DE4440085A1 - Umformverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung flächi­ ger Formteile aus Metall unter Verwendung einer Metallplatte oder eines Metallstreifens mit planparallel zueinander lie­ gender Ober- und Unterseite, wobei die Formteile Bereiche geringerer Dicke aufweisen.

Die Herstellung von Formteilen aus Metall, die Bereiche geringerer Dicke aufweisen, erfolgt nach dem Stand der Tech­ nik z. B. zunächst mit Hilfe eines Stanzwerkzeuges, in dem die entsprechenden Teile aus einer Metallplatte oder einem Metallstreifen ausgestanzt werden. Anschließend werden die ausgestanzten Rohlinge z. B. mit Hilfe einer Drehbank oder einer Fräse spanabhebend bearbeitet, um auf diese Weise die Bereiche geringerer Dicke zu schaffen.

Die Erzeugung von Stanzteilen mit Bereichen geringerer Dicke mit Hilfe einer aus Widerlager und Druckstempel bestehenden Presse oder in einem Gesenk ist im Normalfall nicht möglich, da das Metall unterhalb des Druckstempel s bei genügend hohen Druckkräften aufgrund der Volumenkonstanz seitlich auswan­ dert und zu Verwerfungen oder Ausbauchungen des Metallstrei­ fens bzw. Stanzteiles im Bereich neben dem Druckstempel führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Metall mit planparalleler Ober- und Unterseite zu schaffen, die Bereiche geringerer Dicke aufweisen, nach dem das Formteil ohne zusätzliche spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bereiche geringerer Dicke in einer aus Widerlager und Druck­ stempel bestehenden Presse erzeugt werden, wobei im Metall­ streifen, im Widerlager und/oder im Druckstempel Aussparun­ gen ausgebildet sind und die Preßkraft des Druckstempels so gewählt wird, daß sich das Metall zwischen Widerlager und Druckstempel plastisch fließend verformt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also beispielsweise ein Metallstreifen mit planparallel zueinander liegender Ober- und Unterseite in ein Preßwerkzeug eingelegt, das aus einem flächigen unteren Widerlager und einem Druckstempel besteht, der gegen den eingelegten Metallstreifen bewegbar ist.

Im Bereich unterhalb des Druckstempels ist dann beispiels­ weise im Metallstreifen ein Loch ausgestanzt, dessen Durch­ messer kleiner ist als der Durchmesser des Druckstempels. Beim anschließenden Preßvorgang wird bei entsprechend hohen Drücken das Metall unterhalb des Druckstempels über die Elastizitäts- bzw. Streckgrenze hinaus beaufschlagt, so daß es zu einem plastischen Fließen des Materials kommt. Auf­ grund des durch das Stanzloch gebildeten Freiraumes kann das plastisch fließende Metall quer zur Druckkraft radial nach innen auswandern, wobei das Stanzloch entsprechend konzen­ trisch kleiner wird.

Die Verringerung des Durchmessers des Stanzloches hängt dabei von der Eindringtiefe des Druckstempels in den Metall­ streifen ab.

Dieses Umformverfahren bietet sich insbesondere bei Stanz­ teilen an, bei denen der Bereich geringerer Dicke eine mit­ tige Aussparung oder eine entsprechende Bohrung aufweisen, wenn dies aus Gründen der Funktionalität möglich ist. Der­ artige Stanzteile sind beispielsweise die Halteplatten von Glasschneidern, auf die im Bereich der geringeren Dicke ein Schneidrädchenhalter (Rosette) gesetzt und dort mit Hilfe einer Schraube befestigt wird, die das verringerte Stanzloch durchgreift.

Überraschenderweise wurde bei der Erprobung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens festgestellt, daß sich in den Bereichen, in denen das Metall frei fließend plastisch verformt wird, zwar eine Anhebung der Festigkeits- und Härtewerte ergibt, jedoch eine unerwünschte Versprödung nur im geringen Maße feststellbar ist.

Das gleiche gilt, wenn beispielsweise in dem sonst flächigen Widerlager im Bereich unterhalb des Druckstempels Aussparun­ gen vorhanden sind, in die das durch Druckkräfte beauf­ schlagte Material bei der plastischen Verformung einfließen kann. Auch hier findet bei einem erwünschten Anstieg der Festigkeits- und Härtewerte nur eine geringe Versprödung statt. Bei der Herstellung von Stanzteilen gemäß der letzt­ genannten Verfahrensvariante können die in die Aussparungen des Widerlagers eingeflossenen Metallzapfen mechanisch ent­ fernt werden, sie sind jedoch in anderen Fällen erwünscht oder gerade Ziel der Umformung. Beispielsweise können der­ artige Stanzteile mit einseitig vorstehenden Zapfen als Schneidrädchenhalter für Glasschneider verwendet werden, wobei die Schneidrädchen axial auf die vorstehenden Zapfen aufgesetzt werden. Im Vergleich zu etwa mit einer Teller­ fräse ausgefrästen Schneidrädchenhaltern weisen die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Stanzteile im Bereich der Zapfen geringere Toleranzen neben dem bereits erwähnten verbesserten Festigkeitseigenschaften auf.

Bei dem zuletzt beschriebenen Herstellungsverfahren ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser des Druckstempels größer als der Durchmesser der im Widerlager eingebrachten Bohrun­ gen bzw. Aussparungen ist, da hierdurch offensichtlich das Fließverhalten des plastisch verformten Metalles verbessert wird. Auch kann das insgesamt vom Stempel eingedrückte Mate­ rial bzgl. seines Volumens etwas größer sein als die im Widerlager ausgebildete Bohrung, ohne daß es zu Materialver­ werfungen neben dem Druckstempel kommt.

Im Prinzip wird das freie Fließen des plastisch verformten Materials auch dadurch ermöglicht, daß im Druckstempel ent­ sprechende Aussparungen vorgesehen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit Hilfe eines Werkzeuges durchgeführt, in dem mehrere sogenannte Folgewerkzeuge hintereinander angeordnet sind und der Me­ tallstreifen bzw. das spätere Stanzteil nacheinander mehre­ ren Stanz- oder Preßvorgängen unterworfen wird. Dazu ist jedoch eine genaue Positionierung des Metallstreifens un­ terhalb der jeweiligen Stanz- oder Preßwerkzeuge erforder­ lich. Diese Positionierung kann z. B. mit Hilfe von seitli­ chen Stanzlöchern erfolgen, in die im Werkzeug angeordnete Führungsstifte, sogenannte Fänger, eingreifen und den Streifen relativ zu den Stanz- oder Preßwerkzeugen fixieren.

Um die Stanzteile nach den jeweiligen Bearbeitungsschritten vom Widerlager abzuheben, können im Werkzeug angeordnete, unter Federvorspannung stehende Hebestifte verwendet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veran­ schaulicht und wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Metallstreifen, der einem Stanz- und einem Preßvorgang mit Hilfe von Folgewerkzeugen unter­ worfen wurde,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Streifen gemäß Fig. 1 längs der Linie I-I,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Stanzteil, das in einer Presse mit zwei Druckstempeln und entsprechenden zylindrischen Aussparungen im Widerlager herge­ stellt wurde und

Fig. 4 einen Schnitt durch das Stanzteil gem. Fig. 3 längs der Linie III-III.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Streifen 1 wurde in einem Folgewerkzeug in zwei Bearbeitungsschritten herge­ stellt.

Zunächst wurde das auf der linken Seite gezeigte kreisrunde Stanzloch 2 erzeugt. Anschließend wird in einem zweiten Bearbeitungsschritt ein nicht gezeigter Druckstempel ver­ wendet, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Stanzlochs 2. Da bei der Bearbeitung der Streifen 1 auf einem flächigen Widerlager aufliegt, kann das Metall unter­ halb des Druckstempels unter Verringerung des Stanzloches 2 radial nach innen fließen, so daß ein Bereich verringerter Dicke 3 mit einem verkleinerten Innenloch 4 gebildet wird.

Anschließend können mit einem Folgewerkzeug weitere, nicht dargestellte Bearbeitungsschritte erfolgen und z. B. die Halteplatte eines Glasschneiders hergestellt werden.

Bei dem Stanzteil gem. Fig. 3 und Fig. 4 liegt das Stanzteil 5 auf einem nicht gezeigten Widerlager auf, in dem zwei zylindrische Bohrungen ausgebildet sind. Oberhalb dieser Bohrungen befindet sich jeweils ein Druckstempel, der gegen das Stanzteil 5 geführt wird, so daß das Material unterhalb des Druckstempel s plastisch zu fließen beginnt und in die zylindrischen Bohrungen des Widerlagers einfließt, so daß untere Zapfen 6 gebildet werden, denen jeweils Bereiche geringerer Dicke 7 gegenüberliegen.

Das dargestellte Stanzteil kann in einem weiteren Bearbei­ tungsschritt mit einem mittigen Stanzloch versehen werden, das wie das Innenloch gem. Fig. 1 und 2 von einer Befesti­ gungsschraube durchgriffen wird, so daß das als Schneidräd­ chenhalter dienende Stanzteil 5 in der Halteplatte eines Glasschneiders befestigt werden kann. Die Zapfen 6 dienen dabei zur axialen Aufnahme der Schneidrädchen.

Bezugszeichenliste

1 Streifen
2 Stanzloch
3 Bereich verringerter Dicke
4 Innenloch
5 Stanzteil
6 Zapfen
7 Bereich verringerter Dicke

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung flächiger Formteile aus Me­ tall unter Verwendung einer Metallplatte oder eines Metallstreifens mit planparallel zueinander liegender Ober- und Unterseite, wobei die Formteile Bereiche geringerer Dicke aufweisen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bereiche geringerer Dicke (3, 7) in einer aus Widerlager und Druckstempel bestehenden Presse erzeugt werden, wobei im Metall­ streifen (1), im Widerlager und/oder im Druckstempel Aussparungen ausgebildet sind und die Preßkraft des Druckstempels so gewählt wird, daß sich das Metall zwischen Widerlager und Druckstempel plastisch fließend verformt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erzeugung der Bereiche geringerer Dicke (3, 7) in einem Werkzeug erfolgt, in dem der Metallstreifen (1) geführt und mehreren Preß­ und/oder Stanzvorgängen unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Metallstreifen (1) im Werkzeug mit Hilfe von Führungsstiften geführt bzw.

positioniert wird, die seitliche Stanzlöcher im Metall­ streifen durchgreifen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stanz­ teile nach den Preß- oder Stanzvorgängen mit Hilfe von unter Federvorspannung stehenden Hebestiften vom Wider­ lager angehoben werden.