DE102020107890A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit glatten Schnittflächen, insbesondere in einem Folgeverbundwerkzeug - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit glatten Schnittflächen, insbesondere in einem Folgeverbundwerkzeug Download PDF

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Laurenz Theissen
Kurt Max
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William Prym GmbH and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit hohem Glattschnittanteil ohne Verwendung einer Feinstanzeinrichtung Dieses Verfahren ist auf Standardstanzmaschinen oder auch bei hohen Hubzahlen in einem Folgeverbundwerkzeug durchführbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit hohem Glattschnittanteil, insbesondere in einem Folgeverbundwerkzeug.
  • Bei einem Standardstanzverfahren wird ein Materialstreifen zwischen die Schneidwerkzeuge einer Stanzvorrichtung eingeklemmt. Mittels eines Schneidstempels, welcher durch eine Matrize geführt wird, wird das aus dem Material des Materialstreifens ausgestanzte Bauteil ausgeschnitten und nach unten ausgeworfen. In 4 ist ein solches gestanztes Bauteil 16 gezeigt, welches nach dem Standardstanzverfahren hergestellt wurde. Dieses gestanzte Bauteil 16 zeigt einen Einzugsbereich 163, der dadurch entsteht, dass am Anfang des Stanzverfahrens der eindringende Stempel das Material staucht, wodurch Material in Richtung der Schneidwerkzeuge gezogen wird. Beim weiteren Eindringen des Stempels wird die Scherfestigkeit des Werkstoffs überschritten und es entsteht eine rechtwinklige Schnittkante, nämlich der Glattschnitt 162. Die Länge dieses Glattschnitts hängt von der Dicke des Materialstreifens und der Materialfestigkeit ab. Das fertig ausgeschnittene Bauteil 16 zeigt eine große Bruchfläche 161, da bei einem weiteren Eindringen des Stempels in den Materialstreifen Risse ausgehend von den Schneidkanten entstehen, da die Zugfestigkeit in dem Restquerschnitt überschritten wird. Die raue Bruchfläche 161 kann bis zu 70% der Gesamtschnittfläche ausmachen. In vorteilhafterweise werden bei diesem Verfahren sehr hohe Hubzahlen erreicht. Nachteilig ist, dass bei relativ dicken Materialstreifen ein hoher Bruchanteil an der Schnittfläche erhalten wird.
  • Ein qualitativ höherwertiges Stanzbauteil lässt sich durch ein Feinstanzverfahren erhalten. Ein solches Stanzbauteil 17 ist in 5 gezeigt. Zu Beginn des eigentlichen Trennschritts wird der Materialstreifen festgehalten und um den Schneidbereich eine keilförmige Ringzacke gesetzt. Hierdurch wird erreicht, dass der Werkstoff in der Scherzone festgehalten wird. Beim Schneiden wird ein Gegenhalter verwendet, der nach erfolgtem Ausschneiden als Auswerfer fungiert. Es wird ein Bauteil 17 mit nahezu vollständigen Glattschnitt 172 erzielt. In nachteiliger Weise ist zur Einhaltung des geringen Schneidspalts jedoch eine hohe Führungsgenauigkeit des Stempels notwendig, was einen hohen Investitionsaufwand bedeutet. Darüber hinaus sind bei diesem Verfahren im Vergleich zu den Standardstanzverfahren nur geringe Hubzahlen erreichbar. Darüber hinaus muss das Bauteil nach dem Ausschneiden noch entgegen der Schneidrichtung abtransportiert werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Stanzverfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem ein Bauteil hoher Qualität, d.h. mit glatter Schnittfläche und geringstem Bruchanteil erzielt wird, wobei Bauteile bei hohen Hubzahlen herstellbar sein sollen. Des Weiteren soll solch ein Verfahren gut in ein Folgeverbundwerkzeug integriert werden können oder auf einer Standardstanzmaschine durchführbar sein.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens beschreiben die Unteransprüche 2 bis 5. Ein Bauteil nach diesem neuen Verfahren wird beispielsweise mit einem Folgeverbundwerkzeug gemäß Anspruch 6 erzielt. Vorteilhafte Ausführungen eines solchen Folgeverbundwerkzeugs beschreiben die Unteransprüche 7 bis 13.
  • Bei dem neuen Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit glatten Schnittflächen wird eine erste Stanzeinrichtung verwendet, welche vergleichbar ist mit einer Standardstanzeinrichtung. Der Materialstreifen wird zwischen den beiden Werkzeugen eingeklemmt, beispielsweise zwischen einem oberen Vorschnittstempel und einer Vorschnittmatrize in einer unteren Einsatzplatte. Zusätzlich ist bei dieser ersten Stanzeinrichtung ein federnd gelagerter Gegenhaltestempel vorhanden, der von unten eine Gegenkraft auf den Materialstreifen aufbringt. Diese Gegenkraft wird in einfacher Weise mittels einer oder mehrerer Federn bewirkt. Eine pneumatische oder hydraulische Steuerung des Gegenhaltestempels, wie bei einem Feinstanzverfahren ist nicht notwendig. Die Federkraft des Gegenhaltestempels wird hierbei so eingestellt, dass sie einerseits so hoch ist, einen Gegendruck auszuüben, andererseits aber so gering, dass das Bauteil nach dem Stanzen nicht wieder zurück in den Materialstreifen gedrückt werden kann.
  • In dieser ersten vorbeschriebenen Stanzeinrichtung wird mittels des Schnittstempels und unter Einwirkung des Gegenhaltestempels ein Vorschnitt ausgeführt. Dieser Vorschnitt wird mit einem Aufmaß im Vergleich zu der gewünschten Kontur des zu erhaltenen Bauteils durchgeführt. Das Aufmaß wird in Abhängigkeit von der Materialdicke des Materialstreifens gewählt, beispielsweise bei Materialdicken von d= 3 mm wird ein Aufmaß von 0,6 bis 1,0 mm gewählt. Dabei wird der Vorschnitt nicht über die gesamte Dicke des Materialstreifens vorgenommen, sondern beispielsweise um mehr als 50 % der Dicke des Materialstreifens, bevorzugt um 60% bis 70 % der Dicke des Materialstreifens. Die entstehende Stanzbutze ist damit größer als die gewünschte Kontur des Bauteils und durch den unvollständigen Vorschnitt noch mit dem Materialstreifen verbunden.
  • In den meisten Fällen wird das Vorschneiden mit einer Vorschnittlänge bis 70 % der Dicke des Materialstreifens in einem Verfahrensschritt, d.h. in einer Stanzstation der ersten Stanzeinrichtung, vorgenommen. Es ist auch denkbar das Vorschneiden in mehreren Stanzstationen, beispielsweise in zwei Stanzstationen der ersten Stanzeinrichtung, durchzuführen. Beide Stanzstationen haben dann den vorbeschriebenen Aufbau. Es erfolgt jedoch in jeder Stanzstation ein Vorschneiden einer Teillänge der zu erzielenden Vorschnittlänge.
  • Nach diesem Vorschneiden wird der Materialstreifen weiter transportiert, nämlich in eine zweite Stanzeinrichtung. Zwischen den Werkzeugen der zweiten Stanzeinrichtung kommt der Materialstreifen zu liegen und wird dort nachfolgend eingeklemmt. Der von oben einwirkende Ausschnittstempel erlaubt einen Schnitt mit exakter Kontur des Bauteils. Aufgrund des unvollständigen Vorschnitts in der ersten Stanzeinrichtung muss in der zweiten Stanzeinrichtung weniger als 50% der Dicke des Materialstreifens durchtrennt werden. Dies passiert in der ersten Phase des Ausschneidens in der zweiten Stanzeinrichtung und wie bei jedem Stanzverfahren wird anfangs ein glatter Schnitt erzielt. Da die noch mit dem Materialstreifen verbundene Stanzbutze ein Aufmaß besitzt, erfolgt nachfolgend in einer zweiten Phase ein Austanzen des gewünschten Bauteils durch ein Abschneiden des Aufmaßes. Hierbei stützt sich das Material, welches dieses Aufmaß bildet, auf der unteren Schneidplatte ab. Beim Eindrücken des Ausschnittstempels in diesem Materialbereich wird auf diesen schmalen Aufmaßrand eine hohe Druckkraft ausgeübt, d.h. eine hohe Druckkraft auf kleinster Fläche, was zu einem bruchfreien Schnitt führt. An dieser zweiten Stanzeinrichtung kann das dann vollständig ausgestanzte Bauteil, welches die gewünschte Kontur besitzt, nach unten aus der Stanzeinrichtung ausgeworfen werden.
  • Bei einer Ausführung des Verfahrens erfolgen das Ausschneiden der Restschnittlänge aus dem Materialstreifen und das Abschneiden des Aufmaßes in einer Stanzstation der zweiten Stanzeinrichtung.
  • Bei einer weiteren Ausführung des Verfahrens erfolgen die beiden Phasen, nämlich das Ausschneiden der Restschnittlänge aus dem Materialstreifen und das Abschneiden des Aufmaßes in getrennten Stanzstationen der zweiten Stanzeinrichtung. Dabei ist es möglich, in den Stanzstationen zur Durchführung der ersten Phase, nämlich das Ausschneiden der Restschnittlänge aus dem Materialstreifen, einen gefederten Gegenhalter zu verwenden.
  • Auch wenn die Verwendung des Gegenhaltestempels in der ersten Stanzeinrichtung bereits eine Verbesserung hinsichtlich der Größe des Glattschnitts am zu erzielenden Bauteil bewirkt, wird jedoch erst durch das Aufmaß beim Vorschneiden die Möglichkeit erzielt, in der zweiten Stanzeinrichtung eine nahezu bruchflächenfreie Schnittkante zu erhalten.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des neuen Verfahrens wird in der ersten Stanzeinrichtung gleichzeitig mit dem Einklemmen des Materialstreifens zwischen den Werkzeugen eine Ringzacke gesetzt. Hierfür ist ein Prägeeinsatz in der ersten Stanzeinrichtung vorhanden. Ein zusätzlicher Arbeitsschritt ist für das Setzen der Ringzacke nicht notwendig. Eine solche Ringzacke wird nahe der vorgesehenen Schnittkante gesetzt und verhindert das Nachfließen des Werkstoffs beim Eindringen des Schnittstempels in den Materialstreifen.
  • In der zweiten Stanzrichtung muss im unteren Werkzeug ein entsprechender Freiraum für die vorgeschnittene Stanzbutze vorhanden sein. Diese ragt nach dem Vorschnitt nach unten aus dem Materialstreifen heraus. Des Weiteren muss dieser Freiraum das Aufmaß der Stanzbutze auch beim Ausschneiden stützen und aufnehmen.
  • Das neue Verfahren kann in einer separaten ersten und zweiten Stanzeinrichtung durchgeführt werden oder diese Stanzeinrichtungen sind Stationen eines Folgeverbundwerkzeugs.
  • Folgeverbundwerkzeuge sind bekannt. Hierbei wird ein Materialstreifen durch das Werkzeug geführt und solange um die jeweilige Vorschublänge verschoben, bis die letzte Station erreicht ist und ggf. das erzielte Bauteil vom Materialstreifen abgetrennt ist. Zum Herstellen eines Bauteils mit glatten Schnittflächen hat das neue Folgeverbundwerkzeug Werkzeuge für eine erste und eine zweite Stanzeinrichtung. Hierbei können beide Stanzeinrichtungen mehrere nachfolgende Stanzstationen umfassen. Bei einer Ausführungsform ist für beide Stanzeinrichtungen eine Stanzstation vorhanden. Der zu bearbeitende Materialstreifen kann zwischen einer oberen Führungsplatte und einer unteren Einsatzplatte um eine jeweilige Vorschublänge durch das Folgeverbundwerkzeug bewegt werden.
  • In der ersten Stanzeinrichtung erfolgt das Vorschneiden des Bauteils, wobei ein Vorschnittstempel in der oberen Führungsplatte geführt ist. In der unteren Einsatzplatte ist ein Gegenhaltestempel federnd gelagert. Die Federkraft des federnd gelagerten Gegenhaltestempels wird durch ein oder mehrere Federn erhalten. Die Federkraft wird abhängig von der Materialdicke, Schnittlänge und Materialfestigkeit gewählt. Der Vorschnittstempel und die Vorschnittmatrize besitzen eine Abmessung, welche ein Aufmaß bewirkt, d.h. in dieser erste Stanzeinrichtung wird ein Vorschnitt mit Aufmaß erzeugt. Da der Vorschnitt unvollständig sein soll, wird der Vorschnittstempel entsprechend geführt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt das Folgeverbundwerkzeug in der oberen Führungsplatte benachbart zum Vorschnittstempel einen Prägeeinsatz, welcher das Setzen einer Ringzacke ermöglicht. Dieser Prägeeinsatz ist so angeordnet, dass die Ringzacke gleichzeitig mit dem Verklemmen des Bauteils gesetzt wird.
  • In einer zweiten Stanzeinrichtung, welche bevorzugt eine nachfolgende Station zur ersten Stanzeinrichtung darstellt, erfolgt ein Ausschneiden des Bauteils. Hierfür ist ein Ausschnittstempel in der oberen Führungsplatte geführt und in der unteren Einsatzplatte ist eine Auswurföffnung für das fertige Bauteil vorgesehen. Der Ausschnittstempel in der zweiten Stanzeinrichtung hat eine Abmessung zum Ausschnitt eines Bauteils mit der gewünschten Kontur. Die zweite Stanzeinrichtung kann ein oder mehrere Stanzstationen des Folgeverbundwerkzeugs umfassen. Bei Verwendung nur einer Stanzstation für die zweite Stanzeinrichtung wird in dieser sowohl das Ausschneiden der Restschnittlänge aus dem Materialstreifen als auch das Abschneiden des Aufmaßes vorgenommen. Diese Vorgänge lassen sich jedoch auch auf zwei oder mehrere nachfolgende Stanzstationen der zweiten Stanzeinrichtung verteilen. Bei mehreren Stanzstationen kann das Ausschneiden der Restschnittlänge aus dem Materialstreifen separat vorgenommen werden und hierfür ggf. auch ein gefedert vorgespannter Gegenhaltestempel verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass bei einigen Bauteilen dadurch eine bessere Ebenheit erhalten wird
  • Da in der ersten Stanzeinrichtung ein unvollständiger Vorschnitt erfolgt und die Stanzbutze dadurch mit dem Materialstreifen verbunden bleibt und nach unten aus dem Materialstreifen herausragt, wird in der zweiten Stanzeinrichtung für die Stanzbutze ein Freiraum in der unteren Einsatzplatte benachbart zur Auswurföffnung vorgesehen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist in diesem Freiraum ein Stützelement angeordnet, welches den Materialstreifen benachbart zur Stanzbutze hält und positioniert. Das Stützelement nimmt beim Ausschneiden keine Druckkraft des Ausschnittstempels auf.
  • Das beschriebene Folgeverbundwerkzeug umfasst bei einer vorteilhaften Ausführungsform zusätzliche Stationen, die bei Folgeverbundwerkzeugen bekannt sind, beispielsweise eine erste Station, welche eine Stanzeinrichtung zur Erzeugung von Fanglöcher im Materialstreifen umfasst, die ein taktweises Vorwärtsbewegen des Materialstreifens ermöglichen. Weitere Ausführungen eines Folgeverbundwerkzeugs umfassen Positioniereinrichtung für den Materialstreifen, Stanzeinrichtungen für Ausnehmungen im Bauteil und/oder Prägeeinrichtungen.
  • Das neue Verfahren, welches in mindestens zwei Stanzschritten durchgeführt wird, hat den Vorteil, dass die einzelnen Stanzschritte mit gleich hoher Geschwindigkeit durchführbar sind, d.h. in einem Folgeverbundwerkzeug realisiert werden können, ohne die Taktzeit zu verlangsamen. Da beim Vorschnitt der Materialstreifen nicht vollständig durchtrennt wird und die Stanzbutze mit dem Materialstreifen verbunden bleibt, ist ein einfacher Weitertransport der Stanzbutze in die zweite Stanzeinrichtung möglich. Durch das vorgesehene Aufmaß beim Vorschnitt bleibt beim Ausschneiden des Bauteils in der zweiten Station eine Ringfläche als druckaufnehmende Fläche stehen, wodurch in dem Bauteil eine relative hohe Druckspannung aufgebaut wird, was den Glattschnitt vergrößert und den Bruchanteil wesentlich reduziert. Alle Maßnahmen führen im Endeffekt zu einem Bauteil mit nahezu 100% Glattschnitt, vergleichbar zu einem feingestanzten Bauteil.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an der Herstellung von Kühlkörpern für ABS-Systeme in Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt:
    • 1 einen Ausschnitt aus einem Folgeverbundwerkzeug,
    • 2a einen Ausschnitt aus der zweiten Stanzeinrichtung vor dem Stanzen,
    • 2b einen Ausschnitt aus der zweiten Stanzeinrichtung nach der ersten Phase des Ausschneidens,
    • 2c einen Ausschnitt aus der zweiten Stanzeinrichtung nach vollendetem Ausschneiden,
    • 3 ein erfindungsgemäß hergestelltes Bauteil,
    • 4 ein gestanztes Bauteil nach einem Standard-Stanzverfahren des Standes der Technik,
    • 5 ein gestanztes Bauteil nach einem Feinstanzverfahren des Standes der Technik.
  • 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines Folgeverbundwerkzeugs 20 zur Herstellung eines Bauteils 15, hier eines Kühlkörpers. Dieses Folgeverbundwerkzeug 20 umfasst in einer ersten Station eine Stanzeinrichtung zur Erzeugung von Fanglöchern im Materialstreifen 10, in einer zweiten Station eine Positioniereinrichtung für den Materialstreifens 10 und in einer dritten Station eine Prägeeinrichtung zum Einprägen einer Längsriefe an der Oberseite in einem Bereich des Materialstreifens 10, wo nachfolgend ein Bauteil ausgestanzt wird. Die Stationen 1 bis 3 sind in l nicht gezeigt. Dargestellt ist die erste Stanzeinrichtung 30 mit einem Vorschnittstempel 31, welcher in der oberen Führungsplatte 21 geführt ist. Die Führungsplatte 21 befindet sich unterhalb der Abdeckplatte 23 des Folgeverbundwerkzeugs 20. Der Vorschnittstempel 31 kann mit einer Presskraft von oben in den Materialstreifen 10 eingedrückt werden. Bei einem solchen Eindringen wird der Werkstoff des Materialstreifens 10 zunächst elastisch verformt und Material seitlich von dem Materialstreifen 10 eingezogen. Um dies weitgehend zu unterbinden, ist in der ersten Stanzeinrichtung 30 in der oberen Führungsplatte 21 ein Prägeeinsatz 34 vorgesehen, der beim Einklemmen des Materialstreifens 10 eine keilförmige Ringzacke 12 in den Materialstreifen 10 setzt, so dass bei dem Eindringen des Vorschnittstempels 31 in den Materialstreifen 10 ein Nachfließen von Material des Materialstreifens 10 außerhalb der Ringzacke 12 verhindert wird. Beim Vorschneiden in der ersten Stanzeinrichtung 30 wird der Materialstreifen 10 an der Unterseite von einem Gegenhaltestempel 32 mit einer von unten wirkenden Gegenkraft beaufschlagt. Dieser Gegenhaltestempel 33 ist federnd gelagert. In der 1 ist eine Feder 33 gezeigt. Im vorliegenden Beispiel wird ein Kühlkörper für ein ABS-System aus einem Materialstreifen aus einem Flachstrahl DC06 mit einer Dicke d = 3 mm hergestellt. Die Federkraft der Feder 33, welche auf dem Gegenhaltestempel 32 wirkt, ist abhängig von der Materialdicke, Schnittlänge und Materialfestigkeit des Materialstreifens 10. Im vorliegenden Beispiel wird eine Federkraft von 15.000 N aufgebracht. Diese Federkraft ist so hoch, dass ein Gegendruck auf den Materialstreifen beim Vorschneiden aufgebracht wird, welche einen gewissen Bruchanteil beim Vorschnitt verhindert. In der ersten Stanzeinrichtung 30, welche hier nur aus einer Stanzstation besteht, wird nicht der gesamte Materialstreifen 10 durchtrennt, sondern der Vorschnittstempel 31 erzeugt eine Schnittkante die ca. 60% der Dicke des Materialstreifens ausmacht, d.h. ca. 1,8 mm. Darüber hinaus erzeugt der Vorschnittstempel 31 eine Schneidkante mit einem Maß, welches zu einer Stanzbutze 11 führt, die größer dimensioniert ist, als das zu erzielende gewünschte Bauteil 15. Im vorliegenden Beispiel hat das zu erzielende Bauteil 15, nämlich der Kühlkörper, ein Maß von 10 mm x 10 mm und eine nahezu quadratische Form mit abgerundeten Ecken. In der ersten Stanzeinrichtung wird eine Stanzbutze erzeugt mit einem Maß von 10,8 mm x 10,8 mm, d.h. einem Aufmaß von 0,8 mm. In 1 ist der Zeitpunkt gezeigt nach Beendigung des Vorschneidens. Die erzeugte Stanzbutze 11 ragt nach unten aus dem Materialstreifen 10 heraus und ist mit dem Materialstreifen 10 verbunden. Beim Weitertransport des Materialstreifens 10 in dem Folgeverbundwerkzeug 20 wird die Stanzbutze 11 mittransportiert und kommt nachfolgend in die zweite Stanzeinrichtung 40.
  • In der zweiten Stanzeinrichtung 40, die in diesem Beispiel nur aus einer Stanzstation besteht, erfolgt ein Ausschneiden des Bauteils 15. Hierfür ist ein Ausschnittstempel 41 in der oberen Führungsplatte 21 geführt und in der unteren Einsatzplatte 22 ist eine Auswurföffnung 42 für das fertige Bauteil 15 vorhanden. Der Ausschnittstempel 41 in der zweiten Stanzeinrichtung 40 hat eine Abmessung zum Ausschnitt eines Bauteils 15 mit der gewünschten Kontur. In der zweiten Stanzeinrichtung 40 ist in der unteren Einsatzplatte 22 benachbart zur Auswurföffnung 42 ein Freiraum 43 für die Stanzbutze 11 vorgesehen, in welchem beim Ausschneiden ggf. Material aufgenommen werden kann. Zu sehen ist in diesem Beispiel zusätzlich ein Stützelement 44 im Freiraum 43, welches unter den Materialstreifen 10 benachbart zur Stanzbutze 11 greift.
  • 2a zeigt die Situation in der zweiten Stanzeinrichtung 40 nach Verklemmen des Materialstreifens 10 und vor Eindringen des Ausschnittstempels 41 in den Materialstreifen 10. Die mit dem Materialstreifen 10 verbundene Stanzbutze 11 liegt aufgrund des Aufmaßes A auf der Einsatzplatte 22 mit einer Ringfläche 13 in der Größe A auf, d.h. die Ringfläche 13 hat eine Breite von 2 x 0,4 mm. Die Schnittkante der Einsatzplatte 22 greift hinter dieser Ringfläche 13 an der Stanzbutze 11 an. Von der Gesamtdicke d = 3 mm des Materialstreifens 10 wurde durch den Vorschnitt eine Vorschnittlänge 11 = 1,8 mm vom Materialstreifen 10 abgetrennt. In der ersten Phase des Ausschneidens in der zweiten Stanzeinrichtung 40 erfolgt ein Schneiden entlang der Schnittkante über die Restdicke des Materialstreifens 10 von 12=1,2 mm. Bekanntlich wird in einer Standardstanzeinrichtung zuerst über eine Dicke von 30 bis 40% ein Glattschnitt erzielt, vergleiche 4. Gleiches erfolgt in der ersten Phase in der zweiten Stanzeinrichtung 40 und über die Länge 12 wird ein solcher Glattschnitt erhalten. Das Ergebnis ist in 2b gezeigt, nachdem eine Restschnittlänge 12 entlang der Schnittkante geschnitten wurde. Nach dieser ersten Phase muss nun das Aufmaß A von der Stanzbutze 11 abgetrennt werden. Hierbei wirkt ein Druck vom Ausschnittstempel 41. Diese Druckkraft des Ausschnittstempels 41 wird in dieser zweiten Phase allein von der Ringfläche 13 aufgenommen, in diesem Beispiel einer Fläche mit einem Umfang von ca. 35 mm und einer Breite von 0,4 mm. Das Stützelement 44 nimmt beim Ausschneiden keine Druckkraft des Ausschnittstempels 41 auf. Durch die hohe Druckkraft auf sehr kleiner Fläche wird ein Glattschnitt erhalten und der Bruchanteil reduziert. Die 2c zeigt die zweite Stanzeinrichtung 40 nach vollendetem Ausschneiden. Der Ausschnittstempel 41 taucht in die untere Einsatzplatte 22 ein, was zum Ende des Schnittvorgangs zu einem Auswerfen des fertigen Bauteils 15 nach unten durch die Auswurföffnung 42 führt. Das Aufmaß stellt einen Ring 14 dar, der am Materialstreifen 10 verbleibt und im nächsten Hub aus der zweiten Stanzeinrichtung 40 herausbewegt wird.
  • Das ausgestanzte Bauteil 15 ist in 3 gezeigt. Es ist vergleichbar zu einem feingestanzten Bauteil 17, gezeigt in 5. Es besitzt nahezu keine Bruchfläche 151, aber einen Glattschnitt 152 über fast die gesamte Höhe des Bauteils 15.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Materialstreifen
    11
    Stanzbutze
    12
    Ringzacke
    13
    Ringfläche
    14
    Ring
    15
    Bauteil
    151
    Bruchfläche
    152
    Glattschnitt
    153
    Einzugsbereich
    16
    Bauteil, hergestellt durch Standard-Stanzverfahren
    161
    Bruchfläche
    162
    Glattschnitt
    163
    Einzugsbereich
    17
    Bauteil, hergestellt durch Standard-Stanzverfahren und Nachschneiden
    171
    Bruchfläche
    172
    Glattschnitt
    173
    Einzugsbereich
    20
    Folgeverbundwerkzeug
    21
    Führungsplatte
    22
    Einsatzplatte
    23
    Abdeckplatte
    30
    erste Stanzeinrichtung
    31
    Vorschnittstempel
    32
    Gegenhaltestempel
    33
    Feder
    34
    Prägeeinsatz
    40
    zweite Stanzeinrichtung
    41
    Ausschnittstempel
    42
    Auswurföffnung
    43
    Freiraum
    44
    Stützelement
    d
    Dicke von 10
    11
    Vorschnittlänge
    12
    Restschnittlänge
    A
    Aufmaß

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (15) mit glatten Schnittflächen mit den Schritten: - Einklemmen eines Materialstreifens (10) zwischen den Werkzeugen einer ersten Stanzeinrichtung (30), wobei auf der dem Vorschnittstempel (31) abgewandten Seite des Materialstreifens (10) eine Gegenkraft von einem federnd gelagerten Gegenhaltestempel (32) aufgebracht wird, - Vorschneiden mittels des Vorschnittstempels (31) bei Aufrechterhalten der Gegenkraft des Gegenhaltestempels (32), wobei der Vorschnitt mit Aufmaß (A) im Vergleich zum Maß der gewünschten Kontur des Bauteils (15) und nicht über die gesamte Dicke (d) des Materialstreifens (10) erfolgt, so dass die entstehende Stanzbutze (11) mit dem Materialstreifen (10) über eine Restschnittlänge (12) verbunden bleibt, - Weitertransport des Materialstreifens (10), wobei die Stanzbutze (11) zwischen den Werkzeugen einer zweiten Stanzeinrichtung (40) zu liegen kommt, - Einklemmen des Materialstreifens (10) zwischen den Werkzeugen dieser zweiten Stanzeinrichtung (40), - Ausschneiden einer exakten Kontur für das gewünschten Bauteils (15) über die verbleibende Restschnittlänge (12) aus dem Materialstreifen, - Abschneiden des Aufmaßes (A) mittels eines Ausschnittstempels (41), wobei die dem Ausschnittstempel (41) entgegengesetzte Gegenkraft lediglich von einer durch das Aufmaß (A) der Stanzbutze (11) gebildeten Ringfläche (13) aufgenommen wird, - Austragen des Bauteils (15) mit exakter Kontur aus der zweiten Stanzeinrichtung (40) nach vollendetem Ausschnitt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einklemmen des Materialstreifens (10) zwischen den Werkzeugen der ersten Stanzeinrichtung (30) mittels eines Prägeeinsatzes (34) eine Ringzacke (12) gesetzt wird, wobei der Prägeeinsatz (34) mit der Führungsplatte (21) des Vorschnittstempels (31) verbunden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschneiden bei einer Materialdicke (d) von 3 mm mit einem Aufmaß (A) von 0,6 mm bis 1,0 mm erfolgt und das Vorschneiden über eine Vorschnittlänge (11) von 60% bis 80 % der Dicke (d) des Materialstreifens (10) in einer Stanzstation der ersten Stanzeinrichtung (30) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschneiden in einer oder mehreren Stationen der ersten Stanzeinrichtung (30) nachfolgend erfolgt, wobei jeweils unter Aufrechterhalten der Gegenkraft eines Gegenhaltestempels (32) ein Anteil der Vorschnittlänge (11) erzielt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Ausschneiden der verbleibenden Restschnittlänge (12) aus dem Materialstreifen und Abschneiden des Aufmaßes (A) in einer oder in mehreren Stanzstationen der zweiten Stanzeinrichtung (40) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstreifen (10) in der zweiten Stanzeinrichtung (40) zwischen einer oberen Führungsplatte (21) des Ausschnittstempels (41) und einer unteren Einsatzplatte (22) zu liegen kommt, wobei die durch das Aufmaß (A) der Stanzbutze (11) gebildete Ringfläche (13) auf der Einsatzplatte (22) aufliegt und benachbart zur Ringfläche (13) ein Freiraum (43) in der Einsatzplatte (22) vorhanden ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstreifen (10) in separaten Stanzeinrichtungen (30, 40) nacheinander oder in einem Folgeverbundwerkzeug (20) umfassend die erste Stanzeinrichtung (30) und die zweite Stanzeinrichtung (40) bearbeitet wird.
  8. Folgeverbundwerkzeug (20) zur Herstellung von Bauteilen (15) mit glatten Schnittflächen umfassend Werkzeuge für mindestens zwei Stanzstationen, wobei ein zu bearbeitender Materialstreifen (10) zwischen einer oberen Führungsplatte (21) und einer unteren Einsatzplatte (22) transportierbar ist, wobei mindestens eine Stanzstation einer ersten Stanzeinrichtung (30) vorhanden ist, welche zum Vorschneiden einer Stanzbutze (11) ein Vorschnittstempel (31) in der Führungsplatte (21) geführt ist und in der Einsatzplatte (22) ein federnd gelagerter Gegenhaltestempel (32) angeordnet ist, wobei mindestens eine Stanzstation einer zweiten Stanzeinrichtung (40) vorhanden ist, wobei zum Ausschneiden des Bauteils (15) ein Ausschnittstempel (41) in der Führungsplatte (21) geführt ist sowie an der Oberseite der Einsatzplatte (22) ein Freiraum (43) vorhanden ist, wobei die einzige oder letzte Stanzstation der zweiten Stanzeinrichtung (40) in der Einsatzplatte (22) eine Auswurföffnung (42) für das fertige Bauteil besitzt.
  9. Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stanzeinrichtung (30) ein Prägeeinsatz (34) angeordnet ist, welcher das Setzen einer Ringzacke (12) ermöglicht.
  10. Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das die Federkraft des Gegenhaltestempels (32) einerseits so hoch ist, dass eine Gegenkraft zur Druckkraft des Vorschnittstempels (31) von unten aufgebracht wird und andererseits aber so klein ist, dass die vorgeschnittene Stanzbutze (11) nicht wieder in den Materialstreifen (12) zurück gedrückt wird.
  11. Folgeverbundwerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschnittstempel (31) eine Abmessung besitzt, welche einen Vorschnitt mit Aufmaß (A) im Vergleich zum Maß der gewünschten Kontur des Bauteils (15) erzeugt.
  12. Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschnittstempel (31) so geführt ist, dass er zu einem unvollständiger Vorschnitt führt, nämlich der Vorschnittstempel (31) nicht vollständig in den Materialstreifen (10) eindringen kann, so dass die entstehende Stanzbutze (11) mit dem Materialstreifen (10) verbunden bleibt.
  13. Folgeverbundwerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnittstempel (41) eine Abmessung zum Ausschnitt des Bauteils (15) mit exakter Kontur besitzt.
  14. Folgeverbundwerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite der Einsatzplatte (22) benachbart zur Auswurföffnung (42) der Freiraum (43) zum Aufsetzen der Stanzbutze (11) vorhanden ist und dieser Freiraum (43) größer als das Aufmaß (A) der Stanzbutze (11) ist.
  15. Folgeverbundwerkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Freiraum (43) der Einsatzplatte (22) ein Stützelement (44) angeordnet ist.
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DE2727445B1 (de) 1977-06-18 1979-01-04 Lange Kurt Prof Dr Ing Verfahren und Vorrichtung zum Ausschneiden und/oder Lochen von Werkstuecken aus metallischen Flachwerkstoffen
EP2303488B1 (de) 2008-07-03 2012-02-08 Feintool Intellectual Property AG Verfahren und vorrichtung zum herstellen von feinschneidteilen aus einem materialstreifen

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