden, mit dem beispielsweise Stranggußknüppel in nur einem Schmiededurchgang in erheblichem Maße verformt werden können, so daß die vorverdichteten Knüppel anschließend in einem Walzwerk weiterverarbeitet werden können, ohne daß die sonst übliche Ausschußquote anfällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die unvermeidbaren Spalten zwischen den Preßbacken auch in dem Be= reich der am Werkzeug vorgesehenen Einlaufschrägen möglichst klein gehalten werden und beim Schmieden eines Werkstückes mit quadra= tischem oder rechteckigem Querschnitt außerdem ein an sich be= kanntes Arbeitsverfahren angewandt wird, wenn der Verformungsgrad zwischen Eingangs- und Fertigquerschnitt eine durch Erfahrung

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Werkzeug für Schmiedemaschine

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bestimmbare, hauptsächlich werkstoff abhängige Größe überschreitet.

Das Arbeitsverfahren besteht darin, daß ein Werkstück mit beispielsweise quadratischem Eingangsquerschnitt nicht in direk= tem Wege, in einem oder mehreren Schmiededurchgängen, zu der ge» wünschten Stange mit kleinerem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt umgeformt wird, sondern immer erst eine Zwischenform mit achtkantigem oder polygonem bis rundem Querschnitt geschmie= det wird und erst im letzten Schmiededurchgang die gewünschte Bndquerschnittsform erzielt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der zur Werk= Stücklängsachse parallele Preßflächenteil der Preßbacken so lang ausgebildet, daß dadurch während des Schmieaedurchganges ein Riditi« effekt ausgeübt wixd, der das fertiggeschmiedete Werkstückende weitgehendst gerade gerichtet und unveruralIt aus dem Werkzeug austreten läßt.

Schließlich wird durch Hintereinanderschalten von zwei Werk= zeugen in einer Schmiedemaschine, unter Anwendung der vorbesagten erfinderischen Lösungen, das Schmieden von ötranggußknüppeln mit quadratische» Eingangs- und Fertigquerschnitten ermöglicht.

In den beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Bs zeigen:

FiK. 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel die Anordnung und

Ausbildung der Preßbacken eines Einfach-Werkzeuges bv Im Schmieden eines Werkstückes mit quadratischem Fertigque»«

schnitt-, in einem Schnitt nach der Linie I-I der Fig.2,

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Werkzeug für Schmiedemaschine Blatt 4

Fig. 2 drei der insgesamt vier Preßbacken des Einfach-Werk=

zeuges; in Richtung des Pfeiles X der Fig.1 gesehen. Fig. 5 in der Reihenfolge von links nach rechts, einen qua= dratischen Anstichquerschnitt a, einen achtkantigen Zwischenquerschnitt "b und einen quadratischen Fertig=

querschnitt c eines Schmiedestückes. Fig. 4 in einem zweiten Ausführungsbeispiel die Anordnung der

vier Preßbacken der ersten Stufe eines Doppe1-Werkzeu« ges beil Schmieden eines achtkantigen Zwischenquer= schnittes aus einem quadratischen Anstichquerschnitt;

in einem Schnitt nach der Linicj II-II der Fig. 6 . Fig, 5 öie Anordnung der vier Preßbacken der zweiten Stuf·

eines Doppel-Werkzeuges beim Schmieden eines quadra= tischen Fertigquerschnittes aus einem achtkantigen Zwischenquerschnitt; in einem Schnitt nach der Linie

III-III der Fig.6 .
Fig, 6 die schematische Ausbildung des Doppel-Werkzeugeβ nach

Fig.4 und Fig.5 ; i& einem Schnitt nach den Linien

IV-IV und V-V besagter Figuren.

Das Werkzeug nach Fig, 1 und 2 besteht aus den vier Preßbacken 1 bis 4, die symmetrisch um die Längsachse des zu schmiedenden Werkstückes 5 angeordnet sind· Die Preßbacken 1 bis 4 werden von einer hier nicht dargestellten Schmiedemaschine in einer synchronen Hin- und Herbewegung angetrieben» Die Preß- und Zustellbewegung besagter Preßbacken erfolgt dabei Vorzugs« weise in Richtung der Pfeile 6. Das Werkstück 5 mit der Eingangs«

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dicke di und beispielsweise rundem Eingangsquerschnitt wird bela Schmieden in Richtung des Pfeiles 7 vorgeschoben und dabei In einem Schmiededurchgang zu einer beispielsweise die Dicke d2 aufweisende Stange mit quadratischem Querschnitt umgeformt. Sie Preßbacken 1 bis 4- weisen auf der Eingangs- und Abgänge* seite unter dem Winkel ^V zur Schmiedelängsachse geneigte Einlauf schrägen 8 und 9 auf· Das Werkstück 5 kann also bei eirrem erwünschten zweiten Schmiededurchgang auch in Bichtung entgegen dem Pfeil 7 geschoben werden und dabei, nach entsprechender

Ίο Zustellung der Preßbacken 1 bis 4, weiterverformt werden.

Der Einlaufwinkel <^ wird vorzugsweise mit etwa 1o bis 15 Grad ausgeführt, entsprechend dem Reibungswinkel zwischen Werkstück und Werkzeug» so daß Kräfte i.i Richtung der Schmiedelängsachse vermieden werden. Zwischen den Einlauf schrägen 8 und 9 verblei« ben gerade, parallel zur Schmiede längsachse verlaufende Preß«, flächenteile Io, die die Länge b haben· Die Länge b der Preßflächenteile 1O|muß größer sein als der jeweilige Vorschub dee Werkstückes 5» damit eine glatte Werkstücksoberfläche ersielt wird. Die Länge b wird aus später erläuterten Grünuen jedoch in bevorzugtem Maße wesentlich größer ausgeführt· Der Vorschub beim Schmieden hat die Größe e. Bei jedem Hub der Preßbacken 1 bis 4- wird das Werkstück 5 um diese Größe e voxge* schoben. Dabei ergibt sich am Umfang des Werkstückes 5 jeweils eine kommaförmige Dickenabnahme 11· Zur Klarstellung sei her· vorgehoben, daß die maximale Vorschubgröße eine Funktion des Preßbackenhubes h und des Einlaufwinkels ^ ist, während dl·

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Werkzeug für Schmiedemaschine Blatt 6

maximale Dickenaonahme d<i - d2 des Werkstückquerschnittes von der Länge a der Einlaufschrägen 8 bzw 9 und der Größe des Bin= laufwinkeIs «^ abhängt. Um zu vermeiden, daß beim Schmieden Werkstoff des Werkstückes 5 i * die Spalten c zwischen den Preß= backen 1 bis 4 kriechen lann and dadurch am fertigen Werkstücks= teil d2 unerwünschter Grat entsteht, werden die Spalten c mög= liehst eng gehalten; jedoch nicht so eng, daß die Preßbacken bis M- aneinander reiben oder ,°'~örungen durch anfallenden Zunder auftreten können. Um dementsprechend die Spaltbreit η c auf der ganzen Preßbackenlänge 1 gleich halten zu können, v/erden an je einer Seitenfläche der einzelnen Preßbacken 1 bis 4 kelförmige Ansätze 12 vorgesehen, die in ihrer Neigung dem lauf winkel c*s angepaßt sincx
Da der Werkstoff beim Schmieden eines Werkstückes 5 mit beispiel·^

^5 weise quadratischem Eingangs- und Fertigquersch titt im Bereich der Einlauf schrägen 8 bzw. 9 der Preßbacken 1 "bis M- infolge fast vollkommener Ausfüllung des dort gebildeten Einlauftrichtern nur in Richtung der Werkstückslängsachse fließen kann i,i±d ei.i Fließen quer dazu durch die umgebenden Preßbacken verhinuart wird, treten besonders starke Zwangskräfte auf, di^ besagten Werkstoff in die Spalten c drücken wollen_o Da weiterhin infolge hoher Wärmeb.elastung uer Verscnleiß der Preßbackenkanten 13 uegünstigt wird und nach und nach durch Verschleiß eine Abrundung der Kanten 13 erfolgt, ist ein grat» freies Schmieden nur durch enge Bemessung der Spalten c auf die

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Dauer nicht zu erzielen. Hierzu ist es erforderlich, daß außerdem die im Bereich der Verforamone, das heißt hauptsächlich im Bereich der Einlaufschrägen 8 bzw. 9, auf die Spalten c respek= tive Preßbackenkanten 13 wirkenden verschleißfordernden Zwangs= kräfte beseitigt oder zumindestens möglichst klein gehalten werden.

dieses kann man erreichen, indem man auf direktes Herunterschmie« den eine·. Werks-ückes 5 mit quadratischem Eingangsquerschnitt auf einen kleineren quadratischen "ertigquerschnitt ^erziehtjt.

Ίο Wird beispielsweise ein runder "Eiingangsquer.ebnitt zu einem quadratischen iertig- uersc-^nitt umgeformt, co "^r3rden, wie aus 5¹IfJo 1 und 2 ersieh ^;"üci die I-reßkanten 13 im gereich der Ein■■■-■

aufR' .'.-agen 8 hz\j„ 9 ^" un belastet, da hier bei Verformungs= L τ' ι ..och kei'n Werkstoff de;; Werkstückes 5 anliegt»

Ί5 Z ecL iäß.i.gur\ ?ise viii folgedesscn zur iL^orstjll ng von Werkstük= ] η mit iadratisciien und air a rechtecl igen Fertigquerschnitten ein Arb^Tj| svei'fahren angewandt, ei dem das v'erkstü^k ^, das _; einen quad. -^:; tische .._; pol.yg■·" η η od' ^Ί ber its runden E .ng. .ngsqi-er= j ^hniCL d^ ha ·η kann, in einem oder mehreren £ hmiededurchgä^= |'

2c g'-n übe ^ runde oder poljgone ZwischenquersrJrraitte soweit reduziert f^T wird, his in ^inem letzter. Sciimief^!eaurcfj.gang der zuvor psschmia= Il dete Zwis ^heiiquex· ^hnitt in den geminsohten quadi^atisehen oder ΐ reciiCeckigea x· jrtigquei chnitt amgeforiüt wexleia kann. ^

Werkstücke mit rundem Querschnitt können mit den vorgeschilder= \ ten Einfach- Werkzeugen hergestellt werden, indem das Werkstück \

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Werkzeug für Schmiedemaschine Blatt 8

beim Vorschub auch um seine Längsachse gedreht wird.

Wie Fig. J a bis c zeigt, kann auch ein Arbeitsverfahren zweckmäßig sein, bei dem das Werkstück, das beispielsweise einen I quadratischen Eingangsquerschnitt dl hat, durch Abschmieden de^ vier Ecken zu einer achtkantigen Stange und nach anschließendem Drehen dieser Stange um 4-5 Grad um ihre Längsachse, zu einem Werkstück mit quadratischem oder auch^rechteckigem Fertigquer= schnitt 6-2 umgeformt wird, üiinige verformungsempfindliche Werk« stoffe veitragen dieses letzterwähnte Schmiedeverfahren aller= dings nicht.

Wie Fig. 1 zeigt, kann man die Hubbewegung der Preßbacken 1 . bis 4 in Richtung der Pfeile 6 in die Komponenten 14 und 15 zerlegen. Dabei stelle^ die Komponenten 14 die für die Ver= formung nutzbare Hubgröße h in Richtung auf die Querschnitts= mitte res Werkstückes 3 zu dar, während die um 9o Grad verdreht dazu wirkenden Komponenten 15 gleiche;: Grobe eine Bewegung ent = lan^ ei ^s '^uerpchnittuiTifanges des Wertstückes 5 ausführen und letzteres diirch fM.e dabei zwischen 'werkstück und PreJbac'ier auf= tretenden Reibkräfte zu verdrehen suchen. Ein Vera'.'allen des gescrmiödet" ~n Werkstückes zu eiuem korkenzieherähnlichen Gebilde wird erfindur^Bgemäß durch die hinter den Einlaufschrägen 8 bzw» 9 ?ls "lange Rieht strecken ausgebildeten Preßf lächenteile 1o ver= hindert. Die Län_oe b der Preßf lächenteil*. Io wird vorzugsweise m ndestens o,75 bis 1,5 mal der Dicke d2 des Werkstückes 5 aus= geführt, damit nicht nur der vorbeschriebenen Verdralltendenz

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entgegengewirkt, sondern daß auch ein gewisser !lichteffekt ₉i»r die Geradheit des Werkstückes 5 beeinflußt, erzielt wird·

In weiterer Ausgestaltung des Arbeitsverfahrene naeh Fig· 3 & bis c wird in Fig. 4- bis 6 schematisch ein Doppe 1-Werksmg gezeigt, mit dem das Reduzieren eines Werkstückes Bit quadratischem Eingangsquerschnitt von der Dicke dl über einen, achtkantigen Zwi ε chenquer schnitt auf einen quadratischen Endquer schnitt von der Dicke d2 in einem Schmiededurchgang möglich ist» Ein derartiges Doppel-Werkzeug kann beispielsweise vorteilhaft /^; I₀ zum Reduzierschmieden von Stranggußknüppeln eingesetzt werden.

Die vier Preßbacken 16 bis 19 der ersten Stufe sind als Zusatz« werkzeug anzusehen und sind mit den vier Preßbacken 2o bis 23

T der zweiten Stufe paarweise auf den Werkzeugaufnahmen 24· einer

Schmiedemaschine befestigt. Die Preßbacken 16 bis 23 werden in ähnlicher weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fife. 1 und 2 durch eine nicht dargestellte Schmiedemaschine in ~iner zueinander synchronen Preßbewegung in Richtung der ;" Pfeile 6 angetrieben. Die Vorschubbewegung der zu schmiedenden

Wegstücke erfolgt in Richtung des Pfeile'- 7· An den Preßbacken 16 bis 23 sind nur eirzeitige Einlaufε hrägen 25 und 26 vorgesehen, da es in diesem Fall als Einweg- und Einzweck-Werkzeug zur Reduzierung von Stfcanggußknv■ pein gedacht ist. Ander®. An= wendungsgebiete dieses Werkzeuges sind jedoch denkbar.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß auch mit relativ einfachen Werkzeugen, insbesondere wi» in Fig.1

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und 2 dargestellt, sowohl stangenförmige Werkstücke mit runden als auch mit gratfreien quadratischen und rechteckigen Fertig« querschnltten verschiedenster Abmessungen hergestellt werden können, ohne daß beim Schmieden ein zwischenzeitlicher Werkzeug= wechsel erforderlich wird. Durch die seitlichen, zwicjcelförmigen Ansätze im Bereich der Sinlaufschrägen der einzelnen Preßbacken wird das Bindringen von gratbildendem Werkstoff des Werkstückes in die zwischen den Preßbacken nach dieser Erfindung unvermeid= baren Spalten stark erschwert und in Vereinigung mit dem gleich=

-I₀ zeitig angewandten Arbeitsverfahren, bei dem ein vierkantiger Eingangsquerschnitt vor dem Schmieden eines gewünschten quadra= tischen oder rechteckigen Fertigquerschnittes erst durch Brechen der Kanten zu einem achtkantigen oder polygonen bis runden ZwI= sehenquerschnitt umgeformt wird, verhindert. Ein Verdrallen des Werkstückes um seine Längsachse durch Schmiedekräfte wird erfindungsgemäß durch entsprechend lan<je Richtflächen an den Preßbak= ken verhindert, die mic ihrem üichteffekt gleichzeitig die Geradheit des geschmiedeten Werkstückes vorteilhaft beeinflussen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in dem Doppel-Werkzeug nach Fig. 4· bi s 6 zu sehen, mit dem beispielsweise Strangguß= knüppel in einer Hitze und in einem Schmiedadurchgang in erheb= lichem Maße vorverformt werden können, so daß sie anschließend ohne Schwierigkeiten, z.B. durch Walzen, weiterverarbeitet wer= den können. Direktes Walzen von porösen Stranggußknüppeln be= inhaltet bekanntlich die Gefahr einer hohen Ausschußproduktion.

insgesamt 1o Blatt Beschreibung

Claims (2)

1. P.ansp rüche

   1 1. Werkzeug für Schmiedemaschine mit mindestens drei das
2. 2 Werkstück umgebende und den Werkstücksquerschnitt durch seit=

   3 liehen Druck reduzierende Preßbacken, von denen jede mit ihrer

   4- Stirnfläche an einer Seitenfläche einer benachbarten Preßbacke

   5 angrenz t, dadurch gekennzeichnet,

   6 daß die Spalten ^c, zwischen den aneinander angrenzenden Preß-V Lachen (1 b: 3 4-) auf deren Länge (1) möglichst gleichmäßig eng

   8 sind ^nd im Bereich der Einlaufschrägen (8 und/oder 9) an einer

   9 Seitenfläche jeder- Preßbacke (1 bis 4·) minderjens ein zwicke"¹.=

   10 förmiger, entsprechend dem Einlauf winkel (<κ) zur Schmiede längs=

   11 achse geneigter Ansatz (12) vorgesehen ist.,

   1 2, Werkzeug für Schmiedemaschine nach Anspruch 1,

   2 dadurch gekennzeichnet >

   3 daß die Preßbacken (1 bis 4) zur Schmiedelängsachse ρ r-al?ele

   4 Preßflächenteile κΛΟ) aufweisen, deren Länf-,3 (1) mindestens 6 75 b 15 l d

   Dicke (c2)

   o,75 bis 1,5 mal der Dicke (c„2) eis geschmiedeten Werkst?äckes

   6 (5) beträgt

   946684

   3ο Werkzeug für Schmiedemaschine nach Anoprv.ch 1 und 2,

   2 dadurch gekennzeichnet,

   3 daß dem Werkzeug (2o-23) ein Zusatzwerkzeug (16-19) vorgelagert

   4 ist und beide Werkzeuge als Doppel-Werkzeug gemeinsam von einer

   5 an sich bekannten Schmiedemaschine angetrieben werden, insgesamt 3 Patentansprüche