CN106311865B

CN106311865B - 冲压工具

Info

Publication number: CN106311865B
Application number: CN201610563033.6A
Authority: CN
Inventors: M·瓦尔茨; Y·焦什昆; M·黑斯; T·布尔齐格; M·施泰纳
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: CN106311865A; US11117179B2; EP3112042A1; US20170001233A1; EP3112042B1

Abstract

提供一种用于冲压机的冲压工具，用于对板形材料(9)冲压，其具有可相对于彼此轴向移动的上部工具部件(1)和下部工具部件(2)。上部工具部件(1)包括上切削刃(6)且下部工具部件(2)包括与上切削刃(6)形状互补并相对的下切削刃(7)，从而在冲压冲程中通过切削刃(6，7)将材料从工件上切下。上切削刃沿其行程包括至少两个部分(4a，4b，4c，4d，4e)，从而两个相邻部分(4a，4b，4c，4d，4e)之间的过渡部位(8)相对于各个相邻部分沿着冲压方向包括不连续部，所述不连续部被适配使得在同一冲压冲程中从工件(9)上切下的材料(9a，9b，9c)被分成多个单独的部分。

Description

冲压工具

技术领域

本发明涉及一种冲压工具，特别是涉及一种用在通用冲压机中的冲压工具，其中在所述通用冲压机中，切边设备（也称作冲压毛坯）设置成穿过下部工具部件。

背景技术

为了提高冲压工艺的效率，需要使冲压工具处切削刃是细长的，以便可以通过单独的冲压冲程加工工件的大部分长度。然而，由于在通用冲压机的冲压工具中的切削刃是细长的，因此从板形工件切下的材料也是细长的。在所允许的切下材料的尺寸范围内，通常通过下部工具部件中的孔将其排出。然而，该孔的尺寸受到下部工具夹持件尺寸以及下部工具部件结构的限制，从而该孔不能任意增大。因此，当切下的材料变长时，对其的处置变得越来越困难。当其长度大于孔的直径时，除其它之外，存在切下的材料堵塞或占据孔的危险。

发明内容

本发明基于上述目的提供一种冲压工具和方法，所述冲压工具和方法消除上述缺陷并且使得有效的、工艺可靠的冲压工艺成为可能。通过如下所述的冲压工具和方法来实现该目的。进一步的发展在具体实施方式中描述。根据本发明的一方面，冲压工具的至少一个切削刃包括不连续的部分，所述不连续的部分被适配从而在同一冲压冲程中从工件上切下的材料被分成几个单独的部分，所述各个被分开的材料部分的线性尺寸均较短。因此，可以增大切削刃的长度，提高冲压工艺的效率，并且在处置材料切下部分的过程中不会产生由于材料过长导致的堵塞或占据孔的问题。

附图说明

现在，通过参照附图的实施例来阐明本发明。特别地，图1a示出了在冲压冲程过程中上部工具部件和下部工具部件的部分截面图，其中切削刃的一部分切下了待切下材料的一部分。图1b示出了在一个完整的冲压冲程之后带有被分开的切下材料的图1a中上部工具部件和下部工具部件的部分截面图。图2示出了在一个完整的冲压冲程之后带有被分开的、已变形的切下材料的上部工具部件和下部工具部件的部分侧视图；图3a至图3c示出了上部工具部件的示意性侧视图，该上部工具部件具有台阶状过渡部分和部分切削刃，所述各个切削刃在冲压方向与下部工具部件的切削刃（未示出）间隔相应恒定的距离；图4a和图4b示出了上部工具部件的示意性侧视图，该上部工具部件具有台阶状过渡部分以及具有在冲压方向与下部工具部件的切削刃（未示出）间隔相应非恒定距离的部分；图5a和图5b示出了上部工具部件的示意性侧视图，该上部工具部件具有用作过渡部分的结点（kink）以及具有在冲压方向与下部工具部件的切削刃（未示出）间隔相应非恒定距离的部分；图6a示出了上部工具部件的示意性侧视图，该上部工具部件具有用作过渡部分的尖端以及具有在冲压方向与下部工具部件的切削刃（未示出）间隔相应非恒定距离的部分；图6b示出了上部工具部件的示意性侧视图，该上部工具部件具有用作过渡部位的尖端以及具有带有凹入形状的部分；图6c示出了上部工具部件的示意性侧视图，该上部工具部件具有用作过渡部位的尖端以及具有带有凸起形状的部分；图7a示出了上部工具部件的示意性侧视图，该上部工具部件具有台阶状过渡部位，以及具有在冲压方向与下部工具部件的切削刃（未示出）间隔相应恒定距离的部分，并且还具有额外的切削刃；图7b示出了图7a所示上部工具部件的示意性正视图。

具体实施方式

在图1a中，示出了冲压工具的上部工具部件1和下部工具部件2的部分截面图。示出的上部工具部件1和下部工具部件2处于安装在冲压机中的状态，它们具有轴线3。上部工具部件1和下部工具部件2可沿着轴线3相对于彼此移动。下部工具部件2容纳在工具架（未示出）中，冲压机包括脱落孔10，切下的材料能够通过该脱落孔排出。图1b示出了图1a所示的在一个完整的冲压冲程之后的上部工具部件1和下部工具部件2。由于上部工具部件1和下部工具部件2处于彼此离开的运动状态，因此在该图示中能够看到上部工具部件1的上切削刃6和下部工具部件2的下切削刃7。上切削刃6限定出上切削面4且下切削刃7限定出下切削面5。切削刃6、7彼此互补，并且它们具有所需的间隙。切削面4、5沿轴线3方向（即冲压方向）分别位于上部工具部件1和下部工具部件2的前侧。沿着切削刃6，上部工具部件1的上切削面4和上切削刃6被分成三部分4a、4b、4c。如下所示，上切削刃6也可以替代分成其他数量的部分。然而，至少要分成两部分。在各部分4a、4b、4c之间分别设置有过渡部位8。过渡部位8在轴线3方向上沿着上切削刃6具有不连续部。通过该不连续部，可以理解为上切削面具有突然的变化。所述不连续部例如是台阶（界限）、结点或尖端。可选地，下部工具部件2的下切削面5也可以包括过渡部位8。据此，于是必要的是下部工具部件2设有带有弹簧负载的脱模设备，或者冲压机带有可活动的下部工具架，用于使下部工具部件2能够轴向运动。通过过渡部位8，所述部分4a、4b、4c中的两个被各自分隔开。在上部工具部件1和下部工具部件2的各自预定的位置中，上切削刃6和下切削刃7在所述部分4a、4b、4c处沿轴线3方向彼此间隔距离A。在图1a和图1b示出的实施例中，任何一个部分4a、4b、4c中的所述距离都是恒定的且其沿着切削刃6、7步进式地增加或减小。在操作中，在对板形工件9（例如金属板）定位后，令上部工具部件1执行冲压冲程。因此，在冲压冲程过程中，首先，待冲出轮廓的内部区域被拉伸以抵抗超出其弹性极限或屈服强度的内应力，直到在至少轴向距离A（在上切削刃6和下切削刃7之间）上通过部分4b使材料断裂，并且待切下材料的节段9a通过脱落孔10向下落下（图1）。在冲压冲程过程中，当进一步移动上部工具部件1时，待切下的剩余材料的其余节段9b、9c由同样的机构切下且通过脱落孔10向下落下（图2）。通过将工件9的切下材料切分成三段，该切下材料的整个线性尺寸虽然大于脱落孔10的直径，但能够通过脱落孔10可靠地将该切下材料排出，而不会占据或堵塞脱落孔。在冲压冲程中，在几个平面内对冲压毛坯进行切分主要取决于冲压冲程的速度和材料或待冲压原料的抵抗力。在材料或待冲压原料的抵抗力较低的情况下，在其分开前冲压毛坯产生局部变形或弯曲，因此冲压毛坯待去除的包封圈（由此，当弯曲的冲压坯料向一个下面的平面突出时表示冲压坯料的突出长度）小于冲压机的脱落孔10。然而，不是必须使过渡部分8具有精确的不连续部，也可以稍微偏离理想的边界、尖端或结点，只要材料或待冲压原料的抵抗力连同冲压冲程的速度一起能够产生切分即可。在图2中，示出了一个完整的冲压冲程之后的另一个实施例的上部工具部件1和下部工具部件2的部分截面侧视图。在该实施例中，上部工具部件1包括构造为尖端的过渡部位8。相比于前述实施例，下部工具部件2保持不变。在操作中，在该实施例中，节段没有像图1a、1b所示那样预先冲出。这里，在冲压冲程过程中，首先通过尖端以超过材料弹性极限或屈服强度来拉伸材料直到其变形或分离，其次在同一冲压冲程中，随着上部工具部件1的进一步运动，通过切削刃6在部分4a、4b处将待切下材料从工件9上切下，借此材料被切分成两个节段9a、9b。此外，整个线性尺寸大于脱落孔10的直径的切下材料通过脱落孔10可靠地排出，而不会出现切分下的两个节段9a和9b占据或堵塞脱落孔的情况。

与构造为尖端的过渡部位8相邻的部分4a、4b的切削刃6沿冲压方向与第二切削刃7间隔距离A，在所述部分4a、4b中该间隔距离不是恒定的。在本实施例中，所述距离A以非线性的方式增加且部分4a、4b的切削刃6为凹入的形状。通过该非线性的变化（凹入形状），节段9a、9b产生另外的变形，因此切下材料的线性尺寸、突出的长度进一步缩短。由此，可以节省过渡部位8或进一步增大切削刃4、5，而不会增加下部工具部件2的孔或脱落孔10被占据或堵塞的危险。在图3至6中，以不同的实施例示出了过渡部位8和部分4a、4b、4c、4d、4e的设置。这里没有示出下部工具部件2的下切削刃7。通过轴向距离指代轴向上至切削刃7的距离。图3a至3c分别示出了上部工具部件1、上切削面4和上切削刃6，其中通过台阶（界限）作为过渡部位8分成三个部分4a、4b、4c或者分成五个部分4a、4b、4c、4d、4e。在图3a和3b中，部分4a、4b、4c（4d、4e）中上切削刃6沿冲压方向的距离A从中心沿着切削刃6的方向以步进的方式分别增大。替代地，该距离可以从切削刃6的一端开始步进地增大。在图3c中，在部分4a、4b、4c、4d、4e处，沿上部工具部件1的上切削刃6的冲压方向的距离沿着切削刃6的步进地增大或减小。在本实施例中，其中一个部分4a、4b、4c、4d、4e的切削刃6的距离A和与再隔一个部分4a、4b、4c、4d、4e的切削刃6的距离A相同。在一个可选的实施例中，再隔一个部分4a、4b、4c、4d、4e的切削刃的距离A也可以不同。在图4a和4b中，上部工具部件1的上切削面4和上切削刃6包括部分4a、4b、4c（图4a）或部分4a、4c（图4b），其中从上切削刃6到下切削刃7的距离A不恒定。这里，通过所述部分的形状形成了沿着切削刃的锯齿形。此外在图5a和5b中，在部分4a、4b、4c、4d中，上部工具部件1的上切削刃6和下切削刃7之间沿冲压方向的距离A不恒定。这里，以结点的形式形成为不连续的过渡部位8。在图6a至6c中，以及在图2中，过渡部位8以尖端的形状被构造为上部工具部件1的切削面4的不连续部。在与尖端相邻的几个部分4a，4b中，上切削刃6和下切削刃7之间沿冲压方向上的距离A不恒定。在图6a中，在部分4a，4b中，从尖端开始，从上切削刃6到下切削刃7的冲压方向上的距离A沿着上切削刃6线性增加。在图6b和6c中，距离A非线性增加。此外，这里如图2所示的，除了切分之外，还通过冲压方向上的凹入形状（图6b）或凸出形状（图6c）使切下材料变形，从而额外降低了线性尺寸。通过不连续形状的过渡部位8，主要是通过构造为台阶状的过渡部位8，能够发生变化的翻转，以至于在冲压过程中不能制造出适宜的切削刃。在图7a和7b中，示例性地示出了除了上切削刃6和下切削刃（这里未示出）之外还具有另外的上切削刃11的一种冲压工具，所述另外的上切削刃在上部工具部件1处具有对应于所述下切削刃7的稳定行程。另外的上切削刃11沿轴向上相对于上切削刃6缩退（set back），且如图7b所示，其被布置成在上部工具部件1的上切削面4外部横向于上切削刃6。上切削刃6和另外的上切削刃11之间的横向偏置量为几丝米。如果能够实现切下材料的分离或变形功能以及平坦的切削，则也可以替代地是其他尺寸的横向偏置量。

在操作中，如图1所示，在第一步骤中通过上切削刃6和下切削刃7将待切下材料的一部分切下并分离，并且视情况而定在同一冲压冲程中变形，然而借此能够发生变化的翻转。在第二步骤中，当持续同一冲压冲程时，通过另外的上部稳定切削刃11和下部切削刃7令待切下材料的另外部分（即预冲压轮廓和终冲压轮廓之间的剩余材料）断裂并形成了可连续翻转的冲压刃。从工件9上切下的材料被分成几个节段9a、9b、9c。由于剩下的剩余材料的宽度非常小，因此这些材料还可以被切分开且可以通过脱落孔10排出各个剩余材料的节段9a、9b、9c，而不会出现占据或堵塞脱落孔的危险。所述各个实施例可以彼此结合。

Claims

1.一种用于冲压机的冲压工具，其用于对板形工件（9）冲压，所述冲压工具包括：上部工具部件（1）和下部工具部件（2），当冲压工具安装在冲压机中的状态下，所述上部工具部件和所述下部工具部件可沿冲压方向彼此相对移动，其中上部工具部件（1）包括上切削刃（6）且下部工具部件（2）包括与上切削刃（6）形状互补并相对的下切削刃（7），从而在冲压冲程中通过切削刃（6，7）将材料从工件（9）上切下，以及当冲压工具安装在冲压机中的状态下，在上部工具部件（1）和下部工具部件（2）的预定位置，上切削刃（6）和下切削刃（7）沿着它们行程在冲压方向上具有可变的距离（A），其中上切削刃（6）沿其行程在至少一个过渡部位（8）处被划分成至少两个部分（4a，4b，4c，4d，4e），其中过渡部位（8）相对于各相邻部分沿着冲压方向在相邻部分（4a，4b，4c，4d，4e）之间包括形式为尖端的不连续部，所述不连续部被适配成使得在同一冲压冲程中首先将待从工件（9）上切下的材料（9a，9b，9c）切削或分离成多个单独的部分，每个单独的部分仍与所述工件相连，并且然后将单独的部分从工件切下，并且与尖端相邻的至少两个部分（4a，4b，4c，4d，4e）中的距离（A）沿着所述切削刃从尖端处的最小距离到两个相邻部分的端部处的更大距离而增大。

2.根据权利要求1所述的冲压工具，其中各个相邻部分（4a，4b，4c，4d，4e）中的距离（A）沿上切削刃（6）从所述尖端线性增大。

3.根据权利要求1所述的冲压工具，其中在所述部分（4a，4b，4c，4d，4e）中的距离（A）沿上切削刃（6）从所述尖端以不同于线性的方式增大。

4.根据权利要求3所述的冲压工具，其中所述上切削刃（6）在部分（4a，4b，4c，4d，4e）中包括沿冲压方向的凸起形状。

5.根据权利要求3所述的冲压工具，其中所述上切削刃（6）在部分（4a，4b，4c，4d，4e）中包括沿冲压方向的凹入形状。

6.根据权利要求1所述的冲压工具，其中在冲压方向上，上部工具部件（1）包括上切削面（4）且下部工具部件（2）包括下切削面（5），以及上切削刃（6）限定出该上切削面（4）且下切削刃（7）限定出该下切削面（5），上部工具部件（1）包括另外的上切削刃（11），并且该另外的上切削刃（11）具有稳定的行程，并且在冲压方向上，所述另外的上切削刃设置成相对于上切削刃（6）与冲压方向相反地缩退，并且在上切削面（4）的外部横向地设置在上切削刃（6）的旁边，以便在冲压机的同一冲压冲程期间与下切削刃（7）共操作地执行二次切削。

7.一种通过由根据权利要求1至6中任一项所述的冲压工具执行冲压冲程而从工件上切下材料、并减小从工件（9）上切下材料（9a，9b）的线性尺寸的方法，其中通过非连续的切削刃（6）切下待切下材料的一部分，并且通过在所述尖端处的不连续部通过切分所切下的材料（9a，9b）来减小线性尺寸，首先通过尖端将待切下材料拉伸超过该材料的弹性极限或该材料的屈服强度直到其变形或分离，并且然后在上部工具部件的进一步运动中，通过切削刃（6）在与所述尖端相邻的部分（4a，4b）处将待切下材料从工件（9）上切下，借此在同一冲压冲程中，材料被切分成两个节段（9a，9b）。

8.根据权利要求7所述的方法，其采用根据权利要求3至5中任一项所述的冲压工具，其中通过使切下的材料（9a，9b）变形来进一步减小线性尺寸。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其采用根据权利要求6所述的冲压工具，其中在同一冲压冲程中通过所述另外的上切削刃（11）随后切下待切下材料的另外部分。