DD231748A5

DD231748A5 - Stanzwerkzeug

Info

Publication number: DD231748A5
Application number: DD27444485A
Authority: DD
Inventors: Sandor Biro; Istvan Breitenstein
Original assignee: Elektroakusztikai Gyar,Hu
Priority date: 1984-03-27
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1986-01-08
Also published as: HUT35991A; PL252464A1; HU194077B; ES541626A0; FR2561954A1; FR2561954B3; SU1311606A3; ES8605403A1; DE3508172A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stanzwerkzeug zum gleichzeitigen Feinausschneiden der Innen- und Aussenkonturen eines Werkstueckes aus einem Blech. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Schnittstempel 1 und die Schnittplatte 2 mit jeweils einer kegeligen Ringflaeche 4 zur Erzeugung eines hydrostatischen Druckes und eines radialen Fliessens in der Schnittebene der Aussenkontur 3 versehen sind und gegenueber dem Lochstempel 13 ein Fliesspressstempel 7 mit einem Fliesspresskegel angeordnet ist, der einen hydrostatischen Druck in der Schnittebene der Innenkontur 6 erzeugt und ein Lochabfall 21 gegen die Innenkontur 6 des Werkstueckes fliesspresst. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stanzwerkzeug zum gleichzeitigen rißfreien und feinflächigen Ausschneiden der Innen- und Außenkonturen eines Werkstückes aus einem Blech.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Feinmechanik, im Maschinenbau, der chemischen Industrie und bei der Herstellung von technischen Konsumgütern werden vielfach ringähnliche Konstruktionsteile eingesetzt, die durch Ausschneiden und Ausstanzen aus einem Blech mit einer Dicke von 2 bis 25 mm hergestellt werden. Zu diesem Zweck wendet man das sog. Feinausschneiden an, wobei eine speziell ausgebildete Presse mit drei voneinander unabhängig einstellbaren Kräften (Kegelring-Einpreßkraft, Schnittkraft, Gegenkraft) eingesetzt wird und das Ausschneiden entlang einer vorgegebenen Kontur erfolgt.

Die feine Qualität der Schnittfläche entsteht dabei dadurch, daß die seitliche Bewegung des Materials des Werkstückes entlang der äußeren Kontur durch einen Kegelring der Schnittplatte verhindert wird, während dessen entlang der Innenkontur durch das Aneinanderpressen des Schnittstempels und des Gegenstückes eine relative Bewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug möglich ist.

Dieses bekannte Vorgehen ist mit dem Nachteil behaftet, daß die Herstellung des speziellen Werkzeuges teuer ist und eine spezielle, ebenfalls teure Presse benötigt wird. Auf eine gegebene Schnittlänge bezogen steigen die Kosten des Werkzeuges und der Maschine sprunghaft mit der Vergrößerung der Dicke des auszuschneidenden Planbleches, besonders bei Stahlblechen über 5mm Dicke, an.

Die Anwendungsmöglichkeiten des bekannten Feinausschneidens sind auch in bezug auf die Zusammensetzung der Legierungen der Bleche begrenzt. Unlegierter Kohlenstoffstahl mit einem C-Gehalt oberhalb 0,7% kann auf Grund des Entstehens von Zementit nur mit außerordentlicher Sorgfalt oder gar nicht rißfrei geschnitten werden. Bei den legierten Kohlenstoffstählen wird die Schnittqualität neben der Entstehung von Zementit auch durch die Neigung zur Carbidbildung der Legierungselemente verschlechtert.

Der gleiche Werkzeugaufbau wird auch an einfachen Stanzmaschinen eingesetzt, wobei jedoch die gleichen Nachteile auftreten wie vorher erwähnt.

Aus der Zeitschrift Bulletin Japanese Society of Mechanical Engineers (1970, Band 13, Heft 59, S.737 bis 753) ist ein Verfahren zur Herstellung von Feinschnittflächen bekannt, wobei zwei gegeneinander angeordnete Schnittplatten zum Präzisionsausschneiden verwendet werden. Die beiden Schnittplatten sind als aktive Schnittelemente anzusehen, die während des Ausschneidens eine plastische Deformation, eine Zerspanung und eine scheinbare Quasi-Zerspanung bewirken. Eine Schnittplatte ist mit einer herausragenden Schnittkante versehen. Dem Werkzeug sind noch ein Ausstoß- bzw. Schnittstempel zugeordnet, der gegenüber der Hauptschnittrichtung nach Abschluß der Schnittplattenoperation das Werkstück ausschneidet und In einem weiteren Arbeitsgang aus dem Grat auswirft

Bei diesem Verfahren wird das Prinzip des sog. „Rasierens" angewendet, das auf das Abschneiden einer Zugabe entlang der Werkstückkkonturunddem Fließpressen des Grates beruht. Das Werkstück wird mit Hilfe eines weiteren aktiven Elementes, das entgegen der bisherigen Hauptschnittrichtung arbeitet, aus dem Grat ausgeschnitten. Dies erfolgt unter hydrostatischer Krafteinwirkung durch Zusammenpressen des Grates ohne Risse oder Brüche.

Das fast annähernd gleiche Verfahren zum gratfreien Feinausschneiden ist in der Zeitschrift „Werkstattechnik Z. ind. Fertig." (1975/4, S. 1984) beschrieben.

Der wesentlichste Nachteil dieser bekannten Verfahren wird darin gesehen, daß zur Ausbildung von Innenkonturen ein entsprechend vorbereitetes, vorgestanztes Blech benötigt wird und zum Ausschneiden von Außenkonturen bestimmte Zugaben notwendig sind, von deren Abmessungen die Qualität der Schnittfläche abhängt. Für beide Verfahren müssen spezielle Zweifach-Stanzmaschinen oder teure Feinstanzmaschinen eingesetzt werden.

Zum genauen Trennen von Planblechen wird in der HU-PS 166170 ein Verfahren mit seitlichen Fließpressen beschrieben.

Gegenüber dem konventionellen Scheren wird hierbei entlang einer nicht geschlossenen Kontur ein Schnittwerkzeug mit

parallelen Schnittkanten aus vier aktiven Werkzeugelementen verwendet. Die vier Elemente sind ein federnder Abpreßstempel, ein befestigter Gegenstempel, ein beweglicher und ein stillstehender Fließpreßstempel mit kegeliger Kanteriausbildung. Diese bekannte Lösung kann jedoch zum Ausschneiden oder Ausstanzen von geschlossenen Konturen nicht eingesetzt werden und findet nur zum Trennen von Tafelblechen Anwendung.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung werden die aufgezeigten Nachteile beseitigt und ein verhältnismäßig einfaches und kostengünstiges Stanzbzw. Schnittwerkzeug vorgeschlagen, mit dem größere Blechstärken und auch legierte Stähle mit höherem C-Gehalt auf einfacheren Stanzmaschinen verarbeitet werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Stanz- bzw. Schnittwerkzeug zum gleichzeitigen Feinausschneiden von Innen- und Außenkonturen aus einem Planblech zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schnittstempel und die Schnittpiatte mit einer kegeligen Ringfläche zur Erzeugung eines hydrostatischen Druckes und eines radialen Fließens in der Schnittebene der Außenkontur versehen sind und gegenüber dem Lochstempel ein Fließpreßstempel angeordnet ist, der einen einen hydrostatischen Druck in der Schnittebene der Innenkontur erzeugenden und den Lochabfall an die Innenkontur fließpressenden Fließpreßkegel aufweist.

Durch die vorschlagsgemäße Lösung ist es möglich, das Schnittwerkzeug auch auf Einfach-Stanzmaschinen einzusetzen, die Qualität der Schnittfläche zu verbessern und auch härtere Materialien zu bearbeiten.

In einer erfindungsgemäß vorteilhaften Ausführungsform ist außerhalb der kegeligen Ringflächen jeweils eine radiale Druckfläche an den Ringflächen angeschlossen. Die Ringflächen, die Druckflächen sowie der Fließpreßstempel des Lochabfalles sind entsprechend den auszustanzenden Innen- und Außenkonturen ausgebildet.

In einer weiteren, erfindungsgemäß vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Schnittstempel innerhalb der Druckfläche eine herausragende Schnittkante vorgesehen, wobei der Abstand zwischen dem Fiießpreßstempel des Lochabfalles und der Schnittkante mit der Dicke des auszustanzenden Planbleches proportional ist.

Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen der Druckfläche und der Schnittkante des Schnittstempels mit der Dicke des auszustanzenden Planbleches proportional ist.

Nach einem weiteren Merkmal ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der Winkel des Fließpreßkegels des Fließpreßstempels mit dem auszustanzenden Durchmesser proportional ist.

Ausführungsbeispiel

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die beigelegte Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeuges.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist mit einem Schnittstempel 1 und einer Schnittplatte 2 versehen, die jeweils durch eine obere Aufspannplatte 15 bzw. unterer Aufspannplatte 14 an den Pressenbär 9 bzw. auf den Maschinentisch 8 einer Einfachstanzmaschine befestigt sind. Der Schnittstempel 1 ist mit einer kegeligen Ringfläche 4 versehen, an die sich innerhalb der Ringfläche 4 eine radiale Druckfläche 11 anschließt. Innerhalb der Druckfläche 11 ist eine Schnittkante 10 vorgesehen, die aus der Druckfläche 11 hinausragt.

Entsprechend der auszubildenden Innenkontur 6 ist in dem Schnittstempel 1 ein Fließpreßstempel 7 angeordnet, der mit einem Zwangsausstoßer 22 verbunden ist und sich durch eine Feder 12 gegen die Aufspannplatte 15 abstützt.

Die Schnittplatte 2 besitzt gegenüber der Ringfläche 4 des Schnittstempels 1 ebenfalls eine kegelige Ringfläche 4, an die sich in analoger Weise eine Druckfläche 11 anschließt. Die Form der Schnittkante 10 des Schnittstempels entspricht der Form der auszustanzenden Außenkontur 3, die in der Schnittplatte 2 innerhalb der Druckfläche 11 ausgebildet ist.

Dem Fließstempel 7 gegenüberliegend ist ein Lochstempel 13 angeordnet, der an der unteren Aufspannplatte 14 anliegt. Um den Lochstempel 13 ist in der Schnittplatte 2 ein Auswerferring 17 vorgesehen, der durch Auswerferbolzen 18 an einer Auswerferplatte 19 angeschlossen ist. Der Auswerferbolzen 18 wird seinerseits durch eine energiespeichernde Feder 20 federnd abgestützt.

Zwischen dem Schnittstempel 1 und der Schnittplatte 2 befindet sich ein Blech 5, aus dem ein Werkstück 16 ausgestanzt wurde.

Der Lochabfall ist mit 21 gekennzeichnet. Nach Beginn des Hubes der Stanzmaschine erreicht die Schnittkante 10 des Schnittstempels 1 das Blech 5, wonach die gegenübereinander liegenden kegeligen Ringflächen 4 entlang der Außenkontur 3 das Material des Planbleches 5 radial nach außen fließpressen, währenddessen das Material mit den Druckflächen 11 gestaucht

Gleichzeitig bewegt sich der Fließpreßstempel 7 gegen die Kraft der Feder 22 rückwärts und liegt unmittelbar an der oberen Aufspann platte 15 an. Danach wird durch den Fließpreßkegel des Fließpreßstempels 7 das Material des Bleches 5 entsprechend der Innenkontur 6 in radialer Richtung zur Schnittebene fließgepreßt. Auf diese Weise entsteht sowohl bei der Innenkontur 6 als auch bei der Außenkontur 3 ein hydrostatischer Druck im Material des auszustanzenden Planblechs 5, so daß an den Schnittflächen keine Risse oder Brüche entstehen können. Der ganze Arbeitsvorgang erfolgt also nur unter Schneidbeanspruchung.

Nach Erreichen des unteren Hubpunktes bewegt sich der Pressentisch 9 nach oben, und das ausgestanzte Werkstück 16 wird durch die energiespeichernde Feder 20, die Auswerferplatte 19, die Auswerferbolzen 18 und den Auswerferring 16 aus dem Werkzeug ausgestoßen. Gleichzeitig wird der Lochabfall 21 durch den Zwangsausstoßer 22 der Maschine aus dem Werkzeug hinausgeworfen.

Im Sinne der Erfindung ist es zweckmäßig, die Formen der Ringflächen 4 und der Druckflächen 11 der Außenkontur 3 bzw. die des Fließpreßstempels 7 der Innenkontur 6 entsprechend auszubilden.

Ausgehend von der Materialstärke des auszustanzenden Bleches 5 werden der Abstand des untersten Punktes des Fließpreßstempels 7 und der Schnittkante 10 des Schnittstempels 1 sowie der Winkel der kegeligen Ringflächen 4, die Breite der Druckflächen 11 und das Maß des Hinausragens der Schnittkante 10 im Vergleich zu der Druckfläche 11 gewählt. Der Winkel des Fließpreßkegels des Fließpreßstempels 7 wird von der Menge des Lochabfalles 21 bestimmt. Diese Bemessungsaufgaben bereiten dem Durchschnittsfachmann keine Schwierigkeiten, so daß eine ausführlichere Darstellung nicht erforderlich ist.

Claims

— ι — #

Patentansprüche:

1. Stanzwerkzeug zum gleichzeitigen Feinausschneiden der Innen- und Außenkonturen eines Werkstückes aus einem Blech, bestehend aus einem Schnittstempel und einer Schnittplatte für die Außenkontur, einem Lochstempel für die Innenkontur, einem Ausstoßer für den Lochabfall und einem Auswerferring für das Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittstempel (1) und die Schnittplatte (2) mit jeweils einer kegeligen Ringfläche (4) zur Erzeugung eines hydrostatischen Druckes und eines radialen Fließens in der Schnittebene der Außenkontur (3) versehen sind, und gegenüber dem Lochstempel (13) ein Fließpreßstempel (7) angeordnet ist, der einen einen hydrostatischen Druck in der Schnittebene der Innenkontur (6) erzeugenden und den Lochabfall (21) an die Innenkontur (6) fließpressenden Fließpreßkegel aufweist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es auf einer Einfach-Stanzmaschine angeordnet ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der kegeligen Ringflächen (4) jeweils eine radiale Druckfläche (11) an den Ringflächen (4) angeschlossen ist.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen (4), die Druckflächen (11) und der Fließpreßstempel (7) des Lochabfalles (21) entsprechend den Formen der auszustanzenden Innen- und Außenkonturen ausgebildet sind.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Schnittstempel (1) innerhalb der Druckfläche (11) eine hervorstehende Schnittkante (10) vorgesehen ist, und der Abstand zwischen dem Fließpreßstempel (7) des Lochabfalles (21) und der Schnittkante (10) zur Materialstärke des auszustanzenden Bleches (5) proportional ist.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Druckfläche (11) und der Schnittkante (10) des Schnittstempels (1)zur Materialstärke des auszustanzenden Bleches (5) proportional ist.
7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel des Fließpreßkegels des Fließpreßstempels (7) zum auszustanzenden Durchmesser proportional ist.

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