EP0064263B1 - Apparatus for forming chamfered holes in sheet material - Google Patents

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EP0064263B1
EP0064263B1 EP19820103583 EP82103583A EP0064263B1 EP 0064263 B1 EP0064263 B1 EP 0064263B1 EP 19820103583 EP19820103583 EP 19820103583 EP 82103583 A EP82103583 A EP 82103583A EP 0064263 B1 EP0064263 B1 EP 0064263B1
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EP
European Patent Office
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holding
punch
opening
down clamp
punch holder
Prior art date
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EP19820103583
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German (de)
French (fr)
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EP0064263A2 (en
EP0064263A3 (en
Inventor
Ferdinand Dietz
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP0064263A3 publication Critical patent/EP0064263A3/en
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Publication of EP0064263B1 publication Critical patent/EP0064263B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/04—Stamping using rigid devices or tools for dimpling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/02—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution
    • B24B39/023—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls

Definitions

  • the invention relates to a tool for producing countersunk holes in a perforated sheet metal on a punching machine, with a hold-down device in which a punch holder is guided, at the end of which a stamping die is attached, which has a cross-section corresponding to the desired countersink, in particular a conical shaped section, and one adjoining shaped pin with a diameter corresponding to the hole diameter of the countersunk hole, the shaped pin fitting into the opening of a die attached to the underside of the sheet and the edge of the hold-down opening and the edge of the die opening being sharp-edged.
  • this known tool has the very decisive disadvantage that after the holding-down device has been placed on the sheet metal and at the start of the shaping or embossing process, a wide annular gap is formed between the inner surface of the opening of the holding-down device and the outer surface of the shaped section of the stamping die.
  • the sheet metal material rise upward into the annular gap when the stamping die penetrates the pre-punched sheet, i.e. an annular bead protruding above the top of the sheet forms around the upper edge of the countersunk hole to be produced.
  • a tool with a hold-down device, in which a stamp holder is guided, at the end of which a stamp is attached via a shaft section, which has a conical shaped section and an adjoining shaped pin.
  • the shaft section has the same cross section as the shaped section at its uppermost end and is guided in an opening of the hold-down device with tight play.
  • This known tool also has a die arranged under the sheet metal underside with an opening which, in contrast to the above-mentioned known tool for producing countersunk holes by stamping, has not only the shaped pin of the stamping die, but above all the conical shaped section of the die Stamp is adapted, ie the opening of the die is designed in this known tool so that it widens upwards in the shape of a truncated cone or funnel, so that - in contrast to the known tool mentioned above - the opening in the die is not at its edge is sharp-edged.
  • This known tool is exclusively intended or suitable for producing openings with a passage in a sheet, ie openings in which the sheet metal material surrounding the opening is deformed in the shape of a truncated cone or funnel to the underside of the sheet.
  • a stamping of the sheet metal material does not take place with this known tool, but the material is only pressed when the tool is closed by the embossing die into the opening of the die which widens in the shape of a truncated cone or funnel or pulled in.
  • a tool of the type described at the outset is designed according to the invention in such a way that the embossing stamp is attached to the end of the stamp holder via a shank section, that the shank section has the same cross section as the shaped section at its upper end, and that the shank section is in the opening of the hold-down is guided with tight play, and that the die is curved upwards on its side facing the shaft section.
  • the shank section between the die and the punch holder is guided with tight play in the hold-down opening, the surface of the hold-down which lies on the sheet metal reaches right up to the edge of the countersink to be produced and thus presses from the start even before penetration of the die into the sheet immediately after this edge on the sheet surface and thus prevents the sheet material from being deformed (during the penetration of the die) that material is pushed upward beyond the edge of the countersink. This prevents bulging or bulging at the edge of the countersink in the making. In this area, the sheet surface remains unaffected by any material deformation and thus remains completely flat and uniform.
  • the arched design of the die further ensures that the required parallelism of the top and bottom of the sheet is retained in the area of the embossing.
  • the tool according to the invention which, like punching tools, can be attached and replaced on the rotary plate of an NC punching machine, makes it possible for the first time to produce countersunk holes by embossing on an NC punching machine at the same time as punching out any holes in a sheet metal, since this affects the sheet metal surfaces immediate surroundings of the countersunk holes, but also influences of immediately adjacent holes in the sheet metal can be avoided.
  • the diameter of the shaft section guided with tight play in the hold-down opening depends on the largest outer diameter of the shaped section of the die, i.e. according to the outer diameter of the conical shaped section, for example, which determines the outer edge of the countersink in the sheet.
  • the shaft section does not necessarily have to have a circular cross section, the cross section depends rather on the shape of the respective shaped section for forming the countersunk hole, which, depending on the shape of the shaped section, can also have any cross section deviating from the circular shape.
  • corresponding countersunk holes can be made in sheet metal from 0.5 mm, and not only standard or pointed countersinks, but also arbitrarily shaped special countersinks.
  • the tool according to the invention can also be produced very easily and cheaply with differently shaped stamping dies.
  • the entire structure of the tool does not have to be changed. Rather, it suffices to change the embossing die, the shaft section and the opening in the holding-down device which receives the stamp accordingly.
  • the tool according to the invention can therefore be designed very universally and can be modified for a wide variety of special purposes.
  • the embossing tool shown is constructed similarly to a punching tool used in NC punching machines, it consists of a punch holder 2 which is slidably arranged in a hold-down device 5.
  • a compression spring 3 is arranged between the holding-down device 5 and the upper end of the punch holder 2 interacting with the plunger 10 of the punching machine.
  • the stamp holder 2 is screwed to the upper pressure plate 4 and slidably slidable in the lower pressure plate.
  • the tool is attached in a known manner to an upper tool carrier 8 of the machine via the hold-down device 5, and a die 7 is attached to a lower carrier 9 of the machine.
  • a depth adjustment screw 1 is provided, which can be finely adjusted by hand using a vernier.
  • the actual embossing tool 6 is attached, which is guided with its cylindrical shaft with a close fit in the opening 12 of the hold-down device 5.
  • the end of the embossing die 6 is designed to form a hole with a countersink, that is to say a conical shaped section 13 adjoins the cylindrical shaft of the embossing die 6 and is shaped in accordance with the desired countersink.
  • This conical shaped section 13 merges into a cylindrical shaped section 14, the diameter of which corresponds to the hole diameter of the desired countersunk hole.
  • the opening 15 of the die 7 is selected in cross section and in diameter so that the shape section 14 fits into it with a slight play.
  • a cylindrical hole 16 is first punched out at the desired location in the sheet metal by a previous punching process, the inside diameter of which is selected to be somewhat larger than the inside diameter of the hole determined by the shaped section 14 of the countersunk hole to be produced.
  • the diameter of this cylindrical pre-punched hole 16 is chosen to be approximately 10 to 40% larger than the diameter of the desired countersunk hole.
  • the excess of this hole 16 depends, of course, on the type of countersink, the sheet material used, the sheet thickness, etc., but in any case it can very easily be determined by the person skilled in the art by trials.
  • the embossing depth shown in FIG. 2 and determined by the setting of the depth adjustment screw 1 is reached, the embossing die has deformed the edges of the hole 16 in accordance with the outline shape of its shaped sections 13 and 14, and the sheet metal material is in the sense of the arrows 17 shown in FIG. 2 has been displaced so that finally a countersunk hole 18 shown in Fig. 2 is formed.
  • a countersunk hole 18 is formed in this way, which ideally has a cylindrical hole section corresponding to the diameter of the shaped section 14 and an adjoining one and the shape of the shaped section 13 has corresponding conical countersunk section.
  • the sheet 11 is firmly clamped between the end face of the hold-down device 5 and the upper side of the die 7, namely the clamping pressure is determined by the spring 3.
  • the embossing die 6 is guided with very tight play of, for example, only 1/100 mm in the associated opening of the hold-down device, the material cannot be pushed upwards beyond the upper side of the sheet metal during the embossing process, so that it becomes a bulge or bulge on the edge the reduction 18 or 19 avoided.
  • upsetting on the back of the sheet metal 11 is avoided by the relatively tight play between the die opening 15 and the shaped section 14, this play amounts to approximately 3/100 mm, for example.
  • the edges of the openings 12 and 15 are very sharp-edged.
  • the die 7 is preferably curved slightly upward, for example curved up to about 0.5 ° in the direction of the sheet.
  • Fig. 3 shows another.Form for the shaped portion of the embossing die 6, this is shaped in the embodiment shown that a flat countersink 20 is formed.
  • the embossing process including the prepared punching out of a larger hole 16, is as described in connection with FIGS. 1 and 2 Material does not flow obliquely outwards, as in the case of the pointed countersink according to FIGS. 1 and 2, but above all downwards and is almost exclusively compressed in the lower region in the production of this flat countersink 20, as is again indicated in FIG. 3 by the arrows 17 .
  • a counter-tool with a fixed die is provided instead of the die 7, so that the desired countersinks are automatically formed on both sides when the upper tool is lowered and the embossing process begins via the die 6.
  • the upper and lower dies are matched to each other in this case.
  • the stamping die 6 does not necessarily have to have a circular cross section, the shaft section could possibly also have an angular cross section, for example if the depression should also be angular.
  • a suitable lubricant is preferably continuously supplied during the stamping process, as is known per se with stationary tools of a similar type.
  • a bore 24 leading from its end face into the space 27 in the holding-down device 5 is formed in the punch holder 2 and is aligned with a corresponding inflow channel 26 in the plunger 10 of the punching machine.
  • Corresponding channels 25 are also formed in the holding-down device 5, which open into the wall of the opening of the holding-down device.
  • Lubricant can be supplied to the stamp 6 via the channel 26, the bore 24, the space 27 and the channel 25, as shown in FIG. 1.
  • An oil-air mixture for lubricating and cooling the die 6 can also be supplied via the channel 26.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Herstellen von Senklöchern in einem gelochten Blech auf einer Stanzmaschine, mit einem Niederhalter, in dem ein Stempelhalter geführt ist, an dessen Ende ein Prägestempel angebracht ist, der einen den Querschnitt der gewünschten Ansenkung entsprechenden, insbesondere konischen Formabschnitt und einen daran anschließenden Formzapfen mit einem dem Lochdurchmesser des Senkloches entsprechenden Durchmesser aufweist, wobei der Formzapfen in die Öffnung einer auf der Blechunterseite angebrachten Matrize paßt und der Rand der Niederhalteröffnung und der Rand der Matrizenöffnung scharfkantig ausgebildet sind.The invention relates to a tool for producing countersunk holes in a perforated sheet metal on a punching machine, with a hold-down device in which a punch holder is guided, at the end of which a stamping die is attached, which has a cross-section corresponding to the desired countersink, in particular a conical shaped section, and one adjoining shaped pin with a diameter corresponding to the hole diameter of the countersunk hole, the shaped pin fitting into the opening of a die attached to the underside of the sheet and the edge of the hold-down opening and the edge of the die opening being sharp-edged.

Es ist bekannt, Senklöcher in einem Blech dadurch herzustellen, daß in dem Blech zunächst ein Loch ausgestanzt wird, dessen Durchmesser etwas größer ist als der gewünschte Innendurchmesser des mit der Senkung versehenen Loches, wobei dann mit einem der Form des gewünschten Senkloches entsprechenden Prägestempel in diesem Stanzloch durch Materialverdrängung das gewünschte Senkloch geprägt wird (FR-A-998 229). Es ist hierfür insbesondere auch bekannt, ein Werkzeug zu verwenden, bei dem der Prägestempel zum Ausformen des Senkloches mit dem beispielsweise konischen Formabschnitt zum Ausformen der Senkung unmittelbar an der Stirnseite eines Stempelhalters mit größerem Außendurchmesser angebracht ist, wobei dieser Stempelhalter wie bei Stanzwerkzeugen üblich in einer entsprechenden Bohrung oder Öffnung des Niederhalters geführt ist. Dieses bekannte Werkzeug hat allerdings den ganz entscheidenden Nachteil, daß nach dem Aufsetzen des Niederhalters auf das Blech und am Beginn des Form- bzw. Prägevorgangs zwischen der Innenfläche der Offnung des Niederhalters und der Außenfläche des Formabschnittes des Prägestempels ein breiter Ringspalt gebildet ist. Hierdurch besteht die Tendenz, daß sich das Blechmaterial beim Eindringen des Prägestempels in das vorgelochte Blech nach oben in den Ringspalt aufwirft, d.h. sich um den oberen Rand des herzustellenden Senkloches ein über die Oberseite des Bleches vorstehender Ringwulst ausbildet. Durch das endgültige Absenken des Stempelhalters bis zur unmittelbaren Anlage gegen die Oberseite des Bleches könnte bei dem bekannten Werkzeug zwar versucht werden, eine solche Aufwölbung wieder etwas flach zu drücken, da der Formgebungsprozeß dann jedoch bereits abgeschlossen ist, läßt sich das die Aufwölbung bildende Blechmaterial nicht mehr ohne weiteres nach unten verdrängen, so daß immer eine gewisse Unebenheit am Rand des Senkloches in Form einer mehr oder weniger platt gedrückten Aufwulstung oder Aufstauchung verbleibt. Die Blechoberfläche ist somit zumindest am oberen Rand der Ansenkung verformt. Das bekannte Werkzeug wäre deshalb vor allem auch nicht für moderne NC-Stanzmaschinen geeignet, bei denen gleichzeitig beliebige Stanzungen und Prägungen von Senklöchern eng nebeneinander ausgeführt werden sollen. Obwohl bei dem bekannten Werkzeug die an der Blechunterseite vorgesehene Matrize eine Öffnung aufweist, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser des Formzapfens ist bzw. in die dieser Formzapfen paßt und die an ihrem Rand ebenso wie die Niederhalteröffnung scharfkantig ausgebildet ist und bei geschlossenem Werkzeug ausschließlich den Formzapfen aufnimmt, ergeben sich beim Arbeiten mit diesen bekanntem Werkzeug auch Probleme dahingehend, daß eine vollkommen plane Unterseite des Bleches sowie die erforderliche Parallelität der Ober- und Unterseite des Bleches in Bereich der Prägung nicht erreicht werden können.It is known to produce countersunk holes in a sheet metal by first punching a hole in the sheet metal, the diameter of which is slightly larger than the desired inside diameter of the hole provided with the countersink, and then using an embossing die corresponding to the shape of the desired countersunk hole in the latter Punch hole is stamped by material displacement, the desired countersunk hole (FR-A-998 229). For this purpose, it is also known in particular to use a tool in which the stamping die for shaping the countersunk hole, for example with the conical shaped section for shaping the countersink, is attached directly to the end face of a punch holder with a larger outside diameter, this punch holder, as is customary with punching tools, in one corresponding hole or opening of the hold-down is guided. However, this known tool has the very decisive disadvantage that after the holding-down device has been placed on the sheet metal and at the start of the shaping or embossing process, a wide annular gap is formed between the inner surface of the opening of the holding-down device and the outer surface of the shaped section of the stamping die. As a result, there is a tendency for the sheet metal material to rise upward into the annular gap when the stamping die penetrates the pre-punched sheet, i.e. an annular bead protruding above the top of the sheet forms around the upper edge of the countersunk hole to be produced. By finally lowering the punch holder up to the direct abutment against the top of the sheet, attempts could be made to flatten such a bulge again in the known tool, but since the shaping process is then already completed, the sheet material forming the bulge cannot be displace more easily so that there is always a certain unevenness at the edge of the countersunk hole in the form of a more or less flattened bulge or bulge. The sheet surface is thus deformed at least at the upper edge of the countersink. The known tool would therefore above all not be suitable for modern NC punching machines in which any punching and embossing of countersunk holes are to be carried out closely next to one another. Although in the known tool the die provided on the sheet metal underside has an opening, the diameter of which is equal to the diameter of the mold pin or into which this mold pin fits, and which, like the hold-down opening, is sharp-edged at its edge and only receives the mold pin when the tool is closed When working with this known tool, problems also arise in that a completely flat underside of the sheet and the required parallelism of the top and bottom of the sheet cannot be achieved in the area of the embossing.

Bekannt ist weiterhin ein Werkzeug (GB-A-511 106) mit einem Niederhalter, in dem ein Stempelhalter geführt ist, an dessen Ende über einen Schaftabschnitt ein Prägestempel angebracht ist, der einen konischen Formabschnitt und einen daran anschließenden Formzapfen aufweist. Der Schaftabschnitt besitzt dabei den gleichen Querschnitt wie der Formabschnitt an seinem obersten Ende und ist in einer Öffnung des Niederhalters mit engem Spiel geführt. Dieses bekannte Werkzeug besitzt weiterhin eine unter der Blechunterseite angeordnete Matrize mit einer Öffnung, die in ihrem Querschnitt - im Gegensatz zu dem voranstehend genannten bekannten Werkzeug zum Herstellen von Senklöchern durch Prägen - nicht nur dem Formzapfen des Prägestempels, sondern vor allem auch den konischen Formabschnitt des Prägestempels angepaßt ist, d.h. die Öffnung der Matrize ist bei diesen bekannten Werkzeug so ausgebildet, daß sie sich nach oben hin kegelstumpf- oder trichterförmig erweitert, so daß -ebenfalls im Gegensatz zu den vorangenannten bekannten Werkzeug - die Öffnung in der Matrize an ihrem Rand nicht scharfkantig ausgebildet ist. Dieses bekannte Werkzeug ist ausschließlich dazu bestimmt oder geeignet, um in einem Blech Öffnungen mit einem Durchzug herzustellen, d.h. Öffnungen, bei denen das die Öffnung umgebende Blechmaterial zur Unterseite des Bleches kegelstumpf- oder trichterförmig verformt ist. Eine Prägung des Blechmaterials, wie es für die Herstellung von Senklöchern erforderlich ist, findet mit diesem bekannten Werkzeuges nicht statt, sondern das Material wird lediglich beim Schließen des Werkzeugs durch den Prägestempel in die sich nach oben hin kegelstumpf-oder trichterförmig erweiternde Öffnung der Matrize hineingedrückt bzw. hineingezogen. Insbesondere das Problem einer Aufwulstung oder Aufstauchung des Blechmaterials an der Blechoberseite, aber auch Probleme hinsichtlich der Planheit der Blechunterseite sowie der Parallelität der Ober-und Unterseite des Bleches stellen sich bei der mit diesem Werkzeug angestrebten Verformung überhaupt nicht.Also known is a tool (GB-A-511 106) with a hold-down device, in which a stamp holder is guided, at the end of which a stamp is attached via a shaft section, which has a conical shaped section and an adjoining shaped pin. The shaft section has the same cross section as the shaped section at its uppermost end and is guided in an opening of the hold-down device with tight play. This known tool also has a die arranged under the sheet metal underside with an opening which, in contrast to the above-mentioned known tool for producing countersunk holes by stamping, has not only the shaped pin of the stamping die, but above all the conical shaped section of the die Stamp is adapted, ie the opening of the die is designed in this known tool so that it widens upwards in the shape of a truncated cone or funnel, so that - in contrast to the known tool mentioned above - the opening in the die is not at its edge is sharp-edged. This known tool is exclusively intended or suitable for producing openings with a passage in a sheet, ie openings in which the sheet metal material surrounding the opening is deformed in the shape of a truncated cone or funnel to the underside of the sheet. A stamping of the sheet metal material, as is required for the production of countersunk holes, does not take place with this known tool, but the material is only pressed when the tool is closed by the embossing die into the opening of the die which widens in the shape of a truncated cone or funnel or pulled in. In particular, the problem of bulging or upsetting of the sheet material on the upper side of the sheet, but also problems with regard to the flatness of the underside of the sheet and the parallelism of the upper and lower sides of the sheet arise with the deformation aimed at with this tool not at all.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug zu schaffen, mit dem auf üblichen NC-Stanzmaschinen zusammen mit dort verwendeten Stanzwerkzeugen gleichzeitig auch Senklöcher in verschiedensten Formen und Querschnitten herstellbar sind, und zwar ohne eine Aufwulstung oder Aufstauchung des Blechmaterials an einer Oberflächenseite sowie ohne die Gefahr, daß die Parallelität der Ober- und Unterseite des Bleches verlorengeht.It is an object of the invention to provide a tool with which counterbores in various shapes and cross sections can also be produced on conventional NC punching machines together with punching tools used there, and without bulging or upsetting of the sheet material on a surface side and without the risk that the parallelism of the top and bottom of the sheet is lost.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Werkzeug der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der Prägestempel über einen Schaftabschnitt am Ende des Stempelhalters angebracht ist, daß der Schaftabschnitt den gleichen Querschnitt wie der Formabschnitt an seinen oberen Ende besitzt, und daß der Schaftabschnitt in der Öffnung des Niederhalters mit engem Spiel geführt ist, und daß die Matrize an ihrer dem Schaftabschnitt zugewendeten Seite nach oben gewölbt ausgebildet ist.To achieve this object, a tool of the type described at the outset is designed according to the invention in such a way that the embossing stamp is attached to the end of the stamp holder via a shank section, that the shank section has the same cross section as the shaped section at its upper end, and that the shank section is in the opening of the hold-down is guided with tight play, and that the die is curved upwards on its side facing the shaft section.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug der Schaftabschnitt zwischen Prägestempel und Stempelhalter mit engem Spiel in der Niederhalteröffnung geführt ist, reicht die auf dem Blech aufliegende Fläche des Niederhalters bis unmittelbar an den Rand der herzustellenden Ansenkung und drückt somit von Anfang an auch schon vor dem Eindringen des Prägestempels in das Blech unmittelbar anschließend an diesen Rand auf die Blechoberfläche und verhindert so beim anschließenden Verformen des Blechmaterials (während des Eindringens des Prägestempels), daß Material nach oben über den Rand der Ansenkung hinausgedrängt wird. Dadurch wird eine Aufwulstung oder Aufstauchung am Rand der Ansenkung im Entstehen verhindert. Die Blechoberfläche bleibt in diesem Bereich unbeeinflußt von irgendwelchen Materialverformungen und bleibt somit auch völlig eben und gleichförmig. Durch die gewölbte Ausbildung der Matrize ist weiterhin sichergestellt, daß auch die erforderliche Parallelität der Ober- und Unterseite des Bleches im Bereich der Prägung erhalten bleibt. Das erfindungsgemäße Werkzeug, welches ebenso leicht wie Stanzwerkzeuge an den Drehteller eine NC-Stanzmaschine angebracht und ausgewechselt werden kann, ermöglicht es erstmals Senklöcher durch Prägen auf einer NC-Stanzmaschine gleichzeitig mit dem Ausstanzen beliebiger Löcher in einem Blech herzustellen, da eine Beeinträchtigung der Blechoberflächen in unmittelbarer Umgebung der Senklöcher, aber auch Beeinflussungen von unmittelbar benachbarten Löchern in den Blech vermieden werden.Characterized in that in the tool according to the invention the shank section between the die and the punch holder is guided with tight play in the hold-down opening, the surface of the hold-down which lies on the sheet metal reaches right up to the edge of the countersink to be produced and thus presses from the start even before penetration of the die into the sheet immediately after this edge on the sheet surface and thus prevents the sheet material from being deformed (during the penetration of the die) that material is pushed upward beyond the edge of the countersink. This prevents bulging or bulging at the edge of the countersink in the making. In this area, the sheet surface remains unaffected by any material deformation and thus remains completely flat and uniform. The arched design of the die further ensures that the required parallelism of the top and bottom of the sheet is retained in the area of the embossing. The tool according to the invention, which, like punching tools, can be attached and replaced on the rotary plate of an NC punching machine, makes it possible for the first time to produce countersunk holes by embossing on an NC punching machine at the same time as punching out any holes in a sheet metal, since this affects the sheet metal surfaces immediate surroundings of the countersunk holes, but also influences of immediately adjacent holes in the sheet metal can be avoided.

Der Durchmesser des mit engem Spiel in der Niederhalteröffnung geführten Schaftabschnittes richtet sich nach dem größten Außendurchmesser des Formabschnittes des Prägestempels, d.h. nach dem Außendurchmesser beispielsweise des konischen Formabschnittes, der den äußeren Rand der Ansenkung im Blech bestimmt. Der Schaftabschnitt muß dabei nicht unbedingt kreisrunden Querschnitt besitzen, der Querschnitt richtet sich vielmehr nach der Form des jeweiligen Formabschnittes zum Ausbilden des Senkloches, welches entsprechend der Formgebung des Formabschnittes auch einen beliebigen, von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen kann.The diameter of the shaft section guided with tight play in the hold-down opening depends on the largest outer diameter of the shaped section of the die, i.e. according to the outer diameter of the conical shaped section, for example, which determines the outer edge of the countersink in the sheet. The shaft section does not necessarily have to have a circular cross section, the cross section depends rather on the shape of the respective shaped section for forming the countersunk hole, which, depending on the shape of the shaped section, can also have any cross section deviating from the circular shape.

Mit erfindungsgemäßen Werkzeug können schon in Bleche ab 0,5 mm entsprechende Senklöcher eingebracht werden, und zwar nicht nur normgerechte Spitz- oder Flachsenkungen, sondern auch beliebig geformte Sondersenkungen.With the tool according to the invention, corresponding countersunk holes can be made in sheet metal from 0.5 mm, and not only standard or pointed countersinks, but also arbitrarily shaped special countersinks.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann auch sehr einfach und billig mit verschieden geformten Prägestempeln hergestellt werden.Um Ansenkungen mit unterschiedlicher Form und unterschiedlichem Querschnitt herzustellen, muß nicht der gesamte Aufbau des Werkzeugs geändert werden. Es genügt vielmehr, den Prägestempel, den Schaftabschnitt und die diesen aufnehmende Öffnung im Niederhalter entsprechend zu ändern. Das Werkzeug gemäß der Erfindung ist daher sehr universell gestaltbar und kann für die verschiedensten Spezialzwecke abgewandelt werden.The tool according to the invention can also be produced very easily and cheaply with differently shaped stamping dies. In order to produce countersinks with different shapes and different cross sections, the entire structure of the tool does not have to be changed. Rather, it suffices to change the embossing die, the shaft section and the opening in the holding-down device which receives the stamp accordingly. The tool according to the invention can therefore be designed very universally and can be modified for a wide variety of special purposes.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Absenktiefe beim Prägevorgang vorzugsweise mit einer Einstellschraube einstellbar. Die Absenktiefe kann somit unmittelbar in der Stanzmaschine eingestellt werden, ohne daß ein Ausbau des Werkzeugs erforderlich ist. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Querschnitt durch ein auch zur Verwendung auf einer NC-Stanzmaschine geeignetes Werkzeug gemäß der Erfindung, bei zurückgezogenem Prägestempel;
  • Fig. 2 das Werkzeug nach Fig. 1, jedoch mit abgesenktem Prägestempel am Ende des Prägevorgangs;
  • Fig. 3 ein Werkzeug entsprechend den Fig. 1 und 2, jedoch mit. einem Prägestempel für eine Flachsenkung.
In one embodiment of the invention, the lowering depth during the embossing process is preferably adjustable with an adjusting screw. The lowering depth can thus be set directly in the punching machine without having to remove the tool. Developments of the invention are the subject of the dependent claims. The invention is explained below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments. Show it:
  • 1 shows a cross section through a tool according to the invention, also suitable for use on an NC punching machine, with the embossing stamp withdrawn;
  • FIG. 2 shows the tool according to FIG. 1, but with the embossing die lowered at the end of the embossing process;
  • Fig. 3 shows a tool according to FIGS. 1 and 2, but with. a stamp for a flat countersink.

Das dargestellte Prägewerkzeug ist ähnlich wie ein bei NC-Stanzmaschinen verwendetes Stanzwerkzeug aufgebaut, es besteht aus einem Stempelhalter 2, der gleitend verschiebbar in einem Niederhalter 5 angeordnet ist. Zwischen Niederhalter 5 und dem oberen mit dem Stößel 10 der Stanzmaschine zusammenwirkenden Ende des Stempelhalters 2 ist über Druckplatten 4 eine Druckfeder 3 angeordnet. Der Stempelhalter 2 ist mit der oberen Druckplatte 4 verschraubt und in der unteren Druckplatte gleitend verschiebbar. Das Werkzeug ist über den Niederhalter 5 in bekannter Weise an einem oberen Werkzeugträger 8 der Maschine angebracht, an einem unteren Träger 9 der Maschine ist eine Matrize 7 angebracht. Am oberen Ende des Stempelhalters 2 ist eine Tiefeneinstellschraube 1 vorgesehen, die durch einen Nonius von Hand fein einstellbar ist. Mit ihr ist es möglich, die Senktiefe entsprechend der Blechdicke genau einzustellen. Am unteren Ende des Stempelhalters 2 ist das eigentliche Prägewerkzeug 6 angebracht, das mit seinem zylindrischen Schaft mit enger Passung in der Öffnung 12 des Niederhalters 5 geführt ist. Das Ende des Prägestempels 6 ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zum Ausformen eines Loches mit Spitzsenkung ausgebildet, d.h. anschließend an den zylindrischen Schaft des Prägestempels 6 schließt sich ein konischer Formabschnitt 13 an, der entsprechend der gewünschten Spitzsenkung geformt ist. Dieser konische Formabschnitt 13 geht über in einen zylindrischen Formabschnitt 14, dessen Durchmesser dem Lochdurchmesser des gewünschten Senkloches entspricht. Die Öffnung 15 der Matrize 7 ist im Querschnitt und im Durchmesser so gewählt, daß in sie der Formabscnitt 14 mit leichtem Spiel paßt.The embossing tool shown is constructed similarly to a punching tool used in NC punching machines, it consists of a punch holder 2 which is slidably arranged in a hold-down device 5. A compression spring 3 is arranged between the holding-down device 5 and the upper end of the punch holder 2 interacting with the plunger 10 of the punching machine. The stamp holder 2 is screwed to the upper pressure plate 4 and slidably slidable in the lower pressure plate. The tool is attached in a known manner to an upper tool carrier 8 of the machine via the hold-down device 5, and a die 7 is attached to a lower carrier 9 of the machine. At the top of the Stamp holder 2, a depth adjustment screw 1 is provided, which can be finely adjusted by hand using a vernier. With it, it is possible to set the countersink depth exactly according to the sheet thickness. At the lower end of the stamp holder 2, the actual embossing tool 6 is attached, which is guided with its cylindrical shaft with a close fit in the opening 12 of the hold-down device 5. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the end of the embossing die 6 is designed to form a hole with a countersink, that is to say a conical shaped section 13 adjoins the cylindrical shaft of the embossing die 6 and is shaped in accordance with the desired countersink. This conical shaped section 13 merges into a cylindrical shaped section 14, the diameter of which corresponds to the hole diameter of the desired countersunk hole. The opening 15 of the die 7 is selected in cross section and in diameter so that the shape section 14 fits into it with a slight play.

Zum Herstellen eines Senkloches nach der Erfindung in einem Blech 11 wird in diesem zunächst an der gewünschten Stelle durch einen vorhergehenden Stanzvorgang auf der NC-Stanzmaschine ein zylindrisches Loch 16 ausgestanzt, dessen Innendurchmesser etwas größer gewählt ist als der durch den Formabschnitt 14 bestimmte Innendurchmesser des Loches des herzustellenden Senkloches. In der Praxis wird der Durchmesser dieses zylindrischen vorgestanzten Loches 16 etwa 10 bis 40% größer gewählt als der Durchmesser des gewünschten Senkloches. Das Übermaß dieses Loches 16 hängt natürlich von der Art der Senkung, dem verwendeten Blechmaterial, der Blechdicke usw. ab, es kann jedoch für jeden Fall sehr einfach vom Fachmann möglicherweise durch Versuche bestimmt werden. Nach dem Ausstanzen des zylindrischen Loches 16 wird dann in der NC-Stanzmaschine das Prägewerkzeug nach Fig. 1 zur Wirkung gebracht und über den Stößel 10 der Stempelhalter 2 mit dem Prägestempel 6 zusammen mit dem Niederhalter 5 nach unten in Richtung auf das Blech 11 abgesenkt, bis der Niederhalter 5 mit seiner Stirnfläche an der Blechoberseite zur Anlage kommt.To produce a countersunk hole according to the invention in a sheet metal 11, a cylindrical hole 16 is first punched out at the desired location in the sheet metal by a previous punching process, the inside diameter of which is selected to be somewhat larger than the inside diameter of the hole determined by the shaped section 14 of the countersunk hole to be produced. In practice, the diameter of this cylindrical pre-punched hole 16 is chosen to be approximately 10 to 40% larger than the diameter of the desired countersunk hole. The excess of this hole 16 depends, of course, on the type of countersink, the sheet material used, the sheet thickness, etc., but in any case it can very easily be determined by the person skilled in the art by trials. After punching out the cylindrical hole 16, the embossing tool according to FIG. 1 is then brought into effect in the NC punching machine and the plunger 10 of the punch holder 2 with the punch 6 together with the hold-down device 5 is lowered in the direction of the sheet metal 11, until the holding-down device 5 comes to rest with its end face on the upper side of the sheet metal.

Beim weiteren Absenken des Stößels 10 wird dann anschließend nur noch der Stempelhalter 2 weiter abgesenkt und die Feder 3 zusammengedrückt, der Federdruck bestimmt damit auch den Anpreßdruck des Niederhalters 5 auf die Blechoberfläche. Schließlich wird die in Fig. 2 gezeigte und durch die Einstellung der Tiefeneinstellschraube 1 bestimmte Prägetiefe erreicht, der Prägestempel hat die Ränder des Loches 16 entsprechend der Umrißform seiner Formabschnitte 13 und 14 verformt und das Blechmaterial ist im Sinne der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile 17 so verdrängt worden, daß schließlich ein in Fig. 2 dargestelltes Senkloch 18 entsteht. Da bei diesem Materialverdrängungsvorgang auch eine gewisse Verdrängung ins Blech selbst hinein stattfindet, empfiehlt es sich, diesen Prägevorgang vor anderen Stanzarbeiten am Werkstück durchzuführen, um nachträgliche Verformungen der anderen Stanzarbeiten durch den Prägevorgang zu vermeiden. Nach dem Zurückziehen des Prägestempels 6 durch Entspannen der Feder 3 und schließlich auch dem Zurückziehen des Niederhalters 5 entsteht auf diese Weise ein Senkloch 18, das im Idealfall ein dem Durchmesser des Formabschnittes 14 entsprechenden zylindrischen Lochabschnitt und einen sich daran anschließenden und der Form des Formabschnittes 13 entsprechenden konischen Senkabschnitt aufweist. In manchen Fällen ist es nicht unbedingt nötig, ein bis zur Blechrückseite durchgehend zylindrisches Loch auszubilden, es genügt beispielsweise, ein Senkloch 19 auszuformen, das auf der Rückseite ebenfalls etwas konisch sich erweitert. In diesem Fall findet kein vollständiger Materialverdrängungsvorgang statt, das Material wird im Bereich des unteren Randes des vorgestanzten Loches 16 nur teilweise verdrängt. Ein solches Senkloch 19 mit der geringeren Materialverformung besitzt den Vorteil, daß es in geringerem Abstand von anderen Ausstanzungen ausgeformt werden kann. In solche Senklöcher 19 eingesetzte Senkkopfschrauben liegen im übrigen nur am Senkkopf an und nicht an der Lochwand. Für Nietsenkungen oder Sondersenkungen wird man jedoch eine vollständige Verformung und Herstellung eines dem Prägestempel entsprechenden Loches 18 vorziehen. Während des Prägevorganges ist das Blech 11 zwischen der Stirnseite des. Niederhalters 5 und der Öberseite der Matrize 7 fest eingespannt, und zwar wird der Spanndruck durch die Feder 3 bestimmt. Nachdem der Prägestempel 6 mit sehr engem Spiel von beispielsweise nur 1/100 mm in der zugehörigen Öffnung des Niederhalters geführt ist, kann beim Prägevorgang das Material auch nicht nach oben über die Blechoberseite hinaus abgedrängt werden, es wird dadurch also eine Aufwulstung oder Aufstauchung am Rande der Senkung 18 bzw. 19 vermieden. Ebenso wird auf der Rückseite des Bleches 11 ein Aufstauchen durch das relativ enge Spiel zwischen Matrizenöffnung 15 und Formabschnitt 14 vermieden, dieses Spiel beträgt beispielsweise etwa 3/100 mm. Außerdem sind die Ränder der Öffnungen 12 und 15 sehr scharfkantig ausgebildet. Zur Erhaltung der Parallelität der Ober- und Unterseite des Bleches auch im Bereich der Prägung wird die Matrize 7 vorzugsweise etwas nach oben gewölbt ausgebildet, beispielsweise etwa bis zu 0,5° in Richtung des Bleches gewölbt.When the ram 10 is further lowered, only the punch holder 2 is then lowered further and the spring 3 is compressed, the spring pressure thus also determining the contact pressure of the hold-down device 5 on the sheet metal surface. Finally, the embossing depth shown in FIG. 2 and determined by the setting of the depth adjustment screw 1 is reached, the embossing die has deformed the edges of the hole 16 in accordance with the outline shape of its shaped sections 13 and 14, and the sheet metal material is in the sense of the arrows 17 shown in FIG. 2 has been displaced so that finally a countersunk hole 18 shown in Fig. 2 is formed. Since this material displacement process also involves a certain displacement into the sheet itself, it is advisable to carry out this stamping process prior to other stamping work on the workpiece in order to avoid subsequent deformation of the other stamping work by the stamping process. After the embossing die 6 has been withdrawn by releasing the spring 3 and finally also the holding-down device 5 has been withdrawn, a countersunk hole 18 is formed in this way, which ideally has a cylindrical hole section corresponding to the diameter of the shaped section 14 and an adjoining one and the shape of the shaped section 13 has corresponding conical countersunk section. In some cases, it is not absolutely necessary to form a hole which is cylindrical all the way to the rear of the sheet metal; for example, it is sufficient to form a countersunk hole 19 which also widens somewhat conically on the back. In this case there is no complete material displacement process, the material is only partially displaced in the area of the lower edge of the pre-punched hole 16. Such a countersunk hole 19 with the lower material deformation has the advantage that it can be formed at a closer distance from other punched holes. Countersunk screws inserted into such countersunk holes 19 are only in contact with the countersunk head and not against the hole wall. For rivet countersinks or special countersinks, however, complete deformation and production of a hole 18 corresponding to the embossing stamp will be preferred. During the embossing process, the sheet 11 is firmly clamped between the end face of the hold-down device 5 and the upper side of the die 7, namely the clamping pressure is determined by the spring 3. After the embossing die 6 is guided with very tight play of, for example, only 1/100 mm in the associated opening of the hold-down device, the material cannot be pushed upwards beyond the upper side of the sheet metal during the embossing process, so that it becomes a bulge or bulge on the edge the reduction 18 or 19 avoided. Likewise, upsetting on the back of the sheet metal 11 is avoided by the relatively tight play between the die opening 15 and the shaped section 14, this play amounts to approximately 3/100 mm, for example. In addition, the edges of the openings 12 and 15 are very sharp-edged. In order to maintain the parallelism of the top and bottom of the sheet, also in the area of the embossing, the die 7 is preferably curved slightly upward, for example curved up to about 0.5 ° in the direction of the sheet.

Fig. 3 zeigt eine andere.Form für den Formabschnitt des Prägestempels 6, dieser ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel so geformt, daß eine Flachsenkung 20 entsteht. Der Prägevorgang einschließlich der vorbereiteten Ausstanzung eines größeren Loches 16 ist wie im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschrieben, das Material fließt hier nicht wie bei der Spitzsenkung nach Fig. 1 und 2 schräg nach außen sondern vor allem nach unten und wird bei der Herstellung dieser Flachsenkung 20 fast ausschließlich im unteren Bereich verdichtet, wie dies in Fig. 3 wiederum durch die Pfeile 17 angedeutet ist.Fig. 3 shows another.Form for the shaped portion of the embossing die 6, this is shaped in the embodiment shown that a flat countersink 20 is formed. The embossing process, including the prepared punching out of a larger hole 16, is as described in connection with FIGS. 1 and 2 Material does not flow obliquely outwards, as in the case of the pointed countersink according to FIGS. 1 and 2, but above all downwards and is almost exclusively compressed in the lower region in the production of this flat countersink 20, as is again indicated in FIG. 3 by the arrows 17 .

Sollen auf beiden Seiten des Bleches entsprechende Senkungen ausgeformt werden, so ist statt der Matrize 7 ein Gegenwerkzeug mit feststehendem Prägestempel vorgesehen, so daß beim Absenken des oberen Werkzeuges und Beginn des Prägevorganges über den Prägestempel 6 automatisch auf beiden Seiten die gewünschten Senkungen ausgeformt werden. Der obere und untere Prägestempel sind in diesem Fall aneinander angepaßt. Der Prägestempel 6 muß nicht unbedingt Kreisquerschnitt besitzen, der Schaftabschnitt könnte gegebenenfalls auch eckigen Querschnitt besitzen, beispielsweise dann, wenn auch die Senkung eckig sein soll. Es genügt, wie bei Stanzwerkzeugen bekannt, die Öffnung 12 des Niederhalters an diesen Stempelquerschnitt anzupassen, gegebenenfalls auch die Öffnung 15 der Matrize, wenn auch das eigentliche Loch einen vom Kreis abweichenden Querschnitt besitzen soll und der Formabschnitt 14 entsprechenden Querschnitt besitzt. Auch exzentrische Senkungen gegenüber dem Loch können auf diese Weise hergestellt werden.If corresponding countersinks are to be formed on both sides of the sheet, a counter-tool with a fixed die is provided instead of the die 7, so that the desired countersinks are automatically formed on both sides when the upper tool is lowered and the embossing process begins via the die 6. The upper and lower dies are matched to each other in this case. The stamping die 6 does not necessarily have to have a circular cross section, the shaft section could possibly also have an angular cross section, for example if the depression should also be angular. It is sufficient, as is known in the case of punching tools, to adapt the opening 12 of the hold-down device to this punch cross-section, and possibly also the opening 15 of the die, even if the actual hole is to have a cross-section deviating from the circle and the shaped section 14 has a corresponding cross-section. Eccentric countersinks in relation to the hole can also be produced in this way.

Um beim Prägevorgang eine Materialablagerung am Prägestempel 6 und damit einen vorzeitigen Verschleiß des Werkzeuges zu vermeiden, wird während des Prägevorgangs vorzugsweise ständig ein geeeignetes Schmiermittel zugeführt, wie dies an sich bei Standwerkzeugen ähnlicher Art bekannt ist. Zu diesem Zweck ist im Stempelhalter 2 eine von seiner Stirnseite bis in den Raum 27 im Niederhalter 5 führende Bohrung 24 ausgebildet, die mit einem entsprechenden Zuflußkanal 26 im Stößel 10 der Stanzmaschine fluchtet. Im Niederhalter 5 sind außerdem entsprechende Kanäle 25 ausgebildet, die in der Wand der Öffnung des Niederhalters münden. Über den Kanal 26, die Bohrung 24, den Raum 27 und dem Kanal 25 kann Schmiermittel den Prägestempel 6 zugeführt werden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Ober den Kanal 26 kann auch ein ÖI-LuftGemisch zum Schmieren und Kühlen des Prägestempels 6 zugeführt werden.In order to avoid material deposition on the stamping die 6 and thus premature wear of the tool during the stamping process, a suitable lubricant is preferably continuously supplied during the stamping process, as is known per se with stationary tools of a similar type. For this purpose, a bore 24 leading from its end face into the space 27 in the holding-down device 5 is formed in the punch holder 2 and is aligned with a corresponding inflow channel 26 in the plunger 10 of the punching machine. Corresponding channels 25 are also formed in the holding-down device 5, which open into the wall of the opening of the holding-down device. Lubricant can be supplied to the stamp 6 via the channel 26, the bore 24, the space 27 and the channel 25, as shown in FIG. 1. An oil-air mixture for lubricating and cooling the die 6 can also be supplied via the channel 26.

Claims (8)

1. A tool for forming chamfered holes in a perforated metal sheet (11) on a punching machine, having a holding-down clamp (5), in which is guided a punch holder (2), at the end of which is mounted a punch (6, 13, 14) which comprises a shaped portion, in particular tapered, which corresponds to the cross-section of the desired chamfering and a shaping pin adjacent thereto with a diameter corresponding to the diameter of the chamfered hole, the shaping pin fitting in the opening of a die (7) disposed on the underside of the metal sheet and the edge of the opening of the holding-down clamp and the edge of the die opening being made squared, characterized in that the punch (6, 13, 14) is mounted on the end of the punch holder (2) by way of a shaft portion, the shaft portion has the same cross-section as the shaped portion (13) at its upper end, the shaft portion is guided in the opening (12) of the holding-down clamp (5) with tight play, and the die (7) is formed with an upward bulge on its side facing the shaft portion.
2. A tool according to claim 1, characterized in that the chamfering depth of the punch holder (2) is adjustable.
3. A tool according to claim 1 or 2, characterized in that a setting screw (1), with which is associated a setting scale, is disposed at the end of the punch holder (2) cooperating with a press ram (10) of the punching machine.
4. A tool according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a channel (24, 25) for supplying lubricating oil to the punch (6) is formed in the punch holder (2) and/or in the holding-down clamp (5).
5. A tool according to claim 4, characterized in that the channel in the punch holder (2) opens into a space (27) which is formed between the shaft portion of the punch (6, 13, 14) and the holding-down clamp (5) guiding the punch holder (2).
6. A tool according to claim 5, characterized in that at least one channel (25) starts from the space (27) between the shaft portion of the punch (6,13,14) and the holding-down clamp (5) and opens into the wall of the opening (12) of the holding-down clamp.
7. A tool according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the punch holder (2) is guided axially displaceably - as in the case of a punching tool - in a sleeve-shaped holding-down clamp (5), in whose flat end face lying on the surface of the metal sheet is formed the opening (12) guiding the shaft portion with tight play.
8. A tool according to claim 7, characterized in that a spring element (3) is interposed between the holding-down clamp (5) and the punch holder (2), and during the punching procedure the holding-down clamp (5) is held pressed against the upper side of the metal sheet by a force determined by the said spring element (3).
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