Verfahren und Einrichtung zur Verformung von Metallen. Es sind bereits verschiedene Einrichtun gen zur Verformung von Metallen in war men. Zustande, sogenannte Warmpressverfah- ren bekannt.
Die Erfahrung hat jedoch ge- zeigt"dass die Verdichtung des Materials bei Verpressen nach bisher üblichen Verfahren öfters nicht genügt, so dass häufig ein Vor- und Nachpressen vorgenommen werden muss, auch wenn sogenannte Vorpresslinge, sei es auch durch Sandguss, sei es durch Spritzguss, hergestellt werden.
Die bei diesem Verfahren auftretenden Übelstände .sind vorwiegend die folgenden: a.) Das Auftreten von Falten und Blasen als Folge -der beim Eingiessen des Vorpress- lings auftretenden Erscheinungen des Nach- au@ens (Fig. 1), b J die ungleichmässige Verteilung der so wohl im Nachsaugkanal, als auch an der Oberfläche des Gussstückes auftretenden G ussunreinheiten, die zu Einschlüssen und Falten im Pressstück führen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verformung von Me tallen und zu dessen Durchführung dienende Einrichtungen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungs beispiele .der Einrichtung des Erfindungs verfahrens dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 1 ,die bei bekannten Giessverfahren nachteilig auftretende Saugfalte, Fig. ,2i eine Warm- presseinrichtung mit einer obern und untern Matrizenstufe,
vorwiegend als Einzelpresse und Fig. 3 eine Warmpresseinrichtung für das gleichzeitige Pressen mehrere Pressstücke.
Das Wesen der Erfindung ist hierbei darin gelegen, dass als Rohling, der zur Her stellung des Presslings dient, ein zum min desten annähernd kugelkalottenförmige Ge stalt aufweisendes Stück verpresst wird. Be kanntlich besitzt unter allen Körpern die Kugel das grösste Volumen bei kleinster Oberfläche.
Wird daher die Kugelform für ,den Rohling gewählt, so muss bei Verformen desselben aus der Kugelform in einen, andern Körper, z. B. in einen Zylinder, als Ersatz für Stangenmaterial zwangsweise eine Ver grösserung der Oberfläche eintreten, weshalb eine Faltenbildung infolge Oberflächenver kleinerung unmöglich wird.
Daher erfordert auch, wie theoretisch erwiesen wurde, die Verformung einer Kugelkalotte weniger Verformungsarbeit, bezw. ist bei gleich grossem Kraftaufwand die grösste Verdich tung des Pressstückes gewährleistet., Der Kugelschnittkreis einer Kalotte seinerseits begrenzt bei kleinstem Umfang die grösste Fläche, welche es nun ermöglicht, dass .die Gussunreinheiten, welche stets nach oben streben,
sich jedenfalls in der obersten Schicht der Kalotte sammeln und- gleich mässig und verteilt an der Oberfläche schwimmen, was, wie die Erfahrung bezeigt hat, besser und .gleichmässiger als bei jeder andern Form. beim erfindungsgemässen Ver fahren der Fall ist. Auch der Nachsaugkanal verschwindet bei Anwendung, bezw. Wahl der Kalottenform nahezu zur Gänze und tritt höchstens in Gestalt einer kaum merk baren Mulde in Erscheinung.
Selbstredend umfasst die Erfindung auch solche Formen des Gussstückes, die wohl kei nen idealen Kugelkalottenkörper darstellen, sich aber -der gugelkalottenform nähern, z. B. Rotationskörper mit flacheren Kurven als die Kreislinie als Erzeugende und ähn liche flache Körper.
Es darf nicht unerwähnt bleiben, dass die glückliche Wahl der Kalottenform, das Ver fahren zu einem vorteilhaften macht, weil eben hiedurch die sehr unangenehme Falten bildung während -des Giessens des Rohlings gänzlich vermieden, zumindestens aber auf ein Minimum reduziert wird. Die beim Roh ling auftretende Faltenbildung infolge des Nachsaugens kann während des späteren Pressens auch dann zum Verschwinden, ge bracht werden,
wenn das warm verpresste Material in eine verengte Form (Zylinder) überführt wird. Der Rauminhalt der Kalotte muss wegen das Nachsaugens immer etwas grösser als der Rauminhalt des Presslings sein. Es kommt aber im hohen Masse darauf an, dass die Form der Kalotte in ein rich tiges Verhältnis zu dem erforderlichen Vo lumen gebracht wird.
Je mehr sich die Kalotte der Halbkugel nähert, desto grösser würde der Saugkanal werden und,desto grö sser die für viele Formstücke störende Saug falte. So zeigt auch dieser überraschende Effekt die Richtigkeit des Erfindungsgedan kens, der in der Wahl der Kalotte als der Grundform für die Gussform,des Warmpress- rohlings gelegen ist. Es muss .auch, wie oben erwähnt, sowohl die Höhe, als auch der obere Begrenzungskreis genau im richtigen V er- häItnis zum späteren Pressstückvolumen ste hen.
Die tatsächliche Grösse der für jeden Einzelfall zu wählenden Kalotte ergibt sich jeweils durch einfache Errechnung des Press- lingsvolumen unter Berücksichtigung der Gratbildung.
Das Ausgangsmaterial für Warmpress- verfah.ren bilden in oder Regel gezogene Mes singstangen, deren Herstellung an und für sieh kostspielig ist und die von :den, Kartel len im Preise in :der Regel sehr hoch gehal ten werden;
insbesondere in Ländern, in -welchen derartige Metallstangenziehwerke nicht bestehen, stellt sich der Bezug dersel ben teurer, weil auch noch Zoll und Fracht 'bezahlt werden:
müssen. Ein wesentlich ökonomischer und betriebstechnischer Vor teil des neuen Verfahrens besteht daher darin, dass seine Anwendung es erlaubt, den ganzen Prozess des Warmpressens vom Bruchbuss als Rohmaterial bis zum fertigen Warmpresss.tück in einem Zuge im eigenen. Werk unter eigener Kontrolle durchzu führen.
Die durch ,die Wahl der Kalotte als Guss form :geschaffene Voraussetzung für das Eintreten des grössten Deformationseffektes und .die richtige Ablagerung der Verunreini gungen wird durch die richtige Wahl der Matrizenform (Fi:g. 2), welche die grösste Dichte und die grösste Reinheit des Vorpress- lings selbst bedingt, unterstützt.
Der obere Teil o der Matrize, welche wie aus ,der Zeichnung (Fi,g. 2) ersichtlich, einen abgestuften Hohlraum besitzt, ist so aus.ge- bildet, dass der obere \feil @cdieserStufe einen im Verhältnis zum Gussstück sehr grossen zylindrischen Raum darstellt, während der untere Teil u so bemessen ist, dass er nach Fertigpressen vom Pressling ausgefüllt wird, d. h. es wird diesem untern Teil u, d. h.
der Pressform vermittels des verstellbaren Aus- stossars a, der gleichzeitig .den Boden des Teils u bildet, ein solcher Rauminhalt gege ben, dass er genau jenen Kubikinhalt hat, den das endgültige Warmpressstück haben soll. Der obere Matrizenteil o ist so @dimen- sioniert und der Presshub nur so gross ge wählt, dass ein Pressgra.t von genügender Grösse entsteht.
Es werden nicht immer sogleich die end gültigen W.armpressstücke geformt, sondern oftmals Zwischenprodukte hergestellt, die Vorpresslinge .genannt werden. Da vielfach Einrichtungen vorhanden sind, welche die Verarbeitung .der vorerwähnten gezogenen Mangen zum Gegenstand haben, so werden auch beim erfindungsgegenständlichen 'Ver fahren oftmals aus ku;gelkalottenförmigen Rohlingen Vorpresslinge zylindrischer Form hergestellt.
Wie erwähnt, bildet der Ausstossar a den Boden des Teils u nach unten zur Gänze, eventuell nur zum Teile und ermöglicht rasches Arbeiten, anderseits eben infolge seiner Z'erstellbarkeit in vertikaler Richtung die Verwendung "ein und derselben Press- form für die verschiedensten Pressstüek- längen.." Bei. Herstellung vieler kleiner Pressstücke wird zweckmässig wie folgt vorgegangen:
Der Unterteil u enthält als Pressform meh rere Hohlformen. Zur Verformung wird ein einzelner Rohling in .der erfindungsgemässen Kalottenform verwendet, welcher über die einzelnen Hohlformen hinwegreicht. Die Matrize ist hier offen, das heisst der Stem pel erhält keine Führung durch eine ent sprechende Ausgestaltung der Matrize.
Da -wie erwähnt, die Kalotte über die einzelnen Hohlformen hinwegreieht, so wird sich bei Herausgehen des Stempels ein Stück ausbil den, bei welchem .der Grat als eine Art Scheibe erscheint,
aus dem die einzelnext Pressstücke herausragen. Der Grat ist also den Pressstücken gemeinsam. Wird nun der Ausstossar a nach oben bewegt (selbstver- ständlieh nach Hub des Stempels), so stösst er gegen den Grat und hebt ,durch diesen die einzelnen Presslinge aus den Formen. Der Pressstempel hat vor allem deshalb keine Führung im Unterteil,
damit der Grat sich nach Bedarf seitlich verbreitern kann.
Der Rohling wird zunächst in den obern Teil o der stufenförmig ausgebildeten Ma trize (Fig. ,2) eingelegt. Entgegen der bis herigen Anschauung soll bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nicht etwa ein möglichst dünner und schmaler Pressgrat erzeugt werden, sondern ein Grat von genügender Stärke, um nicht nur die sämtlichen,
im obern Teil des Gusskalotten- stückes angesammelten Unreinheiten in sich aufnehmen zu können, sondern auch bei Er starren stark genug ist, um dem Press,druck Widerstand zu leisten, @d. h. das Ausweichen weiteren Materials nach der ,Seite zu verhin dern und :
das Herabgleiten der von Unrein heiten freien Materialteile, die noch warm und daher formbar sind, unter dem Press- druck, bis zum völligen Ausfüllen ,der Form zu verbürgen.
Durch diese Vorkehrungen wird unter Minimalaufwand von Deforma- tionsarbeit ein vollkommen dichter, reiner, falten- und riss.freier Pressling erhalten, der das sonst verarbeitete Stangenmaterial er- übrigt.
Der die Unreinheiten enthaltende Guss- grat wird in bekannter Weise abgegratet. Die Matrize nach Fig. 21 wird zur Durch führung des Verfahrens so bemessen, dass der Hohlraum im Unterteil u, d. h.
in der Pressform dem beabsichtigten Kubik inhalt .des abgegräteten Pressstückes an nähernd gleich ist, während der Oberteil o so gross ist, dass der gewünschte kräftige Grat in ihm nach Fertigpressen noch Platz findet.
Erfindungsgemäss wird dieser Ober teil zumindestens den doppelten Durchmes-, ser des untern zur Aufnahme des Presslings dienenden Teils u aufweisen..
Process and device for deforming metals. There are already various facilities for deforming metals in warm men. Conditions, so-called hot pressing processes are known.
However, experience has shown "that the compression of the material is often not sufficient when pressing according to the usual methods, so that pre- and post-pressing often has to be carried out, even if so-called pre-pressings, be it by sand casting or by injection molding , getting produced.
The inconveniences occurring with this method are mainly the following: a.) The appearance of wrinkles and bubbles as a result of the appearance of the exterior appearing when pouring the pre-pressed part (Fig. 1), bJ the uneven distribution the cast impurities that occur both in the suction channel and on the surface of the casting, which lead to inclusions and wrinkles in the pressed piece.
The present invention relates to a method for deforming metals and means for performing it.
On the drawing are execution examples .the device of the invention process shown. Here, FIG. 1 shows the suction folds disadvantageously occurring in known casting processes, FIG. 2i shows a hot-pressing device with an upper and lower die step,
predominantly as a single press and FIG. 3 a hot pressing device for the simultaneous pressing of several pressed pieces.
The essence of the invention lies in the fact that a piece having at least an approximately spherical cap shape is pressed as the blank which is used to manufacture the compact. It is well known that of all bodies, the sphere has the largest volume with the smallest surface.
Therefore, if the spherical shape is chosen for the blank, then when it is deformed from the spherical shape into another body, e.g. B. in a cylinder, as a replacement for rod material inevitably a Ver enlargement of the surface occur, which is why wrinkling due to surface reduction is impossible.
Therefore, as has been shown theoretically, the deformation of a spherical cap requires less deformation work, respectively. the greatest compression of the pressed piece is guaranteed with the same amount of force., The spherical section circle of a spherical cap in turn limits the largest area with the smallest circumference, which now enables the casting impurities, which always strive upwards,
at any rate collect in the top layer of the dome and swim evenly and distributed on the surface, which, as experience has shown, is better and more even than with any other form. is the case with the inventive method. The suction channel also disappears when used, respectively. Almost all of the dome shape is selected and appears at most in the form of a barely noticeable depression.
Of course, the invention also includes those shapes of the casting that are probably not an ideal spherical cap body, but approach the gugelkalottenform, z. B. solid of revolution with flatter curves than the circular line as generators and similar flat bodies.
It should not go unmentioned that the lucky choice of the dome shape makes the process an advantageous one, because it is precisely because of this that the very unpleasant formation of wrinkles during the casting of the blank is completely avoided, but at least reduced to a minimum. The wrinkles that occur in the raw ling as a result of the suction can be made to disappear during the later pressing, ge,
when the hot-pressed material is converted into a narrowed shape (cylinder). The volume of the dome must always be slightly larger than the volume of the pellet because of the suction. However, it is very important that the shape of the dome is brought into the correct ratio to the required volume.
The closer the dome approaches the hemisphere, the larger the suction channel would become and the larger the suction fold, which is a problem for many fittings. This surprising effect also shows the correctness of the inventive concept, which lies in the choice of the dome as the basic shape for the casting mold, the hot-pressed blank. Also, as mentioned above, both the height and the upper boundary circle must be exactly in the correct relationship to the subsequent volume of the pressed part.
The actual size of the spherical cap to be selected for each individual case results from a simple calculation of the compact volume, taking into account the formation of burrs.
The starting material for hot-pressing processes is usually drawn brass rods, the production of which is expensive in and of itself and which are generally kept very high by the cartels;
Particularly in countries in which such metal rod drawing works do not exist, the purchase of the same is more expensive because customs and freight are also paid:
have to. A significantly more economical and operational advantage of the new process is that its application allows the entire hot pressing process from the broken bus as the raw material to the finished hot pressed part to be carried out in one go. To carry out the work under your own control.
The prerequisite for the occurrence of the greatest deformation effect and the correct deposition of the impurities is created by the choice of the spherical cap as the casting mold: the correct choice of the die shape (Fig. 2), which has the greatest density and the greatest purity of the pre-press itself conditionally, supported.
The upper part of the die, which, as can be seen from the drawing (Fig. 2), has a stepped cavity, is designed in such a way that the upper part of this step has a very large cylindrical in relation to the casting Represents space, while the lower part u is dimensioned so that it is filled by the pressed part after the final pressing, d. H. it is this lower part u, d. H.
the mold by means of the adjustable ejector a, which at the same time forms the bottom of the part u, has such a volume that it has exactly the same cubic volume as the final hot-pressed piece. The upper die part o is dimensioned in such a way and the pressing stroke is only chosen so large that a pressing area of sufficient size is created.
The final warm pressed pieces are not always formed immediately, but rather intermediate products called pre-pressed pieces are often produced. Since there are often facilities available which deal with the processing of the above-mentioned drawn mangles, pre-pressings of a cylindrical shape are often produced from spherical-shaped blanks in the process of the invention.
As mentioned, the ejector a forms the bottom of the part u downwards in its entirety, possibly only in part, and enables rapid work, on the other hand, precisely because of its ability to be produced in the vertical direction, the use of "one and the same press mold for the most varied of pressings length .. "At. To manufacture many small pressed pieces, proceed as follows:
The lower part u contains several hollow forms as a compression mold. A single blank in the dome shape according to the invention, which extends over the individual hollow shapes, is used for the deformation. The die is open here, that is, the Stem pel is not guided by an appropriate design of the die.
Since, as mentioned, the dome moves over the individual hollow forms, a piece will form when the punch goes out, in which the ridge appears as a kind of disk,
from which the individual extrusion pieces protrude. The ridge is therefore common to the pressed pieces. If the ejector a is now moved upwards (of course after the punch has been lifted), it strikes the ridge and, through it, lifts the individual pellets out of the molds. The main reason why the ram has no guide in the lower part
so that the ridge can widen laterally as needed.
The blank is first placed in the upper part o of the stepped Ma trize (Fig., 2). Contrary to the previous view, when carrying out the method according to the invention, a press burr as thin and narrow as possible should not be produced, but a burr of sufficient strength to not only cover all of the
in the upper part of the cast cap piece to be able to absorb the accumulated impurities, but is also strong enough when it is rigid to resist the pressing, @d. H. prevent further material from escaping to the side and:
to guarantee the sliding down of the impurities-free material parts, which are still warm and therefore malleable, under the pressure until they are completely filled.
By means of these precautions, a completely dense, clean, wrinkle-free and crack-free compact is obtained with a minimum of deformation work, which eliminates the need for the otherwise processed bar material.
The casting burr containing the impurities is trimmed in a known manner. The die according to FIG. 21 is dimensioned to carry out the method so that the cavity in the lower part u, i.e. H.
in the mold the intended cubic content of the trimmed pressed piece is almost the same, while the upper part o is so large that the desired strong burr still finds space in it after the final pressing.
According to the invention, this upper part will have at least twice the diameter of the lower part u serving to hold the compact.