DE102004006854A1

DE102004006854A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zerspanen von Blechen

Info

Publication number: DE102004006854A1
Application number: DE200410006854
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Klement
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-09-01

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Zerspanen von Blechen. Erfindungsgemäß wird auf eine Auflagefläche eines Vakuumtisches (1) eine luftdurchlässige Opfermatte (5) aufgebracht, die eine Dicke von mindestens 0,3 mm aufweist und zumindest in ihrem oberen, dem Tisch abgewandten Bereich zerspanbar ist. Auf die Opfermatte (5) wird ein Blech (2) aufgelegt und für eine Zerspanung durch Anlegen von Unterdruck auf dem Vakuumtisch fixiert. Anschließend wird aus dem Blech (2) mindestens ein flächiges Werkstück mit einem Fräswerkzeug ausgeschnitten, welches zur Gewährleistung eines Werkzeugfreilaufes unterhalb des Bleches (2) in die Opfermatte (5) eindringt. Die Opfermatte (5) wird an gegenüberliegenden Längsseiten von Transporteinrichtungen (6) erfasst und mit dem aufliegenden Blech (2) über den zuvor druckentlasteten Vakuumtisch (1) gezogen. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerspanen von Blechen, die auf einer Auflagefläche eines Vakuumtisches positioniert, durch Anlegen eines Unterdruckes auf dem Vakuumtisch fixiert und anschließend mit einem Fräswerkzeug zerspant werden. Bei der Zerspanung werden aus dem Blech ein flächiges Werkstück oder mehrere flächige Werkstücke ausgeschnitten.
Bei der Fixierung bzw. Aufspannung des Bleches auf dem Vakuumtisch besteht das Problem, dass für einen sauberen Schnitt ein Werkzeugfreilauf unterhalb des Bleches erforderlich ist. Im Rahmen bekannter Maßnahmen wird daher die Auflagefläche des Vakuumtisches so gestaltet, dass unterhalb des Bleches ein Spalt vorhanden ist. Hierzu werden Aufbauplatten mit entsprechend angepassten Oberflächenkonturen verwendet, die auf dem Vakuumtisch befestigt werden. Die Herstellung dieser Aufbauplatten ist aufwändig.

Aus DE 101 52 402 A1 ist ein Verfahren zum Herausarbeiten von kleinteiligen Objekten aus plattenförmigem Ausgangsmaterial bekannt, bei dem zwischen dem Ausgangsmaterial und der Auflagefläche eines Vakuumtisches ein dünner, luftdurchlässiger Bogen, vorzugsweise aus Zeitungspapier, angeordnet wird. Der Bogen wird während der Bearbeitung nicht durchgehend um die Objekte herum durchstochen, so dass die hergestellten Kleinteile mit dem Bogen von dem Vakuumtisch heruntergezogen werden können. Das bekannte Verfahren mag für leichte, flächige Materialien einsetzbar sein. Für die Zerspanung von großformatigen Blechtafeln mit Fräswerkzeugen erscheint das Verfahren ungeeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem aus Blechen, insbesondere Blechtafeln, Werkstücke mit präzisem Schnitt herausgetrennt werden können. Dabei soll ein einfacher Abtransport der Blechteile möglich sein.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zum Zerspanen von Blechen gemäß Anspruch 1. Erfindungsgemäß wird auf eine Auflagefläche eines Vakuumtisches eine luftdurchlässige Opfermatte aufgebracht, die eine Dicke von mindestens 0,3 mm aufweist und zumindest in ihrem oberen, dem Tisch abgewandten Bereich zerspanbar ist. Auf die Opfermatte wird ein Blech aufgelegt sowie für eine Zerspanung durch Anlegen von Unterdruck auf dem Vakuumtisch fixiert. Anschließend wird aus dem Blech mindestens ein flächiges Werkstück mit einem Fräswerkzeug herausgearbeitet, welches zur Gewährleistung eines Werkzeugfreilaufes unterhalb des Bleches in die Opfermatte eindringt. Zum Abtransport der Blechteile wird die Opfermatte an gegenüberliegenden Längsseiten von einer Transporteinrichtung erfasst und mit dem aufliegenden Blech über den zuvor druckentlasteten Vakuumtisch gezogen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dringt das Fräswerkzeug in eine Opfermatte ein, die als Auflage für das zu zerspanende Blech verwendet wird. Material und Dicke der Opfermatte sind hierauf abgestimmt. Hierdurch ist ein Werkzeugfreilauf möglich, der eine zerspanende Bearbeitung mit präzisem Schnitt über die gesamte Dicke des Bleches erlaubt. Da das Blech unmittelbar auf der Opfermatte aufliegt, werden durch das Werkzeug hervorrufende Schwingungen des Bleches durch die Opfermatte wirksam gedämpft. Die Luftdurchlässigkeit der Opfermatte kann beispielsweise durch Poren, Schlitze oder durch eine offene Struktur des Materials gewährleistet werden. Als Opfermatte eignen sich Folien, textile Materialien sowie auch Verbundmaterialen aus Folien und textilen Schichten. Zur Verbesserung ihrer Zugfestigkeit kann die Opfermatte eine Armierung in Form von Kunststoff- oder Metalleinlagen aufweisen. Während der Zerspanung des Bleches hält das Vakuum das Blech sowie daraus abgetrennte Werkstücke auf dem Vakuumtisch fest. Bei kleinteiligen Werkstücken kann es zweckmäßig sein, dass die Werkstücke oberseitig zusätzlich druckbeaufschlagt werden. Nach der Zerspanung des Bleches wird der Vakuumtisch belüftet, und die Blechteile werden auf der Opfermatte aus dem Arbeitsbereich des Vakuumtisches heraus abtransportiert. Für die Fortbewegung der Opfermatte werden Transporteinrichtungen verwendet, die an gegenüberliegenden Seiten des Vakuumtisches angeordnet sind, an die Längsseiten der Opfermatte angekuppelt werden und diese mit dem aufliegenden Blech über den Vakuumtisch ziehen. Durch Verwendung von Transporteinrichtungen an beiden Längsseiten der Opfermatte ist ein Transport der Opfermatte möglich, ohne dass diese sich unter der Last der aufliegenden Werkstücke verformt bzw. verzieht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch relativ dünne Opfermatten mit einer Dicke von weniger als 1 mm aus nichtmetallischen Werkstoffen eingesetzt werden. In einer auf den Arbeitsbereich des Vakuumtisches folgenden Entnahmestation können die Blechteile und Abfallstücke von der Opfermatte abgenommen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird eine Opfermatte verwendet, deren Oberfläche resistent gegen die bei der Blechbearbeitung eingesetzten Kühlmittel ist und eine ölbeständige Oberfläche aufweist. Die Opfermatte kann mehrschichtig ausgebildet sein und eine obere Deckschicht, eine Kernschicht sowie eine auf dem Tisch aufliegende reißfeste Grundschicht besitzen. Die Deckschicht und die Kernschicht sind zerspanbar, wobei die Deckschicht eine kühlmittelresistente Oberfläche bildet und die Kernschicht aus einem spanbaren Kunststoff oder einem textilen Material, z. B. Nonwoven, bestehen kann. Die Grundschicht besteht zweckmäßig aus einem zugfesten Kunststoff und kann gegebenenfalls auch mit Armierungen aus Kunststoff oder Metallfäden versehen sein.

Vorzugsweise weist die Opfermatte eine Dicke von 0,3 bis 1 mm auf, wobei eine Dicke zwischen 0,5 bis 0,8 mm besonders bevorzugt ist. Das Fräswerkzeug dringt während der Zerspanung des aufliegenden Bleches etwa 0,1 bis 0,4 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm, tief in die Opfermatte ein. Dies gewährleistet einen für einen präzisen Schnitt erforderlichen Werkzeugfreilauf, ohne die für einen Transport der aufliegenden Bleche erforderliche Festigkeit der Opfermatte zu beeinträchtigen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Opfermatte als kontinuierliche Bahn dem Vakuumtisch zugeführt und nach der Zerspanung des aufliegenden Bleches mit aufliegenden Blechteilen weiter bewegt. Nach Abnahme der Werkstücke kann die mit Frässpuren versehene Opfermatte aufgewickelt und entsorgt werden.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass als Opfermatte Bögen eingesetzt werden, die von Hand oder mit automatischen Zuführeinrichtungen auf dem Vakuumtisch positioniert werden. Das weitere Handling der Bögen erfolgt dann in der beschriebenen Weise.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7 zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 8 bis 10 beschrieben.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zerspanen von dünnen Blechen und

2 ausschnittsweise den Schnitt A-A aus 1.

Zum grundsätzlichen Aufbau der in 1 dargestellten Vorrichtung gehören ein Vakuumtisch 1, auf dem Bleche 2 durch Anlegen von Vakuum fixiert werden, und eine oberhalb des Vakuumtisches 1 angeordnete Fräseinrichtung 3 mit einem Fräswerkzeug 4 zum Durchtrennen eines auf dem Vakuumtisch fixierten Bleches 2. Das zu zerspanende Blech 2 liegt auf einer luftdurchlässigen Opfermatte 5 auf, die zumindest an ihrem oberen, dem Tisch abgewandten Bereich zerspanbar ist.
An gegenüberliegenden Seiten des Vakuumtisches 1 sind Transporteinrichtungen 6 angeordnet, welche die Längsseiten der Opfermatte 5 erfassen und diese mit dem aufliegenden Blech 2 über den Vakuumtisch 1 ziehen.
Durch Fortbewegung der Opfermatte 5 werden die zu bearbeitenden Bleche 2 aus einer Beladestation 7 in eine Bearbeitungsstation 8 und nach der Zerspanung in eine Entnahmestation 9 weiter transportiert, wo die ausgeschnittenen Blechteile sowie Abfallstücke von der Opfermatte 5 abgenommen werden. Im Ausführungsbeispiel weisen die Transporteinrichtungen 6 jeweils eine Transportkette 10 mit Klammern 11, welche die seitlichen Ränder der Opfermatte 5 erfassen, auf.
Die Opfermatte 5 wird als Rollenware verarbeitet. In Transportrichtung vor und hinter dem Vakuumtisch 1 sind Wickelstationen 12, 13 zum Ab- und Aufwickeln der Opfermatte 5 vorgesehen.
Die Opfermatte 5 weist eine Dicke von mindestens 0,3 mm, vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,5 und 0,8 mm auf und ist im Ausführungsbeispiel mehrschichtig ausgebildet. Sie ist luftdurchlässig und hat im Ausführungsbeispiel eine obere, ölresistente Deckschicht 14, eine Kernschicht 15 aus einem zerspanbaren Kunststoff oder einem textilen Material sowie eine auf dem Tisch aufliegende reißfeste Grundschicht 16. In der Bearbeitungsstation 8 wird das auf der Opfermatte 5 aufliegende Blech 2 durch Anlegen von Unterdruck auf dem Vakuumtisch 1 fixiert. Anschließend wird aus dem Blech 2 mindestens ein flächiges Werkstück mit einem Fräswerkzeug 4 ausgeschnitten, welches zur Gewährleistung eines Werkzeugfreilaufes unterhalb des Bleches 2 in die Opfermatte 5 eindringt. Die Eindringtiefe a ist auf die Dicke der Opfermatte 5 so abgestimmt, dass die Deckschicht 14 der Opfermatte vollständig und die Kernschicht 15 lediglich oberseitig zerstört wird. Die Grundschicht 16, die für eine ausreichende Zugfestigkeit der Opfermatte 5 sorgt, bleibt hingegen während der Zerspanung des aufliegenden Bleches 2 unversehrt, so dass die Bleche 2 nach erfolgter Zerspanung auf der Opfermatte 5 aus der Bearbeitungsstation 8 heraus abtransportiert und in der Entnahmestation 9 von der Opfermatte abgenommen werden können.

Claims

Verfahren zum Zerspanen von Blechen, wobei auf eine Auflagefläche eines Vakuumtisches (1) eine luftdurchlässige Opfermatte, (5) aufgebracht wird, die eine Dicke von mindestens 0,3 mm aufweist und zumindest in ihrem oberen, dem Tisch abgewandten Bereich zerspanbar ist, wobei ein Blech (2) auf die Opfermatte (5) aufgelegt sowie für eine Zerspanung durch Anlegen von Unterdruck auf dem Vakuumtisch (1) fixiert wird, wobei anschließend aus dem Blech (2) mindestens ein flächiges Werkstück mit einem Fräswerkzeug (4) ausgeschnitten wird, welches zur Gewährleistung eines Werkzeugfreilaufes unterhalb des Bleches (2) in die Opfermatte (5) eindringt, und wobei die Opfermatte (5) an gegenüberliegenden Längsseiten von einer Transporteinrichtung (6) erfasst und mit dem aufliegenden Blech (2) über den zuvor druckentlasteten Vakuumtisch (1) gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Opfermatte (5) mit ölresistenter Oberfläche verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Opfermatte (5) mehrschichtig aufgebaut ist und eine obere Deckschicht (14), eine Kernschicht (15) sowie eine auf dem Tisch (1) aufliegende reißfeste Grundschicht (16) besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Opfermatte (5) eine Dicke von 0,5 bis 0,8 mm aufweist und das Werkzeug während des Zerspanungsvorganges 0,2 bis 0,3 mm tief in die Opfermatte (5) eindringt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Opfermatte (5) als kontinuierliche Bahn dem Vakuumtisch (1) zugeführt und nach der Zerspanung des Bleches (2) mit aufliegenden Blechteilen weiterbewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Transporteinrichtungen (6) zur Bewegung der Opfermatte Transportketten (10) mit Klammern (11), welche die Ränder der Opferfolie umfassen, verwendet werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Vakuumtisch (1) und einer oberhalb des Vakuumtisches (1) angeordneten Fräseinrichtung (3) zum Durchtrennen eines auf dem Vakuumtisch (1) fixierten Bleches (2), dadurch gekennzeichnet, dass das zu zerspanende Blech (2) auf einer luftdurchlässigen Opfermatte (5) aufliegt, die zumindest in ihrem oberen, dem Tisch abgewandten Bereich zerspanbar ist, und dass an gegenüberliegenden Seiten des Vakuumtisches (1) Transporteinrichtungen (6) angeordnet sind, welche die Längsseiten der Opfermatte (5) erfassen und diese mit dem aufliegenden Blech (2) über den Vakuumtisch (1) ziehen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtungen (6) jeweils eine Transportkette (10) mit Klammern (11) zur Befestigung der Opfermatte (5) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Opfermatte (5) als Rollenware vorliegt und dass in Transportrichtung vor und hinter dem Vakuumtisch (1) Wickelstationen (12, 13) zum Ab- und Aufwickeln der Opfermatte (5) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Opfermatte (5) eine Dicke von 0,5 bis 0,8 mm aufweist und aus einer oberen Deckschicht (14), einer Kernschicht (15) sowie einer auf dem Tisch (1) aufliegenden reißfesten Grundschicht (16) besteht.