DD258192A1

DD258192A1 - STRETCHING TOOL FOR MANUFACTURING MULTIPLE WALLED SHEET MOLDING PARTS

Info

Publication number: DD258192A1
Application number: DD30045087A
Authority: DD
Inventors: Hans Braeunlich; Andreas Lailach; Winfried Florl; Dietmar Riedel
Original assignee: Umform & Plastverarb Fz
Priority date: 1987-03-05
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1988-07-13
Also published as: DD258192B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung mehrfach gewoelbter, insbesondere unregelmaessiger Blechformteile, z. B. Karosserieteile, durch Streckziehen auf Pressen. Die erfinderische Zielstellung wird geloest, indem die mit einem Radius versehene innere Kante der der Stempelstirnflaeche gegenueberliegenden Halteflaeche fuer den Werkstueckrand, umlaufend zum Stempelmantel betrachtet, einen konstanten Abstand zur Kante zwischen Stempelstirnflaeche und -mantel aufweist. Am Ende des Werkzeughubes ist eine am Radius zwischen Stempelstirnflaeche und -mantel sowie am Radius an der inneren Kante der der Stempelstirnflaeche gegenueberliegenden Halteflaeche anliegende Tangente in einem Winkel von 15...75 zum Stempelmantel angeordnet. Die umzuformende Platine wird beim Einspannen zwischen den Halteelementen so vorgebogen, dass nahezu alle Elemente der Stempelstirnflaeche gleichzeitig auf die Blechoberflaeche auftreffen und nachfolgend nahezu alle Werkstueckelemente innerhalb der Halteflaechen gleichzeitig gereckt und dabei einer relativ gleichmaessigen Dehnung unterzogen werden. Fig. 2The invention relates to a tool for producing multi-gewoelbter, in particular irregular sheet metal parts, for. B. body parts, by ironing on pressing. The inventive objective is solved by having the radiused inner edge of the Stempelstirnflaeche gegenüberüberhalte Halteflaeche for the Werkstueckrand, circumferentially considered to the stamp coat, has a constant distance from the edge between Stempelstirnflaeche and -mantel. At the end of the tool stroke a tangent at the radius between Stempelstirnflaeche and -mantel and the radius at the inner edge of the Stempelstirnflaeche opposite holding tangent at an angle of 15 ... 75 is arranged to the stamp jacket. The reshaped board is pre-bent during clamping between the holding elements, that almost all elements of the Stempelstirnflaeche impinge simultaneously on the Blechoberflaeche and subsequently stretched almost all Werkstueckelemente within the Halteflaechen simultaneously and thereby subjected to a relatively uniform elongation. Fig. 2

Description

-2- 258 Darlegung des Wesens der Erfindung-2- 258 Presentation of the Essence of the Invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Streckziehwerkzeug zur Herstellung mehrfach gewölbter, insbesondere unregelmäßiger, Blechformteile zu schaffen, mit dem erreicht wird, daß nahezu alle innerhalb der Halteelemente liegenden Flächenanteile an der Umformung beteiligt sind und dabei einer relativ gleichmäßigen Dehnung unterliegen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem die mit dem Radius versehene innere Kante der der Stempelstirnfläche gegenüberliegenden Haltefläche, umlaufend zum Stempelmantel betrachtet, einen konstanten Abstand zur Kante zwischen Stempelstirnfläche und -mantel aufweist. Am Ende des Werkzeughubes ist eine am Radius zwischen Stempelstirnfläche und -mantel sowie am Radius an der inneren Kante der der Stempelstirnfläche gegenüberliegenden und den Stempel völlig umschließenden Haltefläche anliegende Tangente in einem Winkel von 15 bis75grdzum Stempelmantel angeordenet. In Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand zwischen Stempelmantel und innerer Kante der der Stempelstirnfläche gegenüberliegenden Haltefläche in Hubrichtung projiziert, parallel ausgebildet.The invention has for its object to provide a stretch-forming tool for producing multi-curved, in particular irregular, sheet metal parts, which ensures that almost all lying within the holding elements surface portions are involved in the forming and thereby subject to a relatively uniform elongation. According to the invention, the object is achieved by providing the inner edge, provided with the radius, of the holding surface lying opposite the die face, circumferentially facing the stamp coat, having a constant distance to the edge between die face and skirt. At the end of the tool stroke, a tangent tangent to the radius at the inner edge of the holding face opposed to the punch end face and completely surrounding the punch is arranged at an angle of 15 to 75grd to the punch shell. In an embodiment of the invention, the distance between the punch jacket and inner edge of the die face opposite the holding surface projected in the stroke direction, formed in parallel.

Nach Auslösung des Pressenhubes bewegt sich zunächst das bewegliche Halteelement auf das feststehende Halteelement zu, bis der Rand der vorher eingelegten Platine zwischen den Halteflächen der Halteelemente fest eingespannt ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der mit einem Radius versehenen inneren Kante der der Stempelstirnfläche gegenüberliegenden Haltefläche in Abhängigkeit von der Stempelausbildung wird die Platine beim Einspannen so vorgebogen, daß nahezu alle Elemente der Stirnfläche des sich nun auf die vprgebogene Platine zu bewegenden Stempels gleichzeitig auf die Blechoberfläche auftreffen. Durch die das Nachfließen verhindernde feste Einspannung des Werkstückrandes werden beim weiteren Bewegen des Stempels nahezu alle Werkstückelemente innerhalb der Halteflächen gleichzeitig gereckt und dabei einer relativ gleichmäßigen Dehnung unterzogen.After triggering the Pressenhubes initially moves the movable support member to the fixed support member until the edge of the previously inserted board is firmly clamped between the holding surfaces of the holding elements. Due to the inventive design of the radiused inner edge of the die face opposite holding surface depending on the stamp training the board is pre-bent during clamping so that almost all elements of the end face of the now on the vprgebogene board to be moved punch incident simultaneously on the sheet surface , Due to the refilling preventing solid clamping of the workpiece edge almost all workpiece elements are stretched within the holding surfaces simultaneously while further moving the punch and thereby subjected to a relatively uniform elongation.

Am Ende des Vorhubes entsteht das fertige Blechformteil als Abbild der Stempelstirnfläche mit einer Zargenausbildung, die der Tangentenanordnung zwischen den Radien an der Kante zwischen Stempelstirnfläche und -mantel sowie an der inneren Kante der der Stempelstirnfläche gegenüberliegenden Haltefläche entspricht.At the end of the preliminary stroke, the finished sheet-metal shaped part is produced as an image of the punch end face with a frame formation corresponding to the tangent arrangement between the radii at the edge between the punch face and skirt and at the inner edge of the holding surface opposite the punch face.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden ein höherer prozentualer Reckgrad und damit eine bessere Werkstoffausnutzung gegenüber dem technischen Stand erreicht. Die Blechformteile weisen eine größere Stabilität und Abformgenauigkeit auf.With the solution according to the invention a higher percentage degree of stretching and thus a better material utilization compared to the technical state are achieved. The sheet metal parts have greater stability and molding accuracy.

embodiments

Die Erfindung wird nachfolgend durch zwei Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen inThe invention will be explained in more detail by two embodiments. The drawings show in

Fig. 1: eine Werkzeugausführungsform mit im Oberteil angeordnetem Stempel; rechtwinklig zur Werkzeugbewegung und im oberen Totpunkt dargestellt (Vorderansicht),Fig. 1: a tool embodiment with arranged in the upper part stamp; shown at right angles to the tool movement and at top dead center (front view),

Fig. 2: eine Seitenansicht des Werkzeuges gemäß Fig. 1 im unteren Totpunkt, Fig.3: zwei Phasen der Werkzeugstellung und Werkstückausbildung gemäß Fig. 1 —jeweils im Schnitt dargestellt, Fig.4: eine Einzelheit gemäß Fig.3B,2 shows a side view of the tool according to FIG. 1 at bottom dead center, FIG. 3 shows two phases of the tool position and workpiece formation according to FIG. 1, in each case in section, FIG. 4 shows a detail according to FIG.

Fig. 5: eine Darstellung besonderer Formelemente an den Halteflächen der Halteelemente-, Fig. 6: eine Werkzeugausführungsform mit am Unterteil angeordnetem Stempel, nach der Umformung des Werkstückes im5 shows an illustration of special mold elements on the holding surfaces of the holding elements, FIG. 6 shows a mold embodiment with stamp arranged on the lower part, after the deformation of the workpiece in FIG

oberen Totpunkt und im Schnitt dargestellt sowie in Fig.7: eine Druntersicht auf das Oberteil des Werkzeuges gemäß Fig.6.top dead center and shown in section and in Figure 7: a bottom view of the upper part of the tool according to Figure 6.

In einem Werkzeug zum Streckzieheneines mehrfach gewölbten Werkstückes mit etwa rechteckiger Außenkontur befindet sich gemäß der Fig. 1 und 2 im Werkzeugoberteil 1 ein am nicht dargestellten Ziehstößel einer zweifach wirkenden Presse befestigter Stempel mit der konvexen Stirnfläche 4, die der Form des herzustellenden Blechformteiles entspricht. Das am ebenfalls nicht dargestellten Blechhalterstößel der Presse befestigte Werkzeugoberteil 1 trägt das den Stempel 3 völlig umschließende bewegliche Halteelement 7 mit der auf der Stempelseite befindlichen Haltefläche 11. Das auf dem Tisch der nicht dargestellten Presse befestigte Werkzeugunterteil 2 weist das feststehende Halteelement 8 auf, welches die der Stempelstirnfläche gegenüberliegende Haltefläche 9 aufweist und den Stempel 3 im unteren Totpunkt ebenfalls völlig umschließt.As shown in FIGS. 1 and 2, in a tool for stretch-stretching a multiply curved workpiece having an approximately rectangular outer contour, a punch, not shown, of a two-acting press, having the convex end face 4 corresponding to the shape of the sheet metal part to be produced, is mounted in the upper die 1. The tool upper part 1, which is also fastened to the plate holder ram of the press, carries the stamping 3 completely enclosing movable holding element 7 with the holding surface 11 located on the stamp side. The tool base 2 fixed to the table of the press, not shown, has the fixed holding element 8, which holds the has the stamp face opposite holding surface 9 and the stamp 3 also completely surrounds at the bottom dead center.

Erfindungsgemäß ist die mit dem Radius 10 versehene innere Kante der der Stempelstirnfläche 4 gegenüberliegenden Haltefläche 9 zur Kante zwischen Stempelstirnfläche 4 und Stempelmantel 5, umlaufend zur letzterem betrachtet, im gleichen Abstand angeordnet.According to the invention provided with the radius 10 inner edge of the die face 4 opposite holding surface 9 to the edge between the punch face 4 and punch jacket 5, circumferentially considered to the latter, arranged at the same distance.

Daraus leitet sich ab, daß die Abschnitte der Haltefläche 9, deren innere Kante projiziert eine Gerade darstellt, jeweils konkav ausgebildet sind. Auf Grund der Deckungsgleichheit sind die gegenüberliegenden Abschnitte der Haltefläche 11 des beweglichen Halteelements 7 konvex ausgebildet.From this it is derived that the portions of the holding surface 9, the inner edge projecting represents a straight line, each formed concave. Due to the congruence, the opposite portions of the support surface 11 of the movable support member 7 are convex.

Um ein Festhalten des Werkstückrandes während des Streckziehvorganges zu sichern, so daß kein Werkstoff aus dem Randbereich in das Werkstückinnere nachfließt, können die Halteflächen 9 und 11 partiell und gegenüberliegend besondere Formelemente 12 und 13, beispielsweise gemäß Fig. 5 aufweisen.In order to ensure retention of the edge of the workpiece during the ironing process, so that no material flows from the edge region into the interior of the workpiece, the holding surfaces 9 and 11 may have partial and opposite special mold elements 12 and 13, for example according to FIG. 5.

Um bei besonders großflächigen und/oder besonders dünnen Werkstücken verhindern zu können, daß die eingelegte Platine 18 im Werkzeugunterteil sich durch ihre Eigenmasse so durchwölbt, daß ein Festhalten ihres Randes nicht mehr möglich ist, können im Bereich der größten Durchbiegung gegen die Stempelstirnfläche 4 federnd im Werkzeugunterteil 2 angeordnete Hochhalteelemente 14 gemäß Fig. 1 angewendet werden.In order to prevent particularly large and / or particularly thin workpieces in particularly large workpieces that the inserted board 18 in the tool base so bulges through their own mass that holding their edge is no longer possible, can in the region of greatest deflection against the punch face 4 resiliently Tool lower part 2 arranged hold-up elements 14 shown in FIG. 1 are used.

Nach dem Einlegen der Platine 18 und Auslösen des Pressenhubes bewegt zunächst der Blechhalterstößel das beweglicheAfter inserting the board 18 and triggering the press stroke moves first the blank holder ram the movable

eingespannt.clamped.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Anordnung der inneren Kante der der Stempelstirnfläche 4 gegenüberliegenden Haltefläche9—im gleichen Abstand zur Kante zwischen Stempelstirnfläche 4 und Stempelmantel 5—haben beide Halteflächen 9 und 11 eine besondere räumliche Ausbildung, die beim Einspannen zur vorgebogenen Platine 19 gemäß Fig. 3 A führt. Durch diese spezielle Vorbiegung treffen bei Abwärtsbewegung des Ziehstößels nahezu alle Elemente der Stempelstirnfläche 4 gleichzeitig auf die Werkstückoberfläche auf.Due to the inventive arrangement of the inner edge of the die face 4 opposite Haltefläche9-the same distance to the edge between the punch face 4 and punch shell 5-both support surfaces 9 and 11 have a special spatial formation, the clamping during the biased board 19 as shown in FIG leads. As a result of this special pre-bending, almost all elements of the punch end face 4 hit the workpiece surface simultaneously during downward movement of the drawing punch.

Bei der mit weiterer Stempelabwärtsbewegung folgenden Umformung bleibt der Werkstückrand zwischen den Halteflächen 9 und 11 fest eingespannt, um ein Nachfließen des Werkstoffes zu verhindern, und es entsteht durch Reckung des Werkstoffes innerhalb der Halteflächen 9 und 11 das Blechformteil 20, Fig.3B.In the following with further downward movement of the punch forming the workpiece edge between the holding surfaces 9 and 11 is firmly clamped to prevent re-flow of the material, and it is formed by stretching the material within the support surfaces 9 and 11, the sheet metal part 20, Fig.3B.

Damit sich der Werkstoff innerhalb der Halteflächen 9 und 11 ungehindert recken kann, ist die Festlegung eines in Hubrichtung projizierten Abstandes 17 zwischen dem Stempelmantel 5 und der inneren Kante der der Stempelstirnfläche 4 gegenüberliegenden Haltefläche 9 erforderlich. Erfindungsgemäß ergibt sich dieser Abstand 17, indem am Ende des Werkzeughubes (unterer Totpunkt) eine am Radius 6 des Stempels 3 und am Radius 10 an der inneren Kante der Haltefläche 9 anliegende Tangente 15 gemäß Fig. 4 einen Winkel 16 von 15...75 grd zum Stempelmantel 5 bildet. Dieser Lage der Tangente 15 entspricht etwa die Ausbildung der schrägen Zarge des Blechformteiles 20.Thus, the material can stretch unhindered within the support surfaces 9 and 11, the determination of a projected in the stroke direction distance 17 between the punch jacket 5 and the inner edge of the die face 4 opposite holding surface 9 is required. According to the invention, this distance 17 results from the fact that at the end of the tool stroke (bottom dead center) at the radius 6 of the punch 3 and the radius 10 at the inner edge of the support surface 9 adjacent tangent 15 of FIG. 4, an angle 16 of 15 ... 75 grd forms to stamp coat 5. This position of the tangent 15 corresponds approximately to the formation of the oblique frame of the sheet metal part 20th

Durch die erläuterte Ausbildung der aktiven Werkzeugelemente sowie durch die spezifische Art des Kraftangriffes an der vorgebogenen Platine 19 sind nahezu alle Flächenelemente des Werkstückes innerhalb der Halteelemente an der Umformung beteiligt, und es erfolgt eine relativ gleichmäßige Dehnung des Werkstoffes im genannten Bereich, wodurch Dehnungsspitzen vermieden werden. Das Blechformteil 20 weist gegenüber mit bekannten Werkzeugen hergestellten Streckziehteilen eine höhere Stabilität, eine bessere Abformgenauigkeit und eine höhere Werkstoffausnutzung auf.Due to the illustrated embodiment of the active tool elements as well as the specific nature of the force applied to the pre-bent board 19 almost all surface elements of the workpiece are involved in the forming within the holding elements, and there is a relatively uniform elongation of the material in said area, whereby strain peaks are avoided , The sheet metal part 20 has over Streckziehteilen produced with known tools higher stability, better Abformgenauigkeit and higher material utilization.

Für den Einsatz in einer einfach wirkenden Presse mit Ziehkissen im Pressentisch ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 vorgesehen. Hierbei ist der Stempel 3 im We.rkzeugunterteil 2 angeordnet und wird durch das Ziehkissen betätigt.For use in a single-acting press with die cushion in the press table, the embodiment of FIG. 6 is provided. Here, the punch 3 is arranged in We.rkzeugunterteil 2 and is actuated by the die cushion.

Die der Stempelstirnfläche 4 gegenüberliegende Haltefläche 9 mit spezieller Anordnung ihrer inneren Kante befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel am beweglichen Halteelement 7.The stamp face 4 opposite holding surface 9 with a special arrangement of its inner edge is located in this embodiment, the movable support member. 7

Die Fig.7 zeigt eine Druntersicht auf das Werkzeugoberteil 1 dieses Ausführungsbeispieles im unteren Totpunkt mit in Höhe der Haltefläche 9 geschnittenem Stempel. Die der Stempelstirnfläche 4 gegenüberliegende Haltefläche 9 umschließt dabei den Stempel 3 im parallelen Abstand 17 zwischen ihrer inneren Kante und dem Stempelmantel 5.FIG. 7 shows a bottom view of the upper tool part 1 of this exemplary embodiment in the lower dead center with a punch cut in the amount of the holding surface 9. The stamp face 4 opposite the holding surface 9 encloses the punch 3 in the parallel distance 17 between its inner edge and the punch jacket. 5

Weitere Einzelheiten und die Wirkungsweis dieser Werkzeugvariante entsprechen denen des erläuterten Werkzeuges gemäßFurther details and the effect of this tool variant correspond to those of the illustrated tool according to

Claims

1. Streckziehwerkzeug for producing multiply curved, in particular irregular sheet metal parts whose stamp has a workpiece shape corresponding end face and a radius at the edge between the end face and casing, arranged around the stamp holding elements facing each other congruent holding surface for the edge of the workpiece, wherein the inner edge of the opposite end face of the stamp face is rounded by a radius, characterized in that the radius (10) provided with the inner edge of the die face (4) opposite holding surface (9), circumferentially to the punch jacket (5) considered a constant distance to the edge between the punch face (4) and jacket (5) and at the end of the tool stroke at the radius (6) of the punch (3) and the radius (10) of the punch face (4) opposite and the punch (3) completely enclosing retaining surface (9) fitting Tangent (15) at an angle (16) of 15 to 75 degrees to the punch jacket (5) is arranged.

2. stretch-forming tool according to claim 1, characterized in that the distance (17) between the punch jacket (5) and inner edge of the die face (4) opposite holding surface (9), projected in the stroke direction, is formed in parallel.

For this 8 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a tool for producing multiply curved, in particular irregular sheet metal parts, for. B. body parts, by ironing on pressing.

Characteristic of the known state of the art

In the relevant patent and technical literature, a variety of process and device variants for the production of single or multiple curved sheet metal parts by stretch-drawing is described. Tools with integrated holding elements for the edge of the sheet metal part have this predominantly in pairs opposite, d. H. Square boards are held on two opposite edges. The holding surfaces of the fixed and movable holding elements according to DD-WP 117366 are at right angles to the tool stroke movement and flat. According to DE-OS 3204941 the retaining surfaces are also flat, but partially deviating from the perpendicularity formed to the tool stroke and the inner edge of the die face opposite the support surface is mainly provided with a radius. According to DD-WP 121 280, the inner edge of the plunger end face opposite planar and perpendicular to the lifting movement holding surface is changed by a transversely varying radius of curvature to a convexly curved surface in two directions.

In order to achieve a secure retention of the workpiece edges during the Streckziehens, these former Streckziehvorgang are also partially reshaped by the holding surfaces have corresponding form elements. Thus, according to SU-US 1018752 by means of a bead on the both sides arranged movable holding elements in both festzuhaltenden workpiece edges introduced a bead. In SU-US 1175590 is prescribed to introduce at the four edges of a rectangular stretch-iron part two or three straight and parallel arranged beads. Finally, it is shown in JP 59-218225, that arranged around the punch movable support member has a bead on its support surface, the opposite holding surface of the fixed support member is formed congruent and that is deformed by the holding elements of the workpiece edge flange. If now a method variant is used in the production of irregularly shaped and multiply curved sheet metal parts, in which no pregrouting, but the edges of the workpieces are only recorded before and during the Streckziehens, the stamp applies only with a small surface portion of its end face on the sheet surface , At these points, the material is subjected to particularly high stress, so that it can come to the end of the ironing process locally strong decreases in thickness and constrictions and cracks. Other portions of the tool undergo too little change in shape, resulting in the consequence to poor stability and dimensional accuracy of the formed part.

Object of the invention

The aim of the invention is multiply curved, flat sheet metal parts with respect to the known solutions improved quality, such. B. higher Abformgenauigkeit and greater stability.