DE102007050581A1 - Molded part e.g. drawn part, deep drawing method, involves proceeding relative movement kinematics between die and female part during phase of deformation of drawn part base with low deformation rate than in phase of reformation of base - Google Patents

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Abstract

The method involves providing a molded part tool (1) at a hollow body with a female part (3), which includes a drawing ring. A male part is provided with a molded part and penetrating dies (4, 5). Relative movement kinematics between the molded part die and the female part during phase of deformation of a drawn part base is proceeded with low deformation rate than in phase of reformation of the drawn part base using the die (5). The movement kinematics between the molded part die and the female part is processed with high deformation rate in the phase of the reformation of the drawn part base.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Das Tiefziehen stellt eine rationelle Fertigungsmethode zur Herstellung von Hohlkörpern (2) dar. Hierbei wird eine Blechplatine (9) fest eingespannt und durch Erzeugung einer Relativbewegung von Tiefziehstempel (4) und Tiefziehmatrize (3) zu einem Hohlkörper (2) umgeformt. Hohlkörper dieser Art können sein: Bierfass, Gasflasche, Spüle, Gastronormbehälter, Automobilteile u. s. w.Deep drawing represents a rational production method for the production of hollow bodies ( 2 ). This is a sheet metal blank ( 9 ) and by generating a relative movement of thermoforming dies ( 4 ) and thermoforming die ( 3 ) to a hollow body ( 2 ) transformed. Hollow bodies of this type may be: beer keg, gas cylinder, sink, gastronorm container, automobile parts, etc

Nachteilig beim Tiefziehen ist, dass im Bodenbereich (6) des Hohlkörpers (2) keine oder eine sehr geringe Dehnung der Blechdicke vorherrscht. Korrelierend hierzu ist die Verfestigung in diesem Bereich sehr gering.A disadvantage of deep drawing is that in the ground area ( 6 ) of the hollow body ( 2 ) no or a very small elongation of the sheet thickness prevails. Correlatively, the solidification in this area is very low.

Bekannte Möglichkeiten den Dehnungsverlauf im Bodenbereich zu beeinflussen sind zum Beispiel eine besondere geometrische Gestaltung des Bodens. Des Weiteren kann durch einen gezielten Reibungsparameter der Oberfläche des Stempels zur Blechoberfläche der Blechfluss und damit die Zielgrößen beeinflusst werden.Known options To influence the strain course in the floor area are, for example a special geometric design of the floor. Furthermore can be determined by a specific friction parameter of the surface of the Stamp to the sheet metal surface the sheet metal flow and thus the target variables are influenced.

Weiterhin sind Verfahren bekannt bei denen in mehreren Arbeitsgängen im Folgeverbund der Zielbereich der Bodenfläche zunächst vorgeformt werden.Farther Methods are known in which in several operations in Follow-on composite of the target area of the bottom surface are first preformed.

Es ist nun ein Verfahren bekannt bei dem durch mehrfaches Wölben (Deformieren) und Rückwölbens (Reformieren) des Ziehteilbodens eine entstehende Oberflächenvergrößerung im Boden eintritt. Diese Oberflächenvergrößerung wird Verfahrensbedingt während des Reformieren des Ziehteilbodens durch Überlagerung von Zugspannungen in die Blechteilzarge überführt, wodurch

  • a) die Einsatzplatine verkleinert werden kann
  • b) die Zargenhöhe gesteigert wenden kann oder
  • c) die Festigkeit im Boden gesteigert werden kann.
There is now known a method in which occurs by multiple buckling (deformation) and Rückwölbens (reforming) of the drawing part bottom, a resulting increase in surface area in the soil. This surface enlargement is transferred due to the process during the reforming of Ziehteilbodens by superimposing tensile stresses in the sheet metal part frame, whereby
  • a) the insert board can be downsized
  • b) can increase the frame height increased or
  • c) the strength in the soil can be increased.

Ein Arbeitszyklus besteht aus Deformieren und Reformieren des Ziehteilbodens und wird als Penetration des Ziehteilbodens bezeichnet. Das Ziehverfahren nennt sich „Penetrations-Tiefziehen".One Duty cycle consists of deforming and reforming the drawing part floor and is referred to as Penetration of Ziehteilbodens. The drawing process is called "penetration deep drawing".

Der Ziehteilboden kann einmalig oder mehrmalig während eines Tiefzuges penetriert werden.Of the Drawing part floor can be penetrated once or several times during a deep drawing become.

Üblicherweise weist die relative Stempelbewegung zwischen Stempel und Matrize beim Tiefziehen einen linearen kontinuierlichen Verlauf auf. Es hat sich nun gezeigt, dass eine kontinuierliche relative Geschwindigkeit zwischen Stempel (4) und Matrize (3) sich für das Verfahren des Deformierens (10) und Reformieren (20) des Ziehteilbodens (6) als unzureichend dargestellt hat. Dringt der Tiefziehstempel (4) kontinuierlich in das Blech ein, so wird bei einer überlagerten Deformation des Bodens (6) der Ziehteilflansch (9) mit einer hohen Umformgeschwindigkeit die Umformzone (11) durchlaufen.Usually, the relative punch movement between punch and die during deep drawing has a linear continuous course. It has now been shown that a continuous relative speed between punch ( 4 ) and die ( 3 ) for the process of deforming ( 10 ) and reforming ( 20 ) of the drawing part floor ( 6 ) has shown to be inadequate. Penetrates the thermoforming stamp ( 4 ) continuously into the sheet, so in a superimposed deformation of the soil ( 6 ) the drawn part flange ( 9 ) with a high forming speed the forming zone ( 11 ) run through.

Wir nun in der Phase des Reformieren (20) der angespeicherte Flächenanteil durch die überlagerten Zugspannung in die Zarge (12) überführt, so führt dies zu einer Verlangsamung der Umformgeschwindigkeit der Blechbereiche die sich momentan in der Umformzone (11) befinden. Eine lineare relative Stempelbewegung zwischen Stempel (4) und Matrize (3) ist demnach unzweckmäßig.We now in the phase of reforming ( 20 ) the accumulated surface portion by the superimposed tensile stress in the frame ( 12 ), this leads to a slowing of the deformation rate of the sheet metal areas currently in the forming zone ( 11 ) are located. A linear relative punch movement between punches ( 4 ) and die ( 3 ) is therefore inappropriate.

Wird dem entgegen während der Phase des Reformieren (20) des Ziehteilbodens (6) die relative Geschwindigkeit zwischen Stempel (4) und Matrize (3) im Vergleich zur Phase des Deformieren (10) gesteigert, führt dies zu einer gleich bleibenden Umformgeschwindigkeit der sich in der Umformzone (11) befindlichen Flächenanteile. Des Weiteren kann hierdurch die Fertigungszeit gesteigert werden.Is counteracted during the reforming phase ( 20 ) of the drawing part floor ( 6 ) the relative speed between punches ( 4 ) and die ( 3 ) compared to the deforming phase ( 10 ), this leads to a constant forming speed in the forming zone ( 11 ) located area shares. Furthermore, this can increase the production time.

Ausführungsbeispieleembodiments

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.embodiments The invention are illustrated in the drawings and are in Following closer described.

Es zeigenIt demonstrate

1: Ein Tiefziehwerkzeug (1) in der Einlegeposition der Platine (9) 1 : A thermoforming tool ( 1 ) in the insertion position of the board ( 9 )

2: Ein Tiefziehwerkzeug (1) während der Phase des Deformieren (10) des Ziehteilbodens (6) 2 : A thermoforming tool ( 1 ) during the deforming phase ( 10 ) of the drawing part floor ( 6 )

3: Ein Tiefziehwerkzeug (1) während der Phase des Reformieren (20) des Ziehteilbodens (6) 3 : A thermoforming tool ( 1 ) during the reforming phase ( 20 ) of the drawing part floor ( 6 )

4: Bewegungskinematik mit einem konstant linearen Verlauf der Werkzeugteile 4 : Movement kinematics with a constant linear progression of the tool parts

5: Bewegungskinematik mit einem veränderlichen Verlauf gemäß dem Hauptanspruch der Werkzeugteile 5 Movement kinematics with a variable course according to the main claim of the tool parts

1 zeigt die Einlegeposition der Platine (9) vor der Umformung. Die Ausgangsposition des Penetranten (5) ist zunächst gering oberhalb der Platine (9). Diese wird nun zwischen Matrize (3) und Blechhalter (8) fest eingeklemmt. 1 shows the insertion position of the board ( 9 ) before forming. The starting position of the penitent ( 5 ) is initially low above the board ( 9 ). This will now be between die ( 3 ) and blank holder ( 8th ) firmly clamped.

2 zeigt nun die Phase des Deformierens (10) des Ziehteilbodens (6). Dies geschieht nun durch ein Eindringen des Penetranten (5) in die Bodenzone (6) des sich ausformenden Ziehteils (2) entgegen dem Ziehstempel (4). Wesentlich für die Umformung ist das Erzeugen einer Relativbewegung von Penetrant (5) zu Ziehstempel (4). In dieser Phase kann es zu einer Relativbewegung von Stempel (4) zu Matrize (3) kommen wie im Bild dargestellt oder die Relativbewegung zwischen Matrize (3) und Stempel (4) ist Null. 2 now shows the phase of deforming ( 10 ) of the drawing part floor ( 6 ). This happens now by an intrusion of the penetrants ( 5 ) in the Bo denzone ( 6 ) of the forming drawn part ( 2 ) against the drawing punch ( 4 ). Essential for the transformation is the generation of a relative movement of penetrant ( 5 ) to drawing punch ( 4 ). In this phase, there may be a relative movement of the punch ( 4 ) to die ( 3 ) come as shown in the picture or the relative movement between die ( 3 ) and stamps ( 4 ) is zero.

3 zeigt die Phase des Reformieren (20) des Ziehteilbodens. Hierbei erzeugt der Penetrant (5) eine Bewegung entgegen der Bewegung in der Phase des Deformieren (10). Wesentlich gemäß dem Hauptanspruch 1 ist hierbei, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Penetrant (5) und Stempel (4) in der Phase des Reformieren (20) eine größere ist als die Relativgeschwindigkeit zwischen Penetrant (5) und Stempel (4) in der Phase des Deformierens (10) des Ziehteilbodens (6). 3 shows the phase of reforming ( 20 ) of the drawing part floor. Here, the penetrant ( 5 ) a movement against the movement in the phase of deforming ( 10 ). It is essential according to the main claim 1 that the relative speed between penetrant ( 5 ) and stamps ( 4 ) in the phase of reforming ( 20 ) is greater than the relative velocity between penetrant ( 5 ) and stamps ( 4 ) in the deforming phase ( 10 ) of the drawing part floor ( 6 ).

4 zeigt eine Bewegungskinematik in Form eines Weg-Zeitdiagramms der beteiligten Werkzeugteile ohne Geschwindigkeitsänderung zwischen der Phase der Deformation (10) des Ziehteilbodens (6) und der Reformation (20) des Ziehteilbodens (6). Zu sehen ist ferner, dass in der dargestellten Bewegungskinematik zwei Penetrationen ausgeführt werden. 4 shows a kinematics movement in the form of a path-time diagram of the tool parts involved without speed change between the phase of deformation ( 10 ) of the drawing part floor ( 6 ) and the Reformation ( 20 ) of the drawing part floor ( 6 ). It can also be seen that two penetrations are carried out in the illustrated kinematics of motion.

Der Tiefziehstempel (4) dringt linear innerhalb einer Penetration um 12 mm in die Blechplatine ein. In diesem Verlauf folgt zunächst die Phase der Deformation (10) mit einer absoluten Bewegung des Penetranten (5) auf die Position –15 mm relativ zur Nullebene (7). Daraufhin folgt die Phase der Reformation (20) auf die absolute Position von +12 mm.The thermoforming stamp ( 4 ) penetrates linear within a penetration of 12 mm into the sheet metal blank. In this process, the phase of deformation ( 10 ) with an absolute movement of the penitent ( 5 ) to the position -15 mm relative to the zero plane ( 7 ). Then follows the phase of the Reformation ( 20 ) to the absolute position of +12 mm.

Nachteilig hierbei ist, dass in der Phase des Reformierens (20) die Umformgeschwindigkeit der Blechpartien welche momentan die Umformzone (11) durchlaufen sich verlangsamt. Dies führt zu veränderten Reibungsbedingungen und die Zykluszeit wird verschlechtert. Die Abszisse zeigt die Zeitachse und die Ordinate zeigt die Wegachse. Die Nulllinie (7) befindet sich im Werkzeug auf der Ebene der Matrize (3).The disadvantage here is that in the reforming phase ( 20 ) the forming speed of the sheet metal parts which currently the forming zone ( 11 ) go through slowed down. This leads to changed friction conditions and the cycle time is deteriorated. The abscissa shows the time axis and the ordinate shows the path axis. The zero line ( 7 ) is located in the tool at the level of the die ( 3 ).

5 zeigt nun eine mögliche Bewegungskinematik mit gesteigerter Relativgeschwindigkeit in der Phase des Reformierens (20). Gezeigt sind zwei Penetrationszyklen die aus je einer Deformations (10)- und einer Reformationsphase (20) bestehen. Die Nulllinie (7) befindet sich im Werkzeug auf der Ebene der Matrize (3). Innerhalb einer Penetration fährt der Penetrant (5) in der Phase der Deformation (10) zunächst auf die absolute Position von –22 mm. In der Phase der Reformation (20) fährt der Penetrant (5) auf die Endposition von +12 mm. In dieser Phase ist nun die relative Geschwindigkeit zwischen Stempel (4) und Matrize (3) erhöht im Vergleich zur Phase der Deformation (10). 5 now shows a possible motion kinematics with increased relative velocity in the reforming phase ( 20 ). Shown are two penetration cycles which each consist of a deformation ( 10 ) - and a phase of reformation ( 20 ) consist. The zero line ( 7 ) is located in the tool at the level of the die ( 3 ). Within a penetration, the penetrant ( 5 ) in the phase of deformation ( 10 ) first to the absolute position of -22 mm. In the phase of the Reformation ( 20 ) the penetrant ( 5 ) to the end position of +12 mm. In this phase, the relative velocity between stamps ( 4 ) and die ( 3 ) increases compared to the phase of deformation ( 10 ).

Claims (10)

Verfahren zum Tiefziehen eines Formteils (2) mit einem Werkzeug (1) zu einem Hohlkörper (2) mit einer Matrize (3) die einen Ziehring (3) umfasst und mit einer Patrize, die einen Tiefziehstempel (4) sowie einen Penetrierstempel (5) umfasst dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegungskinematik zwischen Tiefziehstempel (4) und Matrize (3) während der Phase des Deformierens (10) des Ziehteilbodens (6) mittels Penetrierstempel (5) mit einer geringeren Umformgeschwindigkeit verläuft als in der Phase des Reformierens (20) des Ziehteilbodens (6), in der die relative Bewegungskinematik zwischen Tiefziehstempel (4) und Matrize (3) demnach mit einer höheren Umformgeschwindigkeit verläuft.Method for deep-drawing a molded part ( 2 ) with a tool ( 1 ) to a hollow body ( 2 ) with a die ( 3 ) which have a draw ring ( 3 ) and with a male die having a deep-drawing die ( 4 ) as well as a penetrating punch ( 5 ) characterized in that the relative motion kinematics between thermoforming punches ( 4 ) and die ( 3 ) during the deforming phase ( 10 ) of the drawing part floor ( 6 ) by means of penetrating punches ( 5 ) proceeds at a lower forming speed than in the reforming phase ( 20 ) of the drawing part floor ( 6 ), in which the relative motion kinematics between thermoforming dies ( 4 ) and die ( 3 ) therefore runs at a higher forming speed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Bewegungsabläufe des Deformieren (10) und Reformierens (20) des Ziehteilbodens (6) mehrfach hintereinander ausgeführt werden.Method according to claim 1, characterized in that the movements of the deforming ( 10 ) and reforming ( 20 ) of the drawing part floor ( 6 ) are executed several times in succession. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Bewegungsabläufe zwischen Penetrant (5) und Ziehstempel (4) geregelt sind.Method according to claim 1, characterized in that the movement sequences between penetrant ( 5 ) and drawing punches ( 4 ) are regulated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Bewegungsabläufe zwischen Penetrant (5) und Matrize (3) geregelt sind.Method according to claim 1, characterized in that the movement sequences between penetrant ( 5 ) and die ( 3 ) are regulated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Geschwindigkeitszuwachs zwischen Deformieren (10) und Reformieren (20) nicht sprunghaft ansteigt sondern in einem stetigen Geschwindigkeitsübergang gesteuert wird.Method according to claim 1, characterized in that the speed increase between deforming ( 10 ) and reforming ( 20 ) does not increase abruptly but is controlled in a steady velocity transition. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die mehrfach hintereinander ausgeführten Bewegungsiterationen unterschiedlich verlaufen.A method according to claim 1 and claim 2, characterized characterized in that the multiple successive movement iterations run differently. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Bewegungsabläufe zur Erzeugung der Zielgröße „Festigkeit im Boden" mittels der statistischen Prozessregelung angepasst werden.Method according to claim 1, characterized that the movements to generate the target value "strength in the ground "by means of adapted to the statistical process regulation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Bewegungsabläufe zur Erzeugung der Zielgröße „Verdünnung im Boden" mittels der statistischen Prozessregelung angepasst werden. Method according to claim 1, characterized that the movements for the generation of the target value "dilution in the Ground "by means of statistical process regulation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Bewegungsabläufe zur Erzeugung der Zielgröße „Zargenhöhe" mittels der statistischen Prozessregelung angepasst werden.Method according to claim 1, characterized that the movements for generating the target size "Zargenhöhe" by means of the statistical process control be adjusted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die zum Spannen der Platine (9) erforderliche Blechhalterkraft (13) während der Phase des Deformierens (10) sich von der Blechhalterkraft (14) unterscheidet während der Phase des Reformierens (20).Method according to claim 1, characterized in that for clamping the board ( 9 ) required Solderholder force ( 13 ) during the deforming phase ( 10 ) from the blank holder force ( 14 ) distinguishes during the reforming phase ( 20 ).
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