CH659408A5

CH659408A5 - Schnittwerkzeug fuer stanzmaschinen.

Info

Publication number: CH659408A5
Application number: CH1844/83A
Authority: CH
Inventors: Wiestaw Kramski
Original assignee: Kramski Gmbh
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1983-04-06
Publication date: 1987-01-30
Also published as: US4543865A; GB8315713D0; BE897022A; NL8301120A; DE3222440C1; GB2122528A; GB2122528B; FR2528337A1; FR2528337B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnittwerkzeug für Stanzmaschinen zum Ausstanzen von Teilen kleinen Kreisquerschnittes aus Blechen mit einem kreiszylindrischen Oberwerkzeug mit ebener, senkrecht zur Achse des Oberwerkzeuges gelegener Stirnfläche der Grösse des auszustanzenden Teiles und einem ungeteilten Unterwerkzeug in Form einer Schnittbuchse mit zylindrischer oder einer sich ggf. daran anschliessend vom zu bearbeitenden Blech fort mit geringer Konizität erweiternden Bohrung, deren blechseitiger Anfangsquerschnitt dem des auszustanzenden Teiles entspricht, wobei zwischen Aussendurchmesser des Oberwerkzeuges und Anfangsquerschnitt der Bohrung des Unterwerkzeuges eine geringe Differenz zur Bildung eines Schneidspaltes gegeben ist.

Ein derartiges Schnittwerkzeug ist allgemein bekannt und findet beispielsweise im Rahmen von sog. Folgewerkzeugen von Stanzmaschinen Verwendung, um den zu bearbeitenden Blechstreifen zunächst einmal mit seitlichen Lochungen zu versehen, über die er dann durch geeignete Mittel während des weiteren stanzenden Bearbeitungsvorganges positioniert werden kann. Selbstverständlich betrifft die Erfindung auch die Lochung von Blech allgemein zur Herstellung von Werkstücken.

Bei dem genannten Lochen von Blechen besteht ein Problem darin, den ausgestanzten Butzen nach dem jeweiligen Stanzvorgang sicher nach unten durch die Schnittbuchse, d.h. über deren Bohrung, abzuführen, wobei dieses Problem natürlich gleichermassen für die Fälle gilt, wo der Butzen nicht als Abfall anfällt, sondern wo Teile mit Kreisquerschnitt auszustanzen sind.

Hat das auszustanzende Teil einen grösseren Querschnitt, so wird dem geschilderten Problem vielfach dadurch begegnet, dass im Oberwerkzeug in der Stirnfläche bzw. der Stanzfläche ein federndes Element angebracht ist, durch das das ausgestanzte Teil vom Werkzeug fortgestossen wird. Derartige Massnahmen sind jedoch aus Platzgründen nicht mehr möglich, wenn kleine Kreisquerschnitte von 3 mm, 2 mm oder darunter auszustanzen sind. Gerade aber bei diesen kleinen Querschnitten bleiben die ausgestanzten Teile ob ihren geringen Gewichtes besonders leicht am Oberwerkzeug hängen oder kleben, was verursacht sein kann beispielsweise dadurch, dass die zu verarbeitenden Bleche gefettet sind oder dass die ausgestanzten Teile durch den Schnittdruck flächig am Oberwerkzeug stark haften.

Man hat auf mannigfache Weise versucht, diesem besonderen Problem durch spezielle Ausbildung des Oberwerkzeuges zu begegnen. So sind beispielsweise Oberwerkzeuge mit dachförmig ausgebildeten Vorderflächen versehen worden, um dem auszustanzenden Teil eine gewisse Winkelung zu geben, damit es sich in der Bohrung des Unterwerkzeuges verkeilt und sich auch durch Rückfederung von der aufgeprägten Winkelform vom Oberwerkzeug abhebt. Hierdurch entsteht jedoch ein Schnittwerkzeug, dessen Oberteil an Stabilität eingebüsst hat und insbesondere an den Ecken der Dachform verhältnismässig schnell verschleisst.

Auch ist versucht worden, den Schneidspalt zwischen Bohrung des Werkzeugunterteiles und Werkzeugoberteil enger auszubilden. Auch hiermit geht jedoch ein erhöhter Ver-schleiss des Werkzeuges einher, was sich auf die Werkzeugstandzeit auswirkt, und es müssen die aufzuwendenden Schnittkräfte vergrössert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug der eingangs genannten Art derart abzuändern bzw. weiter auszubilden, dass ohne nennenswerte Änderung des Werkzeuges das ausgeschnittene Teil durch das Unterwerkzeug bzw. die Schnittbuchse festgehalten wird, wobei die Möglichkeit bleiben soll, dass sich die nach dem derzeitigen Stand der Technik optimalen Kenntnisse über die Schneidspaltgrösse, die abhängig ist von der Dicke und Härte des zu bearbeitenden Materials sowie von dem Durchmesser des auszustanzenden Butzens, beibehalten werden können. Die Erfindung soll sich dabei insbesondere richten auf das Ausstanzen von Teilen mit einem Durchmesser im Bereich von 2 mm und darunter.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist ausgehend von einem Schnittwerkzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Bohrung des Unterwerkzeuges wenigstens eine sich im wesentlichen in Stanzrichtung erstreckende, nutförmige Erweiterung geringer Tiefe aufweist und dass die in Stanzrichtung gehende Länge der Erweiterung mindestens der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges in die Bohrung des Unterwerkzeuges entspricht. Dabei kann die Erweiterung sich parallel zur Stanzrichtung über eine Länge von der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges in die Bohrung des Unterwerkzeuges erstrecken. Es kann jedoch auch die Erweiterung sich schraubengangförmig mit flacher Steigung gegenüber der Bohrungsachse über den konischen Teil der Bohrung erstrecken.

Ausgehend von einem nach den Gesichtspunkten des derzeitigen Standes der Technik bemessenen Stanzwerkzeug haben diese erfindungsgemässen Massnahmen die Wirkung, dass sich an den auszustanzenden Teil im Bereich der Nut

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ein wenn auch nur sehr kleiner Vorsprung ausbildet, der sich gegen Ende des Stanzvorganges mit der Bohrungswandung des Unterwerkzeuges verklemmt und beim Rückgang des Oberwerkzeuges das ausgestanzte Teil sicher in der Bohrung des Unterwerkzeuges festhält. Soweit die Erweiterung sich parallel zur Stanzrichtung erstreckt, geschieht das genannte Verklemmen dadurch, dass das ausgestanzte Teil über die Längserstreckung der Nut hinausgeschoben wird. Soweit die Erweiterung schraubengangförmig verläuft, verklemmt sich das ausgestanzte Teil dadurch, dass es vermöge der stanz-kraftbedingten Reibung gegenüber dem Oberwerkzeug die durch den schraubengangförmigen Verlauf der Nut gegebene Drehung nicht mitmachen kann.

Durch die erfindungsgemässen Massnahmen ist also sichergestellt, dass die ausgestanzten Teile nicht mit dem Oberwerkzeug wieder hochkommen und in den weiteren Be-arbeitungsprozess mitgeführt werden können, wo sie zur Störung der Werkzeuge und auch zu deren Zerstörung führen können.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass bei Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen die im Blech durch den Stanzvorgang entstehende Öffnung keine Beeinträchtigung erfährt, da diese von dem kreisrunden Querschnitt des Oberwerkzeuges bestimmt wird.

Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemässen Nuten auch zu mehreren vorzugsweise symmetrisch über den Umfang der Bohrung des Unterwerkzeuges verteilt vorgesehen werden können.

Als zweckmässig hat es sich erwiesen, dass bei schrau-bengangförmigem Verlauf der Erweiterung deren Steigung gegenüber der Achse der Bohrung des Unterwerkzeuges im Bereich zwischen 10° und 20° liegt, wobei besonders gute Ergebnisse bei einer Steigung von 12° erzielt wurden.

Andererseits liegt die Konizität der Bohrung des Unterwerkzeuges vorteilhafterweise im Bereich von 8' bis 60'.

Was die Dimensionierung der Erweiterung betrifft, so ist diese abhängig von der Stärke des zu verarbeitenden Bleches sowie der Härte bzw. Festigkeit des Blechmaterials. Es hat sich gezeigt, dass zweckmässig die Tiefe der Erweiterung im Bereich zwischen 5 |xm und 2/io mm liegt. Dabei liegt der regelmässige Zusammenhang der Tiefe der Erweiterung mit der Stärke des zu verarbeitenden Blechmaterials dort, dass bei dünnen Blechen geringe Tiefen der Erweiterung ausreichen, während bei dickeren Blechen die höheren Tiefen zu wählen sind. Aus der Tiefenabmessung der Erweiterung ergibt sich schliesslich auch deren natürliche Breite, die bei tieferen Erweiterungen grösser ist als bei sehr geringfügigen Erweiterungen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform, die auf der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 das Schnittwerkzeug in Seitenansicht mit geschnittenem Unterwerkzeug und

Fig. 2 das Unterwerkzeug gemäss Fig. 1 in Draufsicht.

Gemäss Fig. 1 besteht das Schnittwerkzeug aus einem Oberwerkzeug 1 in Form eines kreiszylindrischen Schnittstempels mit quer zur Arbeitsrichtung 2 gelegenen, ebenen Vorderfläche 3 und einem Unterwerkzeug 4 in Form einer sog. Schnittbuchse. Diese weist gegenüber dem Schnittstempel 1 eine zu diesem passende Bohrung 5 auf, die sich fortgehend von dem zu bearbeitenden Blech 6 konisch erweitert, beispielsweise um einen Winkel von 0,5°.

An die konische Bohrung 5 schliesst sich noch eine grössere zylindrische Bohrung 7 an, durch die die ausgestanzten Teile frei nach unten fallen können.

Wie aus Fig. 1 zusammen mit der Darstellung in Fig. 2 ersichtlich, weist die konische Bohrung 5 zwei schrauben-5 gangförmig verlaufende Nuten 8 auf, deren Tiefe 9 je nach Beschaffenheit und Dicke des Blechmaterials 6 sowie dem Durchmesser des auszustanzenden Teiles im Bereich von

I |xm bis 2/io mm liegen, wobei die niedrigeren Masse für dünne Bleche und kleine Teilquerschnitte gelten, während io die höheren Masse für dickere Bleche und grössere Teilquerschnitte einzusetzen sind. Von der Tiefe der nutförmigen Erweiterung 8 hängt selbstverständlich deren Breite 10 in proportionaler Weise ab.

Die Wirkung des so beschriebenen Werkzeuges liegt dar-15 in, dass sich am auszustanzenden Butzen 11 eine der Nut 8 bzw. den Nuten 8 im Verlauf des Schnittvorganges eine entsprechende «Nase» ausbildet. Wird der ausgestanzte Butzen

II in die Bohrung 5 weiter eingeschoben, so verklemmt sich diese Nase mit der Begrenzungskante der Nut 8, da der But-

20 zen 11 die an sich durch den schraubengangförmigen Verlauf der Nut 8 gegebene Drehbewegung wegen der hohen Reibkräfte gegenüber dem Schnittstempel 1 nicht mitmachen kann. Dadurch wird der Butzen 11 im Unterwerkzeug 4 verklemmt, so dass er mit dem Schnittstempel 11 nicht mehr 25 nach oben hochgehen kann. Bei dem nachfolgenden Ausschnitt weiterer Teile werden diese durch die jeweils nachfolgenden Teile innerhalb der Bohrung 5 weiter nach unten vorgeschoben, so dass sie vermöge der Konizität der Bohrung 5 langsam aus der geschilderten Verklemmung frei-30 kommen und nach unten fallen können.

Eine Variante des anhand der Fig. 1 und 2 dargestellten Schnittwerkzeuges kann darin bestehen, dass die Nut 8 einen parallel zur Bohrungsachse 12 liegenden Verlauf erfahrt und ihre von dem Blech 6 sich entfernende Länge derart bemes-35 sen wird, dass sie der Eintauchtiefe des Schnittstempels 1 in die Bohrung 5 entspricht. Taucht also beispielsweise der Schnittstempel 1 etwa 1 mm in das Unterwerkzeug 4 bzw. dessen Bohrung 5, so erhält die Nut 8 eine Längserstreckung von 1 mm und endet dort. Die Wirkung dieser Variante ist 40 dann entsprechend dem vorstehend Gesagten derart, dass die sich durch die Nut 8 ausbildende «Nase» über das Ende der Nut hinausgeschoben wird und sich dort mit der Wandung der Bohrung 5 verklemmt.

Für die Ausbildung des Unterwerkzeuges hat es sich als 45 zweckmässig erwiesen, der Bohrung 5 gegenüber der Achse 12 eine Konizität im Bereich von 8' bis 60' zu geben, was jedoch selbstverständlich ebenfalls wieder von der Beschaffenheit des zu verarbeitenden Materials 6 abhängt. Grundsätzlich muss das Bestreben dahin gehen, die ausgestanzten Teile so so bald wie möglich von der Wandung der Bohrung 5 freizubekommen, damit der für das Nachschieben weiterer Teile erforderliche Energieaufwand möglichst gering bleibt. Im übrigen können die gegenseitigen Abmessungen des oberen Querschnittes der Bohrung 5 einerseits und des Schnittstem-55 pels 1 andererseits im Hinblick auf die Bildung des Schneidspaltes im Rahmen des Üblichen gewählt werden.

Was den Steigungswinkel einer schraubengangförmig verlaufenden Nut 8 betrifft, so kann dieser gegenüber der Achse 12 im Bereich von 10 bis 20° liegen. Gute Erfahrungen 6o wurden bei einem Steigungswinkel von 12c gemacht.

Schliesslich ist daraufhinzuweisen, dass das durch den Stanzvorgang im Blech 6 entstehende Loch bezüglich seiner Kreisform keine Beeinträchtigung erfahrt, da diese durch die ja ungeänderte Kreisquerschnittsform des Schnittstempels 1 65 bestimmt ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

659 408 PATENTANSPRÜCHE

1. Schnittwerkzeug für Stanzmaschinen zum Ausstanzen von Teilen kleinen Querschnittes aus Blechen mit einem kreiszylindrischen Oberwerkzeug mit ebener, senkrecht zur Achse des Oberwerkzeuges gelegener Stirnfläche der Grösse des auszustanzenden Teiles und einem ungeteilten Unterwerkzeug in Form einer Schnittbuchse mit zylindrischer oder einer sich ggf. daran anschliessend vom zu bearbeitenden Blech fort mit geringer Konizität erweiternden Bohrung, deren blechseitiger Anfangsquerschnitt dem des auszustanzenden Teiles entspricht, wobei zwischen Aussendurchmesser des Oberwerkzeuges und Anfangsquerschnitt der Bohrung des Unterwerkzeuges eine geringe Differenz zur Bildung eines Schneidspaltes gegeben ist, dadurch gekennzeichnet,

dass die Bohrung (5) des Unterwerkzeuges (4) wenigstens eine sich im wesentlichen in Stanzrichtung (2) erstreckende, nutförmige Erweiterung (8) geringer Tiefe aufweist und dass die in Stanzrichtung gehende Länge der Erweiterung mindestens der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges (1) in die Bohrung des Unterwerkzeuges entspricht.

2. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung sich parallel zur Stanzrichtung (2) über eine Länge von der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges (1) in die Bohrung (5) des Unterwerkzeuges (4) erstreckt.

3. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (8) sich schraubengangförmig mit flacher Steigung gegenüber der Bohrungsachse (12) über den konischen Teil der Bohrung (5) erstreckt.

4. Schnittwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung im Bereich zwischen 10° und 20° liegt.

5. Schnittwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung bei 12° liegt.

6. Schnittwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konizität der Bohrung (5) des Unterwerkzeuges (4) im Bereich von 8' bis 60'liegt.

7. Schnittwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Erweiterung im Bereich zwischen 5 um und 2/i0 mm liegt.