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Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Preßteilen aus schmiedbaren
Werkstoffen Bisher werden Schmiede- und Preßteile aus schmiedbaren Werkstoffen in
der Weise hergestellt, daß sogenanntes Halbzeug auf Schmiedehitze erwärmt und dann
in der geeigneten Vorrichtung geschmiedet oder gepreßt wird. Das Halbzeug ist ein
Material, das durch Gießen in eine Form mit anschließendem Verformungsprozeß durch
Walzen oder "Liehen zu Stangen oder Platinen hergestellt wird. Von diesen Stangen
oder Platten werden Stücke geeigneter Länge abgeschnitten und auf Schmiedehitze
erwärmt. Im Gesenk erfolgt dann unter dem Hammer oder unter der Presse das Ausformen.
Hierbei sind meist mehrere Schläge oder Pressungen erforderlich, bis das Werkstück
die endgültige Form angenommen hat. Bei größeren oder komplizierten Schmiede- oder
Preßteilen ist das Ausformen nur in mehreren Arbeitsgängen möglich, da der zwischen
Ober- und Untergesenk sich ausbreitende Grat rasch erkaltet und durch seine hohe
Festigkeit der weiteren Verformung des Kernteils einen beträchtlichen Widerstand
entgegensetzt. Die Ausformung im Gesenk muß daher unterbrochen werden, um den Grat
mit Hilfe einer besonderen Schnittvorrichtung unter einer Exzenterpresse zu entfernen.
Das halbfertige Werkstück wird dann von neuem erhitzt, um dann im gleichen oder
einem anderen Gesenk in endgültige Form gebracht zu werden. Dieses Preß- und Schmiedeverfahren
ist durch die Zwischenerhitzungen undAbgratungen teuer und unwirtschaftlich. Man
sucht deshalb Preßteile
kleinen Formats. durch Temperguß oder die
Stücke griißeren Formats durch Stahlguß zu ersetzen. Auch diese Verfahren sind teuer
und hinsichtlich Festigkeit und Bruchsicherheit nicht voll zuverlässig, weil die
Gefahr der Lunkerbildung und der Seigerungen immer gegeben ist.
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Durch die Erfindung sollen die Zwischenarbeitsstufen, die vom eingeschmolzenen
Schrott zum Halbzeug führen, sowie die wiederholten Zwischenglühungen, Pressungen
und Gratentfernungen eingespart werden, so daß man unmittelbar vom geschmolzenen
Schrott zum hochwertigen Fertigfabrikathoher Festigkeit gelangt. Erreicht wird dies
nach der Erfindung dadurch, daß der Werkstoff entweder unmittelbar im Schmelzzustand
oder nach teilweiser Erstarrung in einer Vorform in volumenmäßig genau bestimmter
Menge in die Preßform eingebracht und in im wesentlichen teigigem Ausgangszustand
durch einen einmaligen Preßvorgang fertiggeformt wird, wobei der entstehende Grat
entgegen der Preßrichtung napfförmig in der Weise des an sich bekannten Fließpreßverfahrens
hochgespritzt und in einem darauffolgenden Werkgang abgeschert wird.
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Für die Durchführung des Verfahrens ist die Preßvorrichtung so ausgebildet,
daß das Untergesenk ein Aufsatzstück besitzt, das das Breitfließen des eingebrachten
Schmelzguts verhindert und so bemessen ist, daß ztvischen dem Aufsatzstück und dem
das ()bergesettk bildenden Stempel ein Ringspalt vorhanden ist. Um den beim Pressen
durch den Ringspalt sich bildenden napfartigen Grat vom Stempel zu lösen, wenn dieser
zurückgeht, ist am Untergesenk ein Abstreifer vorgesefhen. In: einer weiteren Vorrichtung
wird dann der napfartige Grat in einer geeigneten Schnittvorrichtung in Verbindung
mit einer Exzenterpresse entfernt, wobei der Schnitttempel sich in einem federnden
Niederhalter bewegt, der die Lage des Kernstücks zur Schnittplatte genau festlegt.
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1)a das Auspressen in die endgültige Form des Werkstücks bereits bei
- erst teilweiser Erstarrung des Rohlings erfolgt, ist das Ausformen auch komplizierter
Stucke in einem Arbeitsgang möglich. Durch die Beanspruchung des sich beim Pressen
bildenden Grats über seine Fließgrenze kann keinerlei Stauung eintreten. Diese erhöhte
Beanspruchung des Grats wirkt vielmehr auf die Kernteile des herzustellenden «'erkstücks
zurück und zwingt den Werkstoff, die Form völlig auszufüllen, wobei durch den erhöhten
Verdichtungsdruck die Festigkeit des Erzeugnisses gesteigert wird. Die Festigkeit
des Werkstücks hängt daher von der Größe des Spalts zwischen Stempel und Aufsatzstück
des Untergesenks sowie von der Masse des Grats ah. Man hat es deshalb in der Hand,
den Festigkeitswert des Werkstücks durch Veränderung des Spalts und der Schmelzgutmenge
zu beeinflussen, die in den durch (las Aufsatzstück gebildeten Tiegel eingebracht
wird. Zur Schonung der Gelenkform wird rnan die Verformungsarbeit in engen Grenzen
halten. Dies wird dadurch erreicht, daß man das errechnete oder durch Versuche bestimmte
günstigste Eingießvolumen gleichmäßig einhält, indem man ähnlich wie beim Kokillengu$
für jede Forrnlingsart volumenmäßig bestimmte Schöpflöffel verwendet.
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Leicht schmelzbare Werkstoffe können unmittelbar in die Preßforrn
eingegossen werden, da sie rasch erstarren und den für das Ausformen geeigneten
teigigen Zustand annehmen. Auch ist hier die Gefahr des Verschweißens mit der Gesenkform
gering, da das Schmelzgut die Gesenkform nicht auf Schweißtemperatur erhitzt. Der
Gefahr der Verschweißung des Schmelzguts unter Druck mit den Gesenken umgeht man
bei hochschmelzenden Legierungen dadurch, daß man die Gesenke mit dem üblichen Kokillenanstrich
versieht und das Schmelzgut nicht unmittelbar in die Preßform einbringt, sonderst
zunächst, in eine Vorform eingießt, die der Form des aus Untergesenk und Aufsatzstück
gebildeten Teils der. Preßform entspricht und in der das Schmelzgut bis zum gewüttscltterr
teigigen Zustand erstarren kann. Der auf diese Weise erhaltene Formling wird dann
in die Preßforrn eingelegt, wenn er oberflächlich bereits erstarrt ist. Als Vorform
kann ähnlich wiebeim Kokillengttß eine Graugu$form dienen, öder es können vorhandene
unbrauchbar gewordene Gesenke verwendet werden, da die derVorform zu entnehmende
Gußmasse in ihrer Form nur in groben Umrissen der Preßform angepaßt sein muß. Durch
die gleichzeitige Verwendung mehrerer Vorformen hat man es in der Hand, sich dem
Arbeitsrhythmus der Presse anzupassen, da in den Vorformen der richtige Erstarrungszustand
des Werkstoffs abgewartet werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. t zeigt schematisch im Schnitt die Preßform; Fig. 2 zeigt den
Schnitt der Abgratvorrichtung; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Vorform.
In das Unter.gesenk a sowie in dem Stempel c ist die Form des herzustellenden Werkstücks
x eingearbeitet. Der Stempel c wird in bekannter Weise durch einen Exzenterantrieb
auf und ab bewegt. Das Untergesenk a ist mit denn Aufsatzstück b versehen, das das
Breitfließen des in die Form eingegossenen Werkstoffs verhindert. Die Bohrung des
Aufsatzstücks b ist so bemessen, daß zwischen Stempel c und dem Aufsatzstück b ein
Ringspalt s verbleibt. Beint Niedergang des Stempels c wird das teilweise in der
Form erstarrte Schmelzgut in die endgültige Form x gepreßt und das überschüssige
Material durch den Ringspalt s gequetscht. Der hierbei entstehende Grat nimmt eine
napfartige Gestalt an- und wird beim Hochgehen des Stempels c durch den am Untergesenk
a befestigten Abstreifer d zurückgehalten. Beim Verpressen von Werkstoffen,
die die Neigung haben, sich mit den Gesenken zu verschweißen, ist es zweckmäßig,
die Arbeitsflächen der Gesenke und des Stempels mit galvanischen Niederschlägen
aus schwer schmelzbaren Metallen wie beispielsweise Vanadium, Molylrdän od. dgl.
zu versehen und auf diese Niederschläge die üblichen Kokillenanstriche aufzubringen.
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Zur Entfernung des napfartigen Grats wird das ausgeformte Werkstück
in die Vorrichtung nach Fig. 2 gelegt. Diese besteht wie üblich aus der
Schnittplatte
f und dem Stempele einer Exzenterpresse. Von den üblichen Gratschnitten
unterscheidet sich der hier beschriebene dadurch, daß sich der Schnittstempel e
nach Art bekannter Schnittwerkzeuge in einem federnden :Niederhalter g be-%vegt,
der dieLage desWerkstücks zurSchnittplatte f genau festlegt. Beim Verpressen von
hochschmelzendetn Werkstoff wird <las Schmelzgut nicht unmittelbar in die Preßform
eingegossen, sondern in die in Fig. 3 dargestellte Vorform, in der das Schmelzgut
bis ztt seiner teilweisen Erstarrung verbleibt, um dann in die Preßforin eingelegt
zu werden. Die Vorforin bestellt aus einem Graugußkörper h, dessen Gußltatit einen
natürlichen Schutz gegen das Verschweißen bildet und zusätzlich mit einem Kokillenanstrich
versehen \verden kann. Die Gußmasse aus derhochschmelzendenLegierung ist mit i.bezeichnet.
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l:r@@:ihnt sei, daß für die Durchführung des bescliriel>enen Verfahrens
die benötigte Preßvorrichtung sich leicht aus den bisher verwendeten üblichen Preßgesenken
herstellen liißt, da nur das Aufsatzstück auf dein Untergesenk anzubringen ist und
der Preßstempel entsprechend nachzupassen ist. Vorhandene Fabrikationseinrichtungen
lassen sich daher leicht auf (las neue Verfahren umstellen.