DD231748A5 - PUNCHING TOOL - Google Patents
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- B21D28/16—Shoulder or burr prevention, e.g. fine-blanking
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Stanzwerkzeug zum gleichzeitigen Feinausschneiden der Innen- und Aussenkonturen eines Werkstueckes aus einem Blech. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Schnittstempel 1 und die Schnittplatte 2 mit jeweils einer kegeligen Ringflaeche 4 zur Erzeugung eines hydrostatischen Druckes und eines radialen Fliessens in der Schnittebene der Aussenkontur 3 versehen sind und gegenueber dem Lochstempel 13 ein Fliesspressstempel 7 mit einem Fliesspresskegel angeordnet ist, der einen hydrostatischen Druck in der Schnittebene der Innenkontur 6 erzeugt und ein Lochabfall 21 gegen die Innenkontur 6 des Werkstueckes fliesspresst. FigurThe invention relates to a punching tool for simultaneously fine cutting the inner and outer contours of a workpiece from a sheet. The essence of the invention is that the cutting punch 1 and the cutting plate 2 are each provided with a conical Ringflaeche 4 for generating a hydrostatic pressure and a radial flow in the cutting plane of the outer contour 3 and arranged opposite the punch 13, a Fliesspressstempel 7 with a Fliesspresskegel is, which generates a hydrostatic pressure in the sectional plane of the inner contour 6 and a hole waste 21 flows against the inner contour 6 of the Werkstueckes. figure
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Stanzwerkzeug zum gleichzeitigen rißfreien und feinflächigen Ausschneiden der Innen- und Außenkonturen eines Werkstückes aus einem Blech.The invention relates to a punching tool for simultaneous crack-free and fine-surface cutting of the inner and outer contours of a workpiece from a metal sheet.
In der Feinmechanik, im Maschinenbau, der chemischen Industrie und bei der Herstellung von technischen Konsumgütern werden vielfach ringähnliche Konstruktionsteile eingesetzt, die durch Ausschneiden und Ausstanzen aus einem Blech mit einer Dicke von 2 bis 25 mm hergestellt werden. Zu diesem Zweck wendet man das sog. Feinausschneiden an, wobei eine speziell ausgebildete Presse mit drei voneinander unabhängig einstellbaren Kräften (Kegelring-Einpreßkraft, Schnittkraft, Gegenkraft) eingesetzt wird und das Ausschneiden entlang einer vorgegebenen Kontur erfolgt.In the precision mechanics, in the mechanical engineering, the chemical industry and in the manufacture of technical consumer goods ring-like construction parts are often used, which are produced by cutting and punching from a sheet with a thickness of 2 to 25 mm. For this purpose, one uses the so-called. Fine cutting, with a specially trained press with three independently adjustable forces (cone ring pressing force, cutting force, counterforce) is used and the cutting takes place along a predetermined contour.
Die feine Qualität der Schnittfläche entsteht dabei dadurch, daß die seitliche Bewegung des Materials des Werkstückes entlang der äußeren Kontur durch einen Kegelring der Schnittplatte verhindert wird, während dessen entlang der Innenkontur durch das Aneinanderpressen des Schnittstempels und des Gegenstückes eine relative Bewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug möglich ist.The fine quality of the cut surface results from the fact that the lateral movement of the material of the workpiece along the outer contour is prevented by a conical ring of the cutting plate, while along the inner contour by the juxtaposition of the cutting punch and the counterpart relative movement between the workpiece and the Tool is possible.
Dieses bekannte Vorgehen ist mit dem Nachteil behaftet, daß die Herstellung des speziellen Werkzeuges teuer ist und eine spezielle, ebenfalls teure Presse benötigt wird. Auf eine gegebene Schnittlänge bezogen steigen die Kosten des Werkzeuges und der Maschine sprunghaft mit der Vergrößerung der Dicke des auszuschneidenden Planbleches, besonders bei Stahlblechen über 5mm Dicke, an.This known approach has the disadvantage that the production of the special tool is expensive and a special, also expensive press is needed. With respect to a given cutting length, the cost of the tool and the machine increases sharply with the increase in the thickness of the plano sheet to be cut, especially with steel sheets over 5mm thick.
Die Anwendungsmöglichkeiten des bekannten Feinausschneidens sind auch in bezug auf die Zusammensetzung der Legierungen der Bleche begrenzt. Unlegierter Kohlenstoffstahl mit einem C-Gehalt oberhalb 0,7% kann auf Grund des Entstehens von Zementit nur mit außerordentlicher Sorgfalt oder gar nicht rißfrei geschnitten werden. Bei den legierten Kohlenstoffstählen wird die Schnittqualität neben der Entstehung von Zementit auch durch die Neigung zur Carbidbildung der Legierungselemente verschlechtert.The applications of the known Feinausschneidens are also limited in terms of the composition of the alloys of the sheets. Unalloyed carbon steel with a C content above 0.7% can only be cut with extreme care or not crack-free due to the formation of cementite. In the case of alloyed carbon steels, the quality of the cut, in addition to the formation of cementite, is also impaired by the tendency to carbide formation of the alloying elements.
Der gleiche Werkzeugaufbau wird auch an einfachen Stanzmaschinen eingesetzt, wobei jedoch die gleichen Nachteile auftreten wie vorher erwähnt.The same tool design is also used on simple punching machines, but the same disadvantages occur as previously mentioned.
Aus der Zeitschrift Bulletin Japanese Society of Mechanical Engineers (1970, Band 13, Heft 59, S.737 bis 753) ist ein Verfahren zur Herstellung von Feinschnittflächen bekannt, wobei zwei gegeneinander angeordnete Schnittplatten zum Präzisionsausschneiden verwendet werden. Die beiden Schnittplatten sind als aktive Schnittelemente anzusehen, die während des Ausschneidens eine plastische Deformation, eine Zerspanung und eine scheinbare Quasi-Zerspanung bewirken. Eine Schnittplatte ist mit einer herausragenden Schnittkante versehen. Dem Werkzeug sind noch ein Ausstoß- bzw. Schnittstempel zugeordnet, der gegenüber der Hauptschnittrichtung nach Abschluß der Schnittplattenoperation das Werkstück ausschneidet und In einem weiteren Arbeitsgang aus dem Grat auswirftFrom the Bulletin Journal Japanese Society of Mechanical Engineers (1970, Vol. 13, No. 59, pp. 737 to 753), there is known a method of producing fine cut surfaces using two mutually juxtaposed cutting plates for precision cutting. The two cutting plates are to be regarded as active cutting elements which cause plastic deformation, chipping and apparent quasi-chipping during cutting. A cutting plate is provided with an outstanding cutting edge. The tool is still associated with an ejection or cutting punch that cuts out the workpiece with respect to the main cutting direction after completion of the cutting plate operation and ejects in a further operation from the ridge
Bei diesem Verfahren wird das Prinzip des sog. „Rasierens" angewendet, das auf das Abschneiden einer Zugabe entlang der Werkstückkkonturunddem Fließpressen des Grates beruht. Das Werkstück wird mit Hilfe eines weiteren aktiven Elementes, das entgegen der bisherigen Hauptschnittrichtung arbeitet, aus dem Grat ausgeschnitten. Dies erfolgt unter hydrostatischer Krafteinwirkung durch Zusammenpressen des Grates ohne Risse oder Brüche.In this method, the principle of so-called "shaving" is applied, which is based on the cutting of an addition along the workpiece contour and the extrusion of the ridge, The workpiece is cut out of the ridge with the aid of another active element operating in the opposite direction of the main cutting direction. This is done under hydrostatic force by compressing the ridge without cracks or breaks.
Das fast annähernd gleiche Verfahren zum gratfreien Feinausschneiden ist in der Zeitschrift „Werkstattechnik Z. ind. Fertig." (1975/4, S. 1984) beschrieben.The almost nearly identical method for burr-free fine cutting is in the magazine "Workshop Technology Z. ind. Done. "(1975/4, p. 1984).
Der wesentlichste Nachteil dieser bekannten Verfahren wird darin gesehen, daß zur Ausbildung von Innenkonturen ein entsprechend vorbereitetes, vorgestanztes Blech benötigt wird und zum Ausschneiden von Außenkonturen bestimmte Zugaben notwendig sind, von deren Abmessungen die Qualität der Schnittfläche abhängt. Für beide Verfahren müssen spezielle Zweifach-Stanzmaschinen oder teure Feinstanzmaschinen eingesetzt werden.The most significant disadvantage of this known method is seen in the fact that for the formation of inner contours a suitably prepared, pre-punched sheet is needed and for cutting out of outer contours certain additions are necessary, the dimensions of the quality of the cut surface depends. For both processes special double punching machines or expensive fine punching machines have to be used.
Zum genauen Trennen von Planblechen wird in der HU-PS 166170 ein Verfahren mit seitlichen Fließpressen beschrieben.For the exact separation of plan sheets, a method with lateral extrusion is described in HU-PS 166170.
Gegenüber dem konventionellen Scheren wird hierbei entlang einer nicht geschlossenen Kontur ein Schnittwerkzeug mitIn contrast to conventional scissors, a cutting tool is included along an unfinished contour
parallelen Schnittkanten aus vier aktiven Werkzeugelementen verwendet. Die vier Elemente sind ein federnder Abpreßstempel, ein befestigter Gegenstempel, ein beweglicher und ein stillstehender Fließpreßstempel mit kegeliger Kanteriausbildung. Diese bekannte Lösung kann jedoch zum Ausschneiden oder Ausstanzen von geschlossenen Konturen nicht eingesetzt werden und findet nur zum Trennen von Tafelblechen Anwendung.parallel cut edges from four active tool elements used. The four elements are a resilient stamping punch, a fixed counter punch, a movable and a stationary extrusion punch with tapered Kanteri education. However, this known solution can not be used for cutting or punching closed contours and finds only for the separation of sheet metal panels application.
Durch die Erfindung werden die aufgezeigten Nachteile beseitigt und ein verhältnismäßig einfaches und kostengünstiges Stanzbzw. Schnittwerkzeug vorgeschlagen, mit dem größere Blechstärken und auch legierte Stähle mit höherem C-Gehalt auf einfacheren Stanzmaschinen verarbeitet werden können.By the invention, the identified disadvantages are eliminated and a relatively simple and inexpensive Stanzbzw. Cutting tool proposed with the larger sheet thicknesses and alloyed steels with higher C content can be processed on simpler punching machines.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Stanz- bzw. Schnittwerkzeug zum gleichzeitigen Feinausschneiden von Innen- und Außenkonturen aus einem Planblech zu entwickeln.The invention has for its object to develop an improved punching or cutting tool for simultaneous fine cutting of inner and outer contours of a flat sheet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schnittstempel und die Schnittpiatte mit einer kegeligen Ringfläche zur Erzeugung eines hydrostatischen Druckes und eines radialen Fließens in der Schnittebene der Außenkontur versehen sind und gegenüber dem Lochstempel ein Fließpreßstempel angeordnet ist, der einen einen hydrostatischen Druck in der Schnittebene der Innenkontur erzeugenden und den Lochabfall an die Innenkontur fließpressenden Fließpreßkegel aufweist.According to the invention the object is achieved in that the cutting punch and the Schnittpiatte are provided with a conical annular surface for generating a hydrostatic pressure and a radial flow in the cutting plane of the outer contour and opposite the punch a Fließpreßstempel is arranged, which is a hydrostatic pressure in the cutting plane having the inner contour generating and the hole drop to the inner contour flowing extrusion peg has.
Durch die vorschlagsgemäße Lösung ist es möglich, das Schnittwerkzeug auch auf Einfach-Stanzmaschinen einzusetzen, die Qualität der Schnittfläche zu verbessern und auch härtere Materialien zu bearbeiten.The proposed solution makes it possible to use the cutting tool also on single-punching machines, to improve the quality of the cut surface and to process even harder materials.
In einer erfindungsgemäß vorteilhaften Ausführungsform ist außerhalb der kegeligen Ringflächen jeweils eine radiale Druckfläche an den Ringflächen angeschlossen. Die Ringflächen, die Druckflächen sowie der Fließpreßstempel des Lochabfalles sind entsprechend den auszustanzenden Innen- und Außenkonturen ausgebildet.In an embodiment which is advantageous according to the invention, in each case a radial pressure surface is connected to the annular surfaces outside the conical annular surfaces. The annular surfaces, the pressure surfaces and the extrusion die of the hole waste are formed according to the auszustanzenden inner and outer contours.
In einer weiteren, erfindungsgemäß vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Schnittstempel innerhalb der Druckfläche eine herausragende Schnittkante vorgesehen, wobei der Abstand zwischen dem Fiießpreßstempel des Lochabfalles und der Schnittkante mit der Dicke des auszustanzenden Planbleches proportional ist.In a further advantageous embodiment according to the invention, an outstanding cutting edge is provided on the cutting punch within the printing surface, wherein the distance between the Fiießpreßstempel the hole waste and the cutting edge with the thickness of the punched sheet is proportional.
Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen der Druckfläche und der Schnittkante des Schnittstempels mit der Dicke des auszustanzenden Planbleches proportional ist.For the purposes of the invention, it is advantageous if the distance between the pressure surface and the cutting edge of the cutting punch is proportional to the thickness of the plane sheet to be punched out.
Nach einem weiteren Merkmal ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der Winkel des Fließpreßkegels des Fließpreßstempels mit dem auszustanzenden Durchmesser proportional ist.According to a further feature, it is also advantageous if the angle of the Fließpreßkegels the extrusion die is proportional to the auszustanzenden diameter.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die beigelegte Zeichnung näher erläutert.Further details of the invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeuges.The drawing shows a schematic representation of the tool according to the invention.
Das erfindungsgemäße Werkzeug ist mit einem Schnittstempel 1 und einer Schnittplatte 2 versehen, die jeweils durch eine obere Aufspannplatte 15 bzw. unterer Aufspannplatte 14 an den Pressenbär 9 bzw. auf den Maschinentisch 8 einer Einfachstanzmaschine befestigt sind. Der Schnittstempel 1 ist mit einer kegeligen Ringfläche 4 versehen, an die sich innerhalb der Ringfläche 4 eine radiale Druckfläche 11 anschließt. Innerhalb der Druckfläche 11 ist eine Schnittkante 10 vorgesehen, die aus der Druckfläche 11 hinausragt.The tool according to the invention is provided with a cutting punch 1 and a cutting plate 2, which are each secured by an upper platen 15 and lower platen 14 to the Pressenbär 9 and on the machine table 8 a single punching machine. The cutting punch 1 is provided with a conical annular surface 4, to which a radial pressure surface 11 adjoins within the annular surface 4. Within the pressure surface 11, a cutting edge 10 is provided, which protrudes from the pressure surface 11.
Entsprechend der auszubildenden Innenkontur 6 ist in dem Schnittstempel 1 ein Fließpreßstempel 7 angeordnet, der mit einem Zwangsausstoßer 22 verbunden ist und sich durch eine Feder 12 gegen die Aufspannplatte 15 abstützt.Corresponding to the trainees inner contour 6 in the cutting punch 1 a Fließpreßstempel 7 is arranged, which is connected to a forced ejector 22 and is supported by a spring 12 against the platen 15.
Die Schnittplatte 2 besitzt gegenüber der Ringfläche 4 des Schnittstempels 1 ebenfalls eine kegelige Ringfläche 4, an die sich in analoger Weise eine Druckfläche 11 anschließt. Die Form der Schnittkante 10 des Schnittstempels entspricht der Form der auszustanzenden Außenkontur 3, die in der Schnittplatte 2 innerhalb der Druckfläche 11 ausgebildet ist.The cutting plate 2 has opposite the annular surface 4 of the cutting punch 1 also a conical annular surface 4, to which a pressure surface 11 is connected in an analogous manner. The shape of the cutting edge 10 of the cutting punch corresponds to the shape of the punched out outer contour 3, which is formed in the cutting plate 2 within the pressure surface 11.
Dem Fließstempel 7 gegenüberliegend ist ein Lochstempel 13 angeordnet, der an der unteren Aufspannplatte 14 anliegt. Um den Lochstempel 13 ist in der Schnittplatte 2 ein Auswerferring 17 vorgesehen, der durch Auswerferbolzen 18 an einer Auswerferplatte 19 angeschlossen ist. Der Auswerferbolzen 18 wird seinerseits durch eine energiespeichernde Feder 20 federnd abgestützt.The ram 7 opposite a punch 13 is arranged, which rests against the lower platen 14. To the punch 13, an ejector ring 17 is provided in the cutting plate 2, which is connected by Auswerferbolzen 18 to an ejector 19. The ejector pin 18 is in turn resiliently supported by an energy-storing spring 20.
Zwischen dem Schnittstempel 1 und der Schnittplatte 2 befindet sich ein Blech 5, aus dem ein Werkstück 16 ausgestanzt wurde.Between the cutting punch 1 and the cutting plate 2 is a sheet 5, from which a workpiece 16 has been punched out.
Der Lochabfall ist mit 21 gekennzeichnet. Nach Beginn des Hubes der Stanzmaschine erreicht die Schnittkante 10 des Schnittstempels 1 das Blech 5, wonach die gegenübereinander liegenden kegeligen Ringflächen 4 entlang der Außenkontur 3 das Material des Planbleches 5 radial nach außen fließpressen, währenddessen das Material mit den Druckflächen 11 gestauchtThe hole waste is marked with 21. After the start of the stroke of the punching machine, the cutting edge 10 of the cutting punch 1 reaches the sheet 5, after which the conical conical annular surfaces 4 along the outer contour 3, the material of the flat sheet 5 radially outwardly press, while the material with the pressure surfaces 11 compressed
Gleichzeitig bewegt sich der Fließpreßstempel 7 gegen die Kraft der Feder 22 rückwärts und liegt unmittelbar an der oberen Aufspann platte 15 an. Danach wird durch den Fließpreßkegel des Fließpreßstempels 7 das Material des Bleches 5 entsprechend der Innenkontur 6 in radialer Richtung zur Schnittebene fließgepreßt. Auf diese Weise entsteht sowohl bei der Innenkontur 6 als auch bei der Außenkontur 3 ein hydrostatischer Druck im Material des auszustanzenden Planblechs 5, so daß an den Schnittflächen keine Risse oder Brüche entstehen können. Der ganze Arbeitsvorgang erfolgt also nur unter Schneidbeanspruchung.At the same time, the extrusion punch 7 moves against the force of the spring 22 backwards and is located directly on the upper clamping plate 15 at. Thereafter, the material of the sheet 5 is extruded according to the inner contour 6 in the radial direction to the cutting plane by the Fließpreßkegel the Fließpreßstempels 7. In this way, both in the inner contour 6 and in the outer contour 3, a hydrostatic pressure in the material of the plane sheet 5 to be punched out, so that no cracks or fractures can occur at the cut surfaces. The whole process is done so only under cutting stress.
Nach Erreichen des unteren Hubpunktes bewegt sich der Pressentisch 9 nach oben, und das ausgestanzte Werkstück 16 wird durch die energiespeichernde Feder 20, die Auswerferplatte 19, die Auswerferbolzen 18 und den Auswerferring 16 aus dem Werkzeug ausgestoßen. Gleichzeitig wird der Lochabfall 21 durch den Zwangsausstoßer 22 der Maschine aus dem Werkzeug hinausgeworfen.After reaching the lower stroke point, the press table 9 moves upward, and the punched-out workpiece 16 is ejected from the tool by the energy-storing spring 20, the ejector plate 19, the ejector 18 and the ejector 16. At the same time the hole waste 21 is thrown out of the tool by the forced ejector 22 of the machine.
Im Sinne der Erfindung ist es zweckmäßig, die Formen der Ringflächen 4 und der Druckflächen 11 der Außenkontur 3 bzw. die des Fließpreßstempels 7 der Innenkontur 6 entsprechend auszubilden.For the purposes of the invention, it is expedient to form the shapes of the annular surfaces 4 and the pressure surfaces 11 of the outer contour 3 and the extrusion die 7 of the inner contour 6 accordingly.
Ausgehend von der Materialstärke des auszustanzenden Bleches 5 werden der Abstand des untersten Punktes des Fließpreßstempels 7 und der Schnittkante 10 des Schnittstempels 1 sowie der Winkel der kegeligen Ringflächen 4, die Breite der Druckflächen 11 und das Maß des Hinausragens der Schnittkante 10 im Vergleich zu der Druckfläche 11 gewählt. Der Winkel des Fließpreßkegels des Fließpreßstempels 7 wird von der Menge des Lochabfalles 21 bestimmt. Diese Bemessungsaufgaben bereiten dem Durchschnittsfachmann keine Schwierigkeiten, so daß eine ausführlichere Darstellung nicht erforderlich ist.Starting from the material thickness of the sheet 5 to be punched, the distance of the lowermost point of the extrusion punch 7 and the cutting edge 10 of the cutting punch 1 and the angle of the conical annular surfaces 4, the width of the pressure surfaces 11 and the degree of protrusion of the cutting edge 10 in comparison to the pressure surface 11 elected. The angle of the Fließpreßkegels the Fließpreßstempels 7 is determined by the amount of hole waste 21. These design tasks pose no difficulty to one of ordinary skill in the art, so a more detailed presentation is not required.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PJ | Ceased due to non-payment of renewal fee (addendum to changes before extension act) |