DE102008009264B4

DE102008009264B4 - Stanzverfahren und Folgewerkzeug

Info

Publication number: DE102008009264B4
Application number: DE102008009264A
Authority: DE
Inventors: Christian Melzer
Original assignee: Hans Schmied Metallwaren - Kunststoffwaren GmbH; Hans Schmied Metallwaren Kunststoffwaren GmbH
Current assignee: Hans Schmied Metallwaren - Kunststoffwaren GmbH; Hans Schmied Metallwaren Kunststoffwaren GmbH
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2028-02-16
Also published as: DE102008009264A1

Abstract

Stanzverfahren zum Ausbilden eines Profils mit einer Konturkante eines Werkstückes, wobei das Profil eine Innenumfangskante einer Ausnehmung bildet, mit den Schritten: – Vorstanzen der Kontur des Profils in einer Vorstanzstation; – Präzisionsstanzen des Profils in einer Präzisionsstanzstation, wobei ein Materialstreifen abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstreifen ringförmig ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stanzverfahren für eine Konturkante eines Werkstücks nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Folgewerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
Stanzverfahren werden aufgrund ihrer hohen Produktivität in den letzten Jahren zunehmend als Ersatz für das aufwändige Honen verwendet, wobei zum Erstellen einer hohen Stanzkantenqualität sogenannte Feinstanzverfahren eingesetzt werden. Derartige Stanzverfahren sind beispielsweise in der US 3,724,305 und der DE 41 22 968 A1 offenbart, wobei eine vergleichsweise komplex aufgebaute Matrize mit mehreren Matrizenstufen oder ein abgestufter Stempel verwendet wird. In der Praxis zeigt es sich, dass sich mit derartigen abgestuften Stanzwerkzeugen keine Oberflächenqualität erzeugen läßt, die mit derjenigen beim Honverfahren vergleichbar ist.
Des Dokument CH 665 367 A beschreibt ein Stanzverfahren, bei dem eine kritische Teilstruktur eines Werkstücks in mehreren Stufen geschnitten bzw. nachgeschnitten wird, bevor in einem letzten Schritt das komplette Werkstück ausgeschnitten wird. Alternativ wird beschrieben, dass bei einem bereits mit seiner vollen Kontur ausgeschnittenen Werkstück in kritischen Strukturbereichen ein Nachschneiden erfolgen kann. Ein derartiges Nachschneiden einiger Konturbereiche ist nur mit erheblichem vorrichtungstechnischen Aufwand möglich.
In der CH 665 367 A wird des Weiteren offenbart, zur Verringerung eines Kanteneinzugs eine Kerbe außerhalb einer Schnittlinie in einem Werkstoffstreifen auszubilden – eine derartige Maßnahme ist beim Schneiden einer ringförmig geschlossenen Struktur (Innenausnehmung) nicht anwendbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stanzverfahren und ein dafür geeignetes Werkzeug zu schaffen, mit dem sich auch komplexe Profile mit guter Oberflächenqualität erstellen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Stanzverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Folgewerkzeug gemäß Patentanspruch 6 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zu erstellende Konturkante, beispielsweise eine Verzahnung zunächst in einer Vorstanzstation vorgestanzt und dann in einer Präzisionsstanzstation ein Streifen ausgestanzt, der mit vergleichsweise geringer Breite ausgebildet ist, so dass sich die gewünschte Kontur ergibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die Ausbildung ringförmig geschlossener Strukturen, beispielsweise einer Innenverzahnung vorgesehen, wobei dann jeweils ein ringförmiger Streifen ausgestanzt wird.
Mit einer derartigen Lösung läßt sich eine Schnittkante mit exzellenter Oberflächenqualität ausbilden wobei der Glattschnittanteil mindestens 85% der Schnittkante bzw. Materialstärke ausmacht.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung schließt sich an die Präzisionsstanzstation noch eine Fertigstanzstation an, in der nochmals ein Materialstreifen abgetrennt wird.
Beim erfindungsgemäßen Werkzeug sind die Vorstanzstation, die Präzisionsstanzstation und die Fertigstanzstation in ein Folgewerkzeug integriert.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn der in der Vorstanzstation abgetrennte Materialstreifen eine größere Wandstärke als der in der Fertigstanzstation abgetrennte Materialstreifen aufweist.
Die Qualität der Schnittkante läßt sich weiter verbessern, wenn der Streifen mit unterschiedlichen Breiten ausgeführt ist, so dass kritische Bereiche mit angepaßter Streifenbreite ausgebildet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Folgewerkzeug erfolgt das Stanzen des Werkstückes von einem etwa bandförmigen Rohmaterial mittels eines Folgewerkzeuges, wobei jedem Stanzschritt eine Matrize zugeordnet ist. Dabei wird es bevorzugt, wenn der Schneidspalt beim Vorstanzen wesentlich großer als bei den sich anschließenden Stanzschritten ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schnittkontur beim Vorstanzen konische Bereiche aufweist, während beim Fertigstanzen oder Präzisionsstanzen überwiegend zylindrische Schnittkonturen bevorzugt sind.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 die im Folgewerkzeug anfallenden Stanzteile und
2 im Folgewerkzeug ausgestanzte Ringe.
1 zeigt Schneideeinsätze 8, 10, 12, die von jeweils einem Matrizteneinsatz eines Folgewerkzeug getragen werden. Mit einem derartigen Folgewerkzeug kann beispielsweise eine Platine mit Innenverzahung ausgebildet werden. Ein derartiges Bauteil 14 mit Innenverzahnung 16 ist ebenfalls in 1 dargestellt. Wie sich aus dieser Figur erschließt, wird das Bauteil 14 aus einem Bandmaterial 18 gestanzt, das das Folgewerkzeug in Pfeilrichtung gemäß 1 durchläuft. Die Innenverzahnung 16 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in drei aufeinanderfolgenden Schritten mittels der Schneideinsätze 8, 10, 12 und entsprechender Stempel des Folgewerkzeuges ausgebildet. Das Bauteil hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel noch ein Sucherloch 22 am Stanzstreifenaussenrand, das zur Positionierung des Bands 18 mit Bezug zum jeweiligen Matrizeneinsatz und damit zum jeweiligen Schneideeinsatz 8, 10, 12 dient.
Mit dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Innenverzahung 16 mittels des Einsatzes 8 zunächst vorgestanzt, wobei der Schneidspalt pro Seite im Vergleich zu den sich anschließenden Schritten relativ groß ist. So wird beispielsweise bei dem dargestellten Bauteil 14 ein Schneidspalt von etwa 0,15 mm pro Seite vorgesehen, wobei die Schnittkontur über den überwiegenden Teil der Breite (senkrecht zur Zeichenebene in 1) des Bauteils 14 zylindrisch verfolgt und dann leicht konifiziert ist. Mit oder vor diesem ersten Vorstanzschritt wird auch das Sucherloch 22 ausgebildet. Durch Takten des Bandes 18 wird die vorgestanzte Innenverzahnung 16a (siehe 1) mit Bezug zum Präzisionsstanz-Schneidansatz 10 ausgerichtet und dann ein Zahnring 24 ausgestanzt, dessen Kontur in 2b dargestellt ist. Die Innenumfangskante 26 dieses Zahnrings 24 wurde durch den vorbeschriebenen Vorstanzschritt ausgebildet, die Aussenumfangskante 28 wird durch den Präzisionsstanzschritt mit dem Einsatz 10 erstellt.
Nach einem weiteren Takten des Bandes 18 wird die präzisionsgestanzte Innenverzahung 16b (siehe 1) dann mit Bezug zum Fertigstanz-Schneideinsatz 12 des Folgewerkzeugs ausgerichtet und die Innenverzahnung 16 fertiggestanzt, und auch ein Teil des Umfangs des Bauteils 14 ausgeschnitten, wobei dieses fertiggestanzte Bauteil noch mit dem zuvor bearbeiteten Bauteil verbunden ist. Beim Fertigstanzen wird ebenfalls ein Zahnring ausgebildet, der in 2b mit dem Bezugszeichen 30 versehen ist. Die Aussenumfangskante 32 dieses Zahnrings 30 entspricht der Innenverzahnung 16 des Bauteils 14. Gemäß 2b ist die Breite dieses Zahnrings 30 im wesentlichen über alle Zahnbereiche gleichbleibend ausgeführt, jedoch wesentlich geringer als die Breite des zuvor ausgestanzten Zahnrings 24. Beim Ausstanzen beider Zahnringe 24, 30 werden etwa zylindrische Schnittkonturen bevorzugt, wobei die Schneidspalte wesentlich geringer als beim Vorstanzschritt ausgeführt sind. So liegen die Schneidspalte beim beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa bei 0,02 mm. D. h., die Schneidspalte beim Ausstanzen der beiden Ringe 24, 30 betragen weniger als 1/5 des ursprünglichen Schneidspalts.
Nach einem weiteren Takten des Werkzeuges wird dann der in 1 linke Aussenumfangsabschnitt des Bauteils 14 ausgestanzt, so dass anschließend ein Bauteil 14 mit hoher Präzision insbesondere im Bereich der Innenverzahnung 16 vorliegt. Die Kante dieser Innenverzahnung 16 weist eine exzellente Oberflächenqualität auf, die durchaus mit derjenigen eines Honverfahrens vergleichbar ist.
Bezugszeichenliste

8: Schneideinsatz
10: Schneideinsatz
12: Schneideinsatz
14: Bauteil
16: Innenverzahnung
18: Band
22: Sucherloch
24: Zahnring
26: Innenumfangskante
28: Aussenumfangskante
30: Zahnring
32: Aussenumfangskante

Claims

Stanzverfahren zum Ausbilden eines Profils mit einer Konturkante eines Werkstückes, wobei das Profil eine Innenumfangskante einer Ausnehmung bildet, mit den Schritten: – Vorstanzen der Kontur des Profils in einer Vorstanzstation; – Präzisionsstanzen des Profils in einer Präzisionsstanzstation, wobei ein Materialstreifen abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstreifen ringförmig ausgebildet ist.
Stanzverfahren nach Anspruch 1, wobei die Konturkante in einer Fertigstanzstation durch Abtrennen eines weiteren Materialstreifens ausgebildet wird.
Stanzverfahren nach Anspruch 2, wobei der weitere Materialstreifen eine geringere Breite als der zuvor gestanzte Materialstreifen aufweist.
Stanzverfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Breite des Materialstreifens weniger als 1 mm beträgt.
Stanzverfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei die Schnittkontur im ersten Stanzschritt konische Anteile hat und die Schnittkonturen in den folgenden Stanzschritten im wesentlichen zylindrisch ausgeführt sind.
Folgewerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Vielzahl von Matrizen, mit denen aufeinanderfolgende Stanzschritte durchführbar sind, wobei mittels einer ersten Matrize ein Profil mit einer Konturkante eines Werkstücks und mit einer weiteren Matrize ein dem Profil folgender Materialstreifen ausstanzbar ist, wobei das Profil eine Innenumfangskante einer Ausnehmung bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Matrize einer Schneideinsatz (10) trägt, mittels dem ein ringförmiger Materialstreifen ausstanzbar ist.
Folgewerkzeug nach Patentanspruch 6, mit einer weiteren Matrize zum Stanzen eines weiteren, dem Profil folgenden Materialstreifens.
Folgewerkzeug nach Patentanspruch 6 oder 7, wobei der Schneidspalt in der ersten Matrize größer als derjenige in der zweiten oder dritten Matrize ist.