EP2701861B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von flanschlosen ziehteilen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von flanschlosen ziehteilen Download PDF

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EP2701861B1
EP2701861B1 EP12716437.4A EP12716437A EP2701861B1 EP 2701861 B1 EP2701861 B1 EP 2701861B1 EP 12716437 A EP12716437 A EP 12716437A EP 2701861 B1 EP2701861 B1 EP 2701861B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blank
punch
drawing die
cutting edge
board
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP12716437.4A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2701861A1 (de
EP2701861B8 (de
Inventor
Thomas Flehming
Konstantinos Savvas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Publication of EP2701861B8 publication Critical patent/EP2701861B8/de
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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
    • 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
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
    • 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
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/30—Deep-drawing to finish articles formed by deep-drawing
    • 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
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/16—Additional equipment in association with the tools, e.g. for shearing, for trimming

Definitions

  • the invention relates to a method for producing flangeless drawn parts from a flat and / or preformed metal board using a drawing die, a blank holder and a drawing die, wherein the drawing die has at least one support area and at least one Zargen Suite, between which Einlaufrundungen are provided and the Circuit board is trimmed during the drawing process, wherein the trimming of the board using a first cutting edge or rounding of the drawing punch and provided in the support region of the drawing die recess.
  • the invention relates to a device for producing flangeless drawn parts from a flat and / or preformed metal circuit board with a drawing punch, a hold-down, a drawing die with at least one support area, at least one Zargen Suite and Einlaufrundeptept, which are provided between support area and Zargen Suite, wherein the Drawing punch has a first cutting edge or rounding, which is provided with a provided in the support region of the drawing die recess with a rounding or cutting edge in such a way that the board is cut in the support area during the drawing process before the drawing punch reaches its final position, the drawing die and the Drawing punch is designed such that upon reaching the end position of the drawing punch, the board is completely pulled into the Zargen Suite and forms a flangeless drawn part.
  • the trimming of the board takes place in this process during the drawing process in the region of the drawing edge, ie in the region of the inlet rounding between support area and frame area. Since in the region of the drawing edge, ie the inlet rounding between support area and frame area, the material moves toward the bottom area of the drawn part, not only a displacement of the sheet material, but also a displacement of the sheet material by the cutting edge of the drawing punch engaged with the inlet rounding Hardening of the sheet metal material instead This is the reason that it comes in the process integrated cutting of the board during the deep drawing process in the area of the inlet roundings in this process or with this device to an unclean trim. It is pointed out in the cited book that this method only applies, unless it depends on a clean trimming the edges of the drawn part. In other words, the drawn part must be subjected to further post-processing.
  • the WO 2011/083008 A1 describes both a method and a device for producing a half-shell part, wherein the device consists of a drawing punch, a drawing die and a hold-down.
  • the device consists of a drawing punch, a drawing die and a hold-down.
  • a blank can be finished and calibrated to a flangeless half-shell part.
  • a cutting edge arranged on the drawing punch engages with a counter cutting edge arranged on the drawing die, so that the blank is cut at this point.
  • the device has a punch for cutting and pulling the preformed boards.
  • the present invention has the object to provide a method and apparatus for the production of flangeless drawn parts available, with which or with which integrated into the process can be made by pulling and trimming a press stroke flanschlose drawn parts and still have a clean trim.
  • the object indicated above for a method according to the invention achieved in that the board is calibrated after trimming in the drawing die by reaching the end position of the drawing punch using a compression set arranged in the drawing punch.
  • the board is cut in the support area and not in the area of the inlet curves or the drawing edge. This ensures that the cutting direction and the direction of movement of the material of the board can be substantially perpendicular to each other.
  • the board is not immediately solidified by the trimming, so that it comes to a formation of a clean cut edge.
  • By retracting the drawing punch in the drawing die of remaining in the support area part of the board is completely drawn in the Zargen Siemens and a drawn part without flange with a clean cut edge in a press stroke.
  • the inventive method is characterized in particular by a single step and is therefore particularly cost-effective.
  • preformed circuit boards are reshaped, they can, for example, provide an excess of material, for example in the bottom area, so that a calibration of the drawn part upon reaching the end position of the drawing punch is integrated into the process.
  • the trimming is carried out in the transition region between the support area and the drawing radius.
  • the hold-down device is in contact with the area of the circuit board to be separated during the cutting of the circuit board and can thus be used to control the outline of the board.
  • the hold-down can ensure that the material flow is precisely controlled during the cutting process in the support area.
  • a semifinished product can be clamped and stretched wrinkle-free when using a wide hold-down and a support area.
  • the method according to the invention can be carried out by trimming the board using a first cutting edge of the drawing punch and a recess provided in the contact area of the drawing die.
  • the cutting edge arranged in the cutting punch makes it possible to dispense with additional measures, for example an additional cutting punch and a device for controlling the movement of the same.
  • the method can be carried out more cost-effectively due to the simplification of the device.
  • the recess in the drawing die serves to accommodate the trimming of the board and the cutting punch.
  • the trimming of the board is carried out using a provided on the recess of the drawing die cutting edge, which is preferably arranged in the support area or in the transition region between support area and drawing radius.
  • the method is advantageously configured in that, after the trimming in the drawing die, the board is calibrated by reaching the end position of the drawing punch using an upsetting paragraph arranged in the drawing punch.
  • Pruning and calibrating are thus done in a single press stroke in the same fixture.
  • the drawn parts are due to the calibration very accurate and less prone to springback.
  • the board can be additionally draft-free trimmed when moving into the frame area, so that also a very good cut quality is achieved.
  • the regrooving, imprecision due to irregular retraction of the board is reduced to a minimum, so that very dimensionally accurate drawing parts can be produced.
  • the method according to the invention can be further improved by using a drawing punch, which provides the first and / or the second cutting edge via an exchangeable insert in the drawing die and optionally a drawing die is used, which provides the recess in the support area via an exchangeable insert ,
  • a drawing punch which provides the first and / or the second cutting edge via an exchangeable insert in the drawing die and optionally a drawing die is used, which provides the recess in the support area via an exchangeable insert .
  • the first and the second cutting edge and the recess in the support area of the board are exposed to increased wear due to the cutting operations. If these are designed as inserts, which are interchangeable, the wear can be taken into account and in the necessary case the appropriate use can be easily replaced.
  • the first cutting edge is located on the recess in the support area of the drawing die, which can also be provided via a replaceable insert.
  • the drawing punch is in this case also equipped with a replaceable insert which has a rounding in the region of interaction with the cutting edge on the drawing die. The interaction between cutting edge (sharp edge) and rounding causes a self-centering effect, which leads to a good cut quality.
  • a slit semifinished product which has at least one slot, preferably at least two slits in the trimming area, which extends from an edge of the semi-finished product to the cutting line, whereby the trimming area is divided into several individual parts during the trimming (Scrap division) and thus the bad part can be removed more easily from the tool, for example by means of scrap chutes.
  • the above-mentioned object is achieved by a generic device in that the drawing punch has an upsetting paragraph, which after insertion of the board in the Zargen Hoch the board by upsetting at least the Zargenrioss the board when reaching the end position of the drawing die in the drawing die calibrated.
  • the cutting edge enables a clean cut edge to be produced due to the low strength in the sheet.
  • the flangeless drawn part is provided with a clean cut edge and thus clearly dimensionally accurate despite the process-integrated trimming.
  • the upsetting paragraph is inventively designed so that this upsets the frame area against the floor area, so that it too a calibration and thus to an improvement in the dimensional accuracy of the drawn part comes.
  • the compression shoulder of the drawing punch is designed as a second cutting edge, wherein the second cutting edge enables a trimming of the trimmed board during the drawing operation in engagement with the inlet curves.
  • the second cutting edge allows for additional regrooving of the area of the board drawn into the frame area. Since in this case the severed cutting slug is exposed to any tensile loads, this regrooving is done with very high precision. In addition, until the completion of the drawing process due to the Nach68s only very slight inaccuracies due to an irregular collection of the board. As a result, dimensional accuracy of corresponding boards is particularly high.
  • the device according to the invention can be improved in that the recess of the drawing die is formed by a replaceable insert.
  • the recess is, as already stated, subjected to increased wear due to the cutting operations, so that an exchange of the insert only leads to low costs.
  • FIG. 1 in a schematic sectional view of the prior art known method in which during the drawing process with a drawing punch 1, a board 2 deep-drawn and cut in the drawing die 3 simultaneously using a first cutting edge 4 of the drawing punch 1.
  • the board 2 is usually held by a hold-5.
  • the material of the board 2 and the drawing punch 1 is moved in the direction of the arrows shown.
  • the cutting edge 4 generates a solidification due to the different rapid movement in the area 2a of the board 2.
  • the cutting edge 4 separates the board 2 from the remaining part of the board in the area of the inlet rounding between the support area 3a and the frame area 3b. Due to the solidification and the simultaneous tensile load of the board 2 in the cutting area thereby creates an unclean cutting edge, which is avoided by the method according to the invention.
  • Fig. 2a shows a first embodiment of a device according to the invention with a drawing punch 1 ', which transforms a planar board 2' in a drawing die 3 'at the beginning of the drawing process.
  • the cutting edge 4 'of the cutting punch 1' is formed in the present embodiment such that it 'cuts the board 2 in the support area 2a.
  • the trimming can also be done in the transition region between support area and drawing radius. For this purpose, it is engaged with a recess 7 'of the drawing die 3'.
  • the hold-down 5 ' depresses the board 2' during the first cutting operation using the cutting edge 4 'in the support area 2a', so that a controlled trimming of the board 2 'takes place.
  • the first cutting edge 4 'and / or the upsetting paragraph 6' are realized by an exchangeable insert in the cutting punch. This improves the maintenance or reduces the cost when replacing the wear parts of the drawing punch. The same applies even if the recess 7 'is formed using a replaceable insert 8' in the drawing die 3 '.
  • Fig. 3a) and 3b 1) show a further exemplary embodiment of a device according to the invention in a schematic sectional view, which differs from the first exemplary embodiment in that the upset shoulder 6 "is made significantly longer and provided with a second cutting edge.
  • the board 2 is "cut in the support area using the cutting edge 4" .
  • the remaining support area, which is pulled into the frame area 2b ", is additionally formed by the upset forming as a cutting edge bevel 6", which in comparison to the embodiment of Fig. 2 longer, recut.
  • the cutting piece falls 10 "on Fig. 3b ), the cutting slug 10 "is not under tension so that a clean separation of the cutting slug 10" is made possible. This ensures a very good cut quality.
  • the board 2 is retracted only slightly in the drawing die 3" after the trimming, so that a particularly high dimensional accuracy of the flangeless drawn part is made possible.
  • a flangeless drawn part can be drawn, cut, recut and also calibrated. This leads to a particularly economical production of flangeless, high-tensile drawn parts.
  • influence can also be exerted on the entry of the board to be reshaped, in which the trimming is displaced locally in the direction of the support area, ie in opposite directions to the drawing radius and / or in which a locally varying in height support area is used.
  • the feeder can be controlled or adjusted, corrected or compensated.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flanschlosen Ziehteilen aus einer ebenen und/oder vorgeformten Platine aus Metall unter Verwendung eines Ziehstempels, eines Niederhalters und eines Ziehgesenks, wobei das Ziehgesenk mindestens einen Auflagebereich und mindestens einen Zargenbereich aufweist, zwischen welchen Einlaufrundungen vorgesehen sind und die Platine während des Ziehvorganges beschnitten wird, wobei das Beschneiden der Platine unter Verwendung einer ersten Schneidkante oder Rundung des Ziehstempels und einer im Auflagebereich des Ziehgesenks vorgesehenen Ausnehmung erfolgt. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung flanschloser Ziehteile aus einer ebenen und/oder vorgeformten Platine aus Metall mit einem Ziehstempel, einem Niederhalter, einem Ziehgesenk mit mindestens einem Auflagebereich, mindestens einem Zargenbereich und Einlaufrundungen, welche zwischen Auflagebereich und Zargenbereich vorgesehen sind, wobei der Ziehstempel eine erste Schneidkante oder Rundung aufweist, welche mit einer im Auflagebereich des Ziehgesenks vorgesehenen Ausnehmung mit einer Rundung oder Schneidkante derart im Eingriff steht, dass die Platine im Auflagebereich während des Ziehvorganges beschnitten wird, bevor der Ziehstempel seine Endposition erreicht, wobei das Ziehgesenk und der Ziehstempel derart ausgebildet ist, dass bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels die Platine vollständig in den Zargenbereich gezogen wird und ein flanschloses Ziehteil bildet.
  • Allgemein ist bekannt, bei der Herstellung von flanschlosen Ziehteilen diese zunächst durch Tiefziehen einer ebenen Platine herzustellen und den dabei anfallenden Flansch nach dem Tiefziehprozess abzutrennen. Dies erfordert allerdings zwei kostenintensive Arbeitsschritte. Darüber hinaus ermöglicht dieses Verfahren kein prozessintegriertes Kalibrieren des Ziehteils. Es ist folglich ein dritter Arbeitsschritt zum Kalibrieren des flanschlosen Ziehteils notwendig. Darüber hinaus ist aus dem Fachbuch "Schnitt-, Stanz- und Ziehwerkzeuge", Öhler und Kaiser, 8. Auflage (2001), Springer Verlag Seite 428 ff. bekannt, flanschlose Ziehteile mit einer Vorrichtung herzustellen, bei welcher in einem Pressenhub die Platine tiefgezogen wird und gleichzeitig der überstehende Auflagebereich beschnitten wird. Der Beschnitt der Platine findet bei diesem Verfahren während des Ziehvorganges im Bereich der Ziehkante, also im Bereich der Einlaufrundungen zwischen Auflagebereich und Zargenbereich statt. Da sich im Bereich der Ziehkante, also der Einlaufrundung zwischen Auflagebereich und Zargenbereich das Material in Richtung Bodenbereich des Ziehteils fortbewegt, findet bei der Verdrängung des Blechmaterials durch die mit der Einlaufrundung im Eingriff stehenden Schneidkante des Ziehstempels nicht nur eine Verdrängung des Blechmaterials, sondern auch eine Verfestigung des Blechmaterials statt Dies ist die Ursache dafür, dass es beim prozessintegrierten Beschneiden der Platine während des Tiefziehvorgangs im Bereich der Einlaufrundungen bei diesem Verfahren bzw. mit dieser Vorrichtung zu einem unsauberen Beschnitt kommt. Es wird in dem genannten Fachbuch darauf hingewiesen, dass dieses Verfahren nur Anwendung findet, sofern es nicht auf einen sauberen Beschnitt der Kanten des Ziehteils ankommt. Mit anderen Worten, das Ziehteil muss einer weiteren Nachbearbeitung unterworfen werden.
  • Die WO 2011/083008 A1 beschreibt sowohl ein Verfahren als auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbschalenteils, wobei die Vorrichtung aus einem Ziehstempel, einem Ziehgesenk sowie einem Niederhalter besteht. In einem einzigen Arbeitsschritt kann dabei eine Platine zu einem flanschlosen Halbschalenteil fertiggeformt und kalibriert werden. Beim Einfahren des Ziehstempels in das Ziehgesenk kommt eine am Ziehstempel angeordnete Schneidkante mit einer am Ziehgesenk angeordneten Gegenschneidkante in Eingriff, so dass die Platine an dieser Stelle beschnitten wird.
  • Schließlich ist aus der SU 1 003 970 A1 eine Vorrichtung zur Metallumformung von Platinen in tassenförmige Metallbauteile bekannt. Die Vorrichtung weist dabei einen Stempel zum Schneiden und Ziehen der vorgeformten Platinen auf.
  • Von diesem Stand der Technik ausgehend hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von flanschlosen Ziehteilen zur Verfügung zu stellen, mit welchem bzw. mit welcher prozessintegriert in einem Pressenhub flanschlose Ziehteile durch Ziehen und Beschneiden hergestellt werden können und dennoch einen sauberen Beschnitt aufweisen.
  • Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe für ein Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Platine nach dem Beschneiden im Ziehgesenk durch das Erreichen der Endposition des Ziehstempels unter Verwendung eines im Ziehstempel angeordneten Stauchabsatzes kalibriert wird.
  • Erfindungsgemäß wird also die Platine im Auflagebereich beschnitten und nicht im Bereich der Einlaufrundungen bzw. der Ziehkante. Hierdurch wird erreicht, dass die Schneidrichtung und die Bewegungsrichtung des Materials der Platine im Wesentlichen senkrecht zueinander stehen können. Die Platine wird durch das Beschneiden nicht unmittelbar verfestigt, so dass es zu einer Ausbildung einer sauberen Schnittkante kommt. Durch Einfahren des Ziehstempels in das Ziehgesenk wird der im Auflagebereich verbliebene Teil der Platine vollständig in den Zargenbereich gezogen und ein Ziehteil ohne Flansch mit einer sauberen Schnittkante in einem Pressenhub hergestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere durch einen einzigen Arbeitsschritt aus und ist insofern besonders kostengünstig. Werden vorgeformte Platine umgeformt, können diese beispielsweise einen Materialüberschuss, zum Beispiel im Bodenbereich bereitstellen, so dass eine Kalibrierung des Ziehteils bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels prozessintegriert möglich ist. Vorzugsweise erfolgt der Beschnitt im Übergangsbereich zwischen Auflagebereich und Ziehradius.
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens steht der Niederhalter während des Beschnitts der Platine in Kontakt mit dem abzutrennenden Bereich der Platine und kann so zur Steuerung des Beschnitts der Platine verwendet werden. Insbesondere kann der Niederhalter dafür sorgen, dass während des Schneidvorgangs im Auflagebereich der Materialfluss exakt gesteuert wird. Weiterhin kann ein Halbzeug bei Verwendung eines breiten Niederhalters sowie eines Auflagebereichs faltenfrei geklemmt und abgestreckt werden.
  • Auf besonders einfache Art und Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren dadurch durchgeführt werden, dass das Beschneiden der Platine unter Verwendung einer ersten Schneidkante des Ziehstempels und einer im Auflagebereich des Ziehgesenks vorgesehenen Ausnehmung erfolgt. Die im Schneidstempel angeordnete Schneidkante ermöglicht es, auf zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise einen zusätzlichen Schneidstempel und einer Vorrichtung zur Bewegungssteuerung desselben, zu verzichten. Das Verfahren kann aufgrund der Vereinfachung der Vorrichtung kostengünstiger durchgeführt werden. Die Ausnehmung im Ziehgesenk dient dazu, den Beschnitt der Platine und den Schneidstempel aufzunehmen.
  • Alternativ erfolgt das Beschneiden der Platine unter Verwendung einer an der Ausnehmung des Ziehgesenks vorgesehenen Schneidkante, die vorzugsweise im Auflagebereich bzw. im Übergangsbereich zwischen Auflagebereich und Ziehradius angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch vorteilhaft ausgestaltet, dass die Platine nach dem Beschneiden im Ziehgesenk durch das Erreichen der Endposition des Ziehstempels unter Verwendung eines im Ziehstempel angeordneten Stauchabsatzes kalibriert wird. Tiefziehen,
  • Beschneiden und Kalibrieren finden damit in einem einzigen Pressenhub in der gleichen Vorrichtung statt. Die hergestellten Ziehteile sind aufgrund der Kalibrierung besonders maßgenau und neigen weniger zur Rückfederung.
  • Erfolgt nach dem Beschneiden der Platine im Auflagebereich bzw. im Übergangsbereich zwischen Auflagebereich und Ziehradius ein Nachschneiden der Platine unter Verwendung der Einlaufrundungen des Ziehgesenks und des als Schneidkante ausgebildeten Stauchabsatzes des Ziehstempels, so kann die Platine beim Einzug in den Zargenbereich zusätzlich zugfrei beschnitten werden, so dass ebenfalls eine besonders gute Schnittqualität erreicht wird. Darüber hinaus werden durch das Nachschneiden, Ungenauigkeiten aufgrund eines unregelmäßigen Einziehens der Platine auf ein Minimum reduziert, so dass sehr maßgenaue Ziehteile hergestellt werden können.
  • Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren dadurch weiter verbessert werden, dass ein Ziehstempel verwendet wird, welcher die erste und/oder die zweite Schneidkante über einen austauschbaren Einsatz im Ziehstempel bereitstellt und optional ein Ziehgesenk verwendet wird, welches die Ausnehmung im Auflagebereich über einen austauschbaren Einsatz bereitstellt. Die erste und auch die zweite Schneidkante sowie die Ausnehmung im Auflagebereich der Platine sind erhöhtem Verschleiß aufgrund der Schneidvorgänge ausgesetzt. Werden diese als Einsätze ausgebildet, welche austauschbar sind, kann dem Verschleiß Rechnung getragen werden und in dem notwendigen Fall der entsprechende Einsatz einfach ausgetauscht werden.
  • Alternativ befindet sich die erste Schneidkante an der Ausnehmung im Auflagebereich des Ziehgesenks, die ebenso über einen austauschbaren Einsatz bereitgestellt werden kann. Der Ziehstempel ist in diesem Fall ebenfalls mit einem austauschbaren Einsatz bestückt, der im Bereich des Zusammenwirkens mit der Schneidkante am Ziehgesenk eine Rundung aufweist. Das Zusammenwirken zwischen Schneidkante (scharfe Kante) und Rundung bewirkt einen Selbstzentrierungseffekt, der zu einer guten Schnittqualität führt.
  • Alternativ ist es auch gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, entlang der Schnittlinie bereichsweise Material, vorzugsweise in Form von Stegen, stehen zu lassen, d.h. eine unterbrochene Schnittlinie zu erzeugen, wodurch das Ziehteil zumindest teilweise noch mit dem Beschnittbereich verbunden ist und zugleich aus dem Werkzeug entnommen werden kann (Schrottabfuhr über Stegen). In einem weiteren Trennprozess kann der Beschnittbereich von dem Gut-Teil abgetrennt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein "geschlitztes Halbzeug eingesetzt werden, das im Beschnittbereich mindestens einen Schlitz, vorzugsweise mindestens zwei Schlitze, aufweist, der von einer Kante des Halbzeugs bis zur Schnittlinie verläuft, wodurch während des Beschnitts der Beschnittbereich in mehrere Einzelteile zerfällt (Schrottzerteilung) und dadurch der Schlecht-Teil einfacher aus dem Werkzeug, beispielsweise über Schrottrutschen, entfernt werden kann.
  • Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch eine gattungsgemäße Vorrichtung dadurch gelöst, dass der Ziehstempeleinen Stauchabsatz aufweist, welcher nach Einzug der Platine in den Zargenbereich die Platine durch Stauchen zumindest des Zargenbereichs der Platine bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels im Ziehgesenk kalibriert. Wie bereits zuvor ausgeführt, ermöglicht die Schneidkante, dass aufgrund der geringen Verfestigung im Blech eine saubere Schnittkante produziert wird. Im Ergebnis ist das flanschlose Ziehteil mit einer sauberen Schnittkante versehen und damit trotz prozessintegriertem Beschnitt deutlich maßgenauer.
  • Das Zusammenwirken zwischen Schneidkante am ersten Werkzeugteil und gegenüberliegender Rundung am zweiten Werkzeugteil hat nicht nur positiven Einfluss auf das Schnittergebnis, sondern hat aufgrund des Selbstzentrierungseffektes den Vorteil, dass die Werkzeugteile in konventionellem Tiefziehpressen eingesetzt werden können, die üblicherweise keine exakte und genaue Stempelführung aufweisen und dadurch der Aufbau des Werkzeugs einfach gehalten werden kann.
  • Der Stauchabsatz ist erfindungsgemäß so ausgebildet, dass dieser den Zargenbereich gegen den Bodenbereich staucht, so dass es zu einer Kalibrierung und damit zu einer Verbesserung der Maßgenauigkeit des Ziehteils kommt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Stauchabsatz des Ziehstempels als zweite Schneidkante ausgebildet, wobei die zweite Schneidkante ein Nachschneiden der beschnittenen Platine während des Ziehvorganges im Eingriff mit den Einlaufrundungen ermöglicht. Wie bereits zuvor ausgeführt, ermöglicht die zweite Schneidkante ein zusätzliches Nachschneiden des in den Zargenbereich gezogenen Bereichs der Platine. Da in diesem Fall der abgetrennte Schneidbutzen keinerlei Zugbelastungen aussetzt ist, erfolgt auch dieses Nachschneiden mit besonders hoher Präzision. Darüber hinaus ergeben sich bis zum Abschluss des Ziehprozesses aufgrund des Nachschneidens nur noch sehr geringe Ungenauigkeiten aufgrund eines unregelmäßigen Einzugs der Platine. Im Ergebnis ist Maßgenauigkeit entsprechender Platinen besonders hoch.
  • Zusätzlich verbessert werden kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch, dass die Ausnehmung des Ziehgesenks durch einen austauschbaren Einsatz gebildet wird. Die Ausnehmung ist, wie bereits ausgeführt, erhöhtem Verschleiß aufgrund der Schneidvorgänge ausgesetzt, so dass ein Austausch des Einsatzes lediglich geringe Kosten nach sich zieht.
  • Gleiches gilt auch für eine weitere Ausführungsform, gemäß welcher die erste Schneidkante und/oder der Stauchabsatz des Ziehstempels durch einen austauschbaren Einsatz gebildet werden. Auch hier können die verschleißbehafteten Teile kostengünstig ausgetauscht werden.
  • Die Erfindung soll im Weiteren anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
    • Fig. 1
    in einer Schnittansicht der aus dem Stand der Technik bekannte prozessintegrierte Schneidvorgang während der Herstellung flanschloser Ziehteile,
    Fig. 2a), b)
    ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
    Fig. 3a), b)
    ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Zunächst zeigt Fig. 1 in einer schematischen Schnittansicht das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren, bei welchem während des Ziehvorgangs mit einem Ziehstempel 1 eine Platine 2 tiefgezogen und im Ziehgesenk 3 gleichzeitig unter Verwendung einer ersten Schneidkante 4 des Ziehstempels 1 geschnitten wird. Die Platine 2 wird dabei üblicherweise von einem Niederhalter 5 gehalten. Während des Einfahrens des Ziehstempels 1 in das Ziehgesenk 3 wird das Material der Platine 2 und der Ziehstempel 1 entsprechende in Richtung der dargestellten Pfeile bewegt. Bei Beginn des Schneidvorgangs der Schneidkante, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, erzeugt die Schneidkante 4 aufgrund der unterschiedlich schnellen Bewegung im Bereich 2a der Platine 2 eine Verfestigung. Gleichzeitig trennt die Schneidkante 4 die Platine 2 jedoch diese von dem übrigen Teil der Platine im Bereich der Einlaufrundung zwischen Auflagebereich 3a und Zargenbereich 3b ab. Aufgrund der Verfestigung und der gleichzeitigen Zugbelastung der Platine 2 im Schnittbereich entsteht dabei eine unsaubere Schnittkante, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden wird.
  • Fig. 2a) zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Ziehstempel 1', welcher eine ebene Platine 2' in ein Ziehgesenk 3' umformt zu Beginn des Ziehprozesses. Die Schneidkante 4' des Schneidstempels 1' ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass diese die Platine 2' im Auflagebereich 2a' schneidet. Der Beschnitt kann auch im Übergangsbereich zwischen Auflagebereich und Ziehradius erfolgen. Hierzu steht sie im Eingriff mit einer Ausnehmung 7' des Ziehgesenks 3'. Der Niederhalter 5' drückt die Platine 2' während des ersten Schneidvorgangs unter Verwendung der Schneidkante 4' im Auflagebereich 2a' nieder, so dass ein kontrollierter Beschnitt der Platine 2' erfolgt. Der verbliebene Teil der Platine 2' wird beim weiteren Einfahren des Ziehstempels 1' in das Ziehgesenk 3' in den Zargenbereich 2b' vollständig eingezogen und bildet den Zargenbereich der Platine. Wie in Fig. 2b) zu erkennen ist, wird unter Verwendung des Stauchabsatzes 6' am Ende des Ziehvorgangs die Platine 2' gestaucht. Allerdings kann durch die Wahl der Länge des Stauchabsatzes 6' der Ziehvorgang auch ohne Kalibrierung bzw. Stauchung des Ziehteils abgeschlossen werden.
  • Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, eine vorgeformte Platine umzuformen. Diese kann beispielsweise einen Materialüberschuss, beispielsweise im Bodenbereich 2c, bereitstellen, welcher bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels 1' zu einer Kalibrierung des Ziehteils führt.
  • Durch das Beschneiden der Platine im Auflagebereich 3a' bewegt sich das Material der Platine 2' senkrecht zur Schneidbewegung der Schneidkante 4' des Ziehstempels 1'. Hierdurch wird erreicht, dass in der Platine 2' beim Schneidvorgang geringfügige Verfestigungen auftreten und ein sauberer Beschnitt der Platine gewährleistet wird.
  • Wie im ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 2a) und 2b) dargestellt, sind vorzugsweise die erste Schneidkante 4' und/oder der Stauchabsatz 6' durch einen austauschbaren Einsatz im Schneidstempel realisiert. Dies verbessert die Wartung bzw. verringert die Kosten beim Austausch der verschleißbehafteten Teile des Ziehstempels. Gleiches gilt auch sofern die Ausnehmung 7' unter Verwendung eines austauschbaren Einsatzes 8' im Ziehgesenk 3' ausgebildet ist.
  • Prinzipiell kann die Platine 2' auch warmumgeformt werden, d.h. dass die Platine zuvor auf Austenitisierungstemperatur erwärmt und in der erfindungsgemäßen Vorrichtung warm umgeformt wird. Dies verringert den Verschleiß der Vorrichtung insbesondere bei hochfesten Stählen deutlich, da die Umformkräfte verringert werden. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, eine Presshärtung nach der Warmumformung durchzuführen. Hierzu muss die Platine 2' gezielt mit einer hohen Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt werden, um die Ausbildung von im Wesentlichen martensitischer Gefügestruktur zu ermöglichen.
  • Fig. 3a) und 3b) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Schnittansicht, welche sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass der Stauchabsatz 6" deutlich länger ausgeführt ist und mit einer zweiten Schneidkante versehen ist. Beim Einfahren des Ziehstempels 1" in das Ziehgesenk 3" wird zunächst die Platine 2" im Auflagebereich unter Verwendung der Schneidkante 4" geschnitten. Der verbliebene Auflagebereich, welcher in den Zargenbereich 2b" gezogen wird, wird zusätzlich durch den als Schneidkante ausgebildeten Stauchabsatz 6", welcher im Vergleich zum Ausführungsbeispiel aus Fig. 2 länger ausgeführt ist, nachgeschnitten. Dabei fällt der Schneidbutzen 10" an. Wie anhand der Fig. 3b) zu erkennen ist, steht der Schneidbutzen 10" nicht unter Zugspannung, so dass ein sauberes Abtrennen des Schneidbutzens 10" ermöglicht wird. Damit kann eine sehr gute Schnittqualität gewährleistet werden. Darüber hinaus wird die Platine 2" nur noch gering in das Ziehgesenk 3" nach dem Nachschneiden eingezogen, so dass eine besonders hohe Maßgenauigkeit des flanschlosen Ziehteils ermöglicht wird.
  • Im Ergebnis kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Arbeitshub ein flanschloses Ziehteil gezogen, beschnitten, nachgeschnitten und auch kalibriert werden. Dies führt zu einer besonders wirtschaftlichen Herstellung von flanschlosen, hochmaßhaltigen Ziehteilen.
  • Generell kann auch Einfluss auf den Einzug der umzuformenden Platine genommen werden, in dem der Beschnitt lokal in Richtung Auflagebereich verlagert wird, d.h. entgegengesetzt zum Ziehradius und/oder in dem ein lokal in der Höhe variierender Auflagebereich verwendet wird. Dadurch kann der Einzug gesteuert bzw. eingestellt, korrigiert oder kompensiert werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von flanschlosen Ziehteilen aus einer ebenen und/oder vorgeformten Platine (2',2") aus Metall unter Verwendung eines Ziehstempels (1',1"), eines Niederhalters (5',5") und eines Ziehgesenks (3',3"), wobei das Ziehgesenk (3',3") mindestens einen Auflagebereich (3a',3a") und mindestens einen Zargenbereich (3b',3b") aufweist, zwischen welchen Einlaufrundungen vorgesehen sind und die Platine (2',2") während des Ziehvorganges beschnitten wird, wobei
    die Platine (2',2") bei noch nicht abgeschlossenem Ziehvorgang im Auflagebereich (3a',3a") derart beschnitten wird, dass der im Auflagebereich (3a',3a") nach dem Beschnitt verbliebene Teil der Platine (2',2") während des weiteren Einfahrens des Ziehstempels (1',1") in das Ziehgesenk (3',3") vollständig in den Zargenbereich (3b',3b") des Ziehgesenks (3',3") gezogen wird, wobei das Beschneiden der Platine (2',2") unter Verwendung einer ersten Schneidkante (4',4") oder Rundung des Ziehstempels (1',1") und einer im Auflagebereich (3a',3a") des Ziehgesenks (3',3") vorgesehenen Ausnehmung (7',7") erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Platine (2',2") nach dem Beschneiden im Ziehgesenk (3',3") durch das Erreichen der Endposition des Ziehstempels (1',1") unter Verwendung eines im Ziehstempel (1',1") angeordneten Stauchabsatzes (6',6") kalibriert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Niederhalter (5',5") während des Beschnitts der Platine (2',2") in Kontakt mit dem abzutrennenden Bereich der Platine (2',2") steht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Beschneiden der Platine (2', 2") unter Verwendung eines an der Ausnehmung des Ziehgesenks (3', 3") vorgesehenen Schneidkante erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    nach dem Beschneiden der Platine (2") im Auflagebereich (3a") ein Nachschneiden der Platine (2") durch den als zweite Schneidkante ausgebildeten Stauchabsatzes (6") des Ziehstempels (1"), welcher mit den Einlaufrundungen des Ziehgesenks (3") in Eingriff steht, erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Ziehstempel (1',1") verwendet wird, welcher die erste und/oder die zweite Schneidkante (4',4",6',6") über einen austauschbaren Einsatz (9',9") im Ziehstempel (1',1") bereitstellt und optional ein Ziehgesenk (3',3") verwendet wird, welches die Ausnehmung (7',7") im Auflagebereich (3a',3a") über einen austauschbaren Einsatz (8',8") bereitstellt.
  6. Vorrichtung zur Herstellung flanschloser Ziehteile aus einer ebenen und/oder vorgeformten Platinen (2',2") aus Metall zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, mit einem Ziehstempel (1',1"), einem Niederhalter (5',5") und einem Ziehgesenk (3',3") mit mindestens einem Auflagebereich (3a',3a"), mindesten einem Zargenbereich (3b',3b") und Einlaufrundungen, welche zwischen Auflagebereich (3a',3a")und Zargenbereich (3b',3b") vorgesehen sind, wobei der Ziehstempel (1',1") eine erste Schneidkante oder Rundung aufweist, welche mit einer im Auflagebereich (3a',3a") des Ziehgesenks (3',3") vorgesehenen Ausnehmung (7',7") mit einer Rundung oder Schneidkante derart im Eingriff steht, dass die Platine (2',2") im Auflagebereich (3a',3a") während des Ziehvorganges beschnitten wird, bevor der Ziehstempel (1',1") seine Endposition erreicht, wobei das Ziehgesenk (3',3") und der Ziehstempel (1',1") derart ausgebildet ist, dass bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels (1',1") die Platine (2',2") vollständig in den Zargenbereich (3b',3b") gezogen wird und ein flanschloses Ziehteil bildet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Ziehstempel (1',1") einen Stauchabsatz aufweist, welcher nach Einzug der Platine (2',2") in den Zargenbereich (3b',3b") die Platine (2',2") durch Stauchen zumindest des Zargenbereichs (3b',3b") der Platine (2',2") bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels (1',1") im Ziehgesenk (3',3") kalibriert.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Stauchabsatz (6") des Ziehstempels (1") als zweite Schneidkante ausgebildet ist und die zweite Schneidkante ein Nachschneiden der beschnittenen Platine (2") während des Ziehvorganges im Eingriff mit den Einlaufrundungen ermöglicht.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    austauschbare Einsätze (8',8") zur Bereitstellung der Ausnehmung im Ziehgesenk (3',3") vorgesehen sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    austauschbare Einsätze (9',9") zur Bereitstellung der ersten Schneidkante (4',4") und/oder des Stauchabsatzes (6',6") des Ziehstempels (1',1") vorgesehen sind.
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