DE711907C - Vorrichtung zum Pressen von einendig geschlossenen Hohlkoerpern - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Pressen von einendig geschlossenen Hohlkörpern Im Preßverfahren hergestellte Hohlkörper weisen im unteren Zylinderteil dicht oberhalb des Bodens schlechtere mechanische Eigenschaften auf als im übrigen Teil des Werkstücks. Eingehende Untersuchungen haben ergeben, daß an dieser Stelle der Faserverlauf in der Zylinderwandung zur Richtung der Mantellinien quer gerichtet ist, während er sonst im Fluß der beim Pressen hochsteigenden Zylinderwand verläuft.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß,der quer gerichtete Faserverlauf oberhalb des Werkstückbodens von im Preßverfahren hergestellten Hohlkörpern dadurch entsteht, daß bei .der Annäherung des Preßdorns zum Matrizenboden der Werkstoff an der Bodenfläche schneller fließt als in den der Dornstirnfläche zu gelegenen Schichten. Das längs des Matrizenbodens fließende Material wird am Übergang der Matrize zur Zylinderwandung durch den an der Dornstirnfläche abfließenden Werkstoff seitlich abgedrängt und die notwendige Umlenkung des Flusses in die Mantelrichtung dadurch unterbunden. Es bildet -sich eine in Schliffbildern solcher Hohlkörper deutlich erkennbare Querrichtung im Faserverlauf dicht oberhalb des Bodens aus. Das Kristallkorn dieser Zone ist von gröberer Struktur als das sonstige Gefüge im Zylinder und der Ringquerschnitt an der Stelle .des quer gerichteten Faserverlaufs von geringerer Festigkeit als der übrige Teil des Werkstücks. Bei einer Weiterverarbeitung des gelochten Hohlkörpers. durch Ziehen bleibt diese Querschichtung im wesentlichen bestehen. Außerdem birgt sie die Gefahr, daß der beim nachherigen Ziehen den Kopf bildende Boden des Lochkörpers durch den Dorndruck beim Durchgang durch die Ziehpresse an der Stelle der Querschichtung des Materials abgerissen wird.
• Zur Beseitigung des quer gerichteten Faser-; verlaufs beim Pressen von Werkstücken zur Umbildung in einendig geschlossene Hohlkörper, z. B. Druckaschen, Kartuschhülsen o. dgl., wird nach der Erfindung das Fließen des Materials am Matrizenboden erschwert und :dadurch ein schnelleres Fließen an der Stirnfläche des Preßdorns gewonnen. Durch die Hemmung des Werkstofffusses am Matrizenboden ergibt sich eine ungestörte Umlenkung der Fließrichtung aus der Bodenebene des Werkstücks in die Richtung des entstehenden Zylindermantels. Die Mittel zu einer solchen Begünstigung der Fließgeschwindigkeit in den der Dornfläche zu gelegenen Schichten gegenüber denjenigen am Matrizenboden können beliebiger Art sein. Z. B. könnte durch entsprechende Verjüngung des Preßstempels am Außenrand der Stirnfläche ein leichter Abfluß in die Zylindermantelrichtung erreicht werden oder unter Umständen durch eine Kühlung des Matrizenbodens die bildsame Verformung des zu lochenden Blocks an seiner Bodenfläche herabgesetzt sein. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, den Matrizenboden mit einer reibungsvergrößernden oder Fließstauung bildenden Formgebung auszurüsten, insbesondere ihn mit stufenförmigen Ausdrehungen zu versehen, die das Fließen des Werkstoffes an der Bödenfläche der Matrize erschweren und möglichst verhindern.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Pressen von Hohlkörpern nach der Erfindung veranschaulicht.
• Fig. i und i a zeigen im Querschnitt einen durch Pressen hergestellten Hohlkörper und die zugehörige Matrize der bekannten Art, Fig. 2 und 2a die entsprechenden Teile in dem Aufbau nach der Erfindung.
• Der Hohllrörperao ist in bekannter Weise in einer Preßmatrize bo durch Eindrücken eines Stempels oder Preßdorns in einen durch Erwärmung plastisch bildsam gemachten Block hergestellt. Bei der Umformung zum Hohlkörper tritt durch das am Boden b1 der Matrize b" gegen Ende des Preßhubs wegfließende Material ein zur Richtung des Zylindermantels u1 quer gerichteter Faserverlauf ein, wie ihn die Stelle a2 in Fig. i erkennen läßt. Das am Boden b1 der Matrize seitlich abfließende Material wird durch den am Rand der Dornstirnfläche in -den zylindrischen Wandteil a1 des Lochkörpers herübergedrückten Werkstoff an einer Umlenkung aus der radialen Fließrichtung in die Axialrichtung der Zylinderwand behindert. Es bildet sich so der quer gerichtete Faserverlauf a2 .dicht oberhalb des Werkstückbodens mit dem :INachteil eines Ringquerschnitts verminderter Festigkeit. Das Korngefüge ist in diesem Teil gröber als im übrigen Teil des Zylindermantels. Beim weiteren Strecken des Hohlkörpers in einer Ziehpresse wird wohl das Korn an dieser Stelle etwas verfeinert, jedoch die Faserrichtung keineswegs nennenswert berichtigt, so daß, abgesehen von der geringeren Festigkeit der fertig gezogenen Hohlkörper, an dieser Stelle durch die mangelnde Zugfestigkeit dieses Querschnitts beim Ausstrecken des Hohlkörpers im Ziehringbett unter dem Druck des Ziehdorns der Werkstückskopf entlang der Faserquerschichtunga., abreißen kann.
• Bei der Ausbildung der Matrize gemäß der Erfindung nach Fig. 2a ist das Auftreten eines solchen quer gerichteten Faserverlaufs im unteren Teil des Hohlkörpers a vermieden. Nähert sich der Preßdorn, der in Fig. 2 b strichpunktiert angedeutet ist, dem Matrizenboden b1', so ist das Wegfließen des Werkstoffs :durch die stufenförmigen Ausdrehungen b.' erschwert. An den senkrechten Ausdrehungsrändern staut sich das unter dem Preßdruck am Boden b,' seitlich ausweichende Material. Die darüberliegenden Schichten werden in der Fließbewegung dadurch ebenfalls etwas gehemmt, füllen die Randecken und bilden so eine gute Umlenkung für die zur Dornstirnfläche hin gelegenen schneller fließenden Schichten, wie es Fig.2b deutlich erkennen läßt.
• Es hat sich gezeigt, daß mit derartigen Mitteln zur Verringerung der Fließgeschwindigkeit des Werkstoffs am Matrizenboden bi ein vollkommen querrichtungsfreier Faserverlauf im zylindrischen Mantelteil a' erzielt wird. In einer derart ausgebildeten Matrize für den Ziehvorgang vorbearbeitete Hochdruckflaschen aus Leichtmetall zeigen eine bedeutend höhere Festigkeitsgrenze. Der Sprengdruck solcher Flaschen liegt zum Teil um 25% über den in der bisherigen Weise gepreßten Leichtmetallflaschen. Als weiterer Vorteil ergibt sich nach dem neuen Vorgehen eine vollständige Vermeidung von Innenbrüchen beim Pressen, wie sie bisweilen bei Hohlkörpern nach der früheren Herstellungsweise auftreten konnten, wo sich, wie in Fig. i b angedeutet, entlang dem quer gerichteten Faserverlauf ringförmige Keilstücke a3 an der Innenwandung ablösen konnten.
• Die volle Festigkeit am Bodenende des Zylinderteils ermöglicht weiter eine erhöhte Querschnittsabnahme beim späteren, nach Überdrehung der Bodenfläche zur Entfernung der stufenförmigen Absätze erfolgenden Ziehvorgang, ohne ein Abreißen der Böden unter dem Druck des Ziehdorns befürchten zu müssen. Die Verbesserung des Flusses in querrichtungsfreiem Verlauf zur Zylinderwandung des entstehenden Hohlkörpers ermöglicht auch die Verarbeitung empfindlicher Werkstoffe mit geringerer Schmiedbarkeit, insbesondere solcher Leichtmetallegierungen, die ihrer Sprödigkeit wegen bisher nur für Gußstücke verwendbar waren.
• Die erläuterte Preßvorrichtung ist für alle Hohlkörper, unabhängig von deren Zylinder-, Oval- oder Mehrkantform, verwendbar und unabhängig vom Baustoff, so daß sie sich für.alle warm oder kalt schmiedbaren Werkstoffe, wie Stahl, Messing, Aluminium o. dgl., anwenden läßt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Pressen von einendig geschlossenen Hohlkörpern aus einem in die Matrize eingelegten Block, dessen Werkstoff am Preßstempel hochsteigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenboden (bi) mit stufenförmigen Ausdrehungen (b2') versehen ist.