DE102009025228B4

DE102009025228B4 - Method and device for trimming deep-drawn parts

Info

Publication number: DE102009025228B4
Application number: DE200910025228
Authority: DE
Inventors: Konrad 85055 Schieder; Stefan 92339 Braun; Emil 85053 Mehlich; Anton 86633 Riedl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: DE102009025228A1

Abstract

Verfahren zum Beschneiden von Tiefziehteilen aus Metallblechen, die beim Tiefziehvorgang an deren Randbereich zwischen einer Matrize und einem Niederhalter des Tiefziehwerkzeuges eingespannt werden, wobei der Randbereich zur gezielten Aufnahme der Zugkräfte mit einer Profilierung, insbesondere einer Absperr- bzw. Zierleistenprofilierung, versehen wird und wobei nach dem Tiefziehvorgang das Tiefziehteil zur Entfernung des Randbereichs beschnitten und der abgetrennte Randbereich durch zumindest einen Querbeschnitt zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Profilierung (16) des Randbereichs (14) im Bereich des zumindest einen Querbeschnittes (20) unterbrochen oder im Wesentlichen plan ausgeführt wird.Method for trimming deep-drawn parts made of sheet metal, which during the deep-drawing process are clamped at their edge area between a die and a hold-down device of the deep-drawing tool, the edge area being provided with a profile, in particular a barrier or decorative strip profile, for targeted absorption of the tensile forces, and according to During the deep-drawing process, the deep-drawn part is trimmed to remove the edge area and the separated edge area is broken up by at least one cross-cut, characterized in that the at least one profiling (16) of the edge area (14) is interrupted or essentially flat in the area of the at least one cross-cut (20) is performed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschneiden von Tiefziehteilen aus Metallblechen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The invention relates to a method for trimming deep-drawn parts made of metal sheets according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for carrying out the method according to the preamble of claim 5.

Durch die DE 42 12 745 C2 beispielsweise ist ein Beschneidwerkzeug zum Beschneiden von Tiefziehteilen am gesamten Umfang und zum gleichzeitigen Querschneiden des abgetrennten Randflansches bekannt. Dabei ist auch beschrieben, dass beim Querschneiden mit entsprechend ausgerichteten Schneidmessern bei nicht sauberen Schnitten kleine Werkstoffpartikel (Flitter) aus der Trennstelle sich ablösen und unkontrolliert herumfliegen können, wodurch sie gegebenenfalls in das Tiefziehwerkzeug und auf das Tiefziehteil gelangen und dort unerwünschte Druckstellen hinterlassen bzw. die Oberflächenqualität beeinträchtigen können.By the DE 42 12 745 C2 For example, a trimming tool for trimming deep-drawn parts on the entire circumference and for simultaneous transverse cutting of the separated edge flange is known. It is also described that when cross-cutting with appropriately aligned cutting blades in non-clean cuts small material particles (baubles) from the separation point detach themselves and fly around uncontrollably, so they possibly get into the thermoforming tool and the deep-drawn part and leave unwanted pressure points there or Surface quality.

Zur gezielten Steuerung und Beherrschung des Tiefziehvorganges ist es gängige Praxis (vergleiche beispielsweise die DE 195 04 264 A1 ), den Randbereich des Tiefziehteiles in Zugrichtung formschlüssig einzuspannen. Dazu werden die Spannflächen an der Matrize und am Niederhalter des Tiefziehwerkzeuges mit zumindest einer umlaufenden Leiste einerseits und einer gegenüberliegenden Nut andererseits versehen, die den Randflansch entsprechend zum Beispiel V-förmig oder wellenförmig profilieren bzw. umschließen.For targeted control and mastery of the deep-drawing process, it is common practice (see, for example, the DE 195 04 264 A1 ), clamp the edge region of the deep-drawn part in the pulling direction positively. For this purpose, the clamping surfaces on the die and on the hold-down of the thermoforming tool are provided with at least one circumferential strip on the one hand and an opposite groove on the other hand, which profiled or enclose the edge flange corresponding to, for example, V-shaped or wavy.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen, die mit einem geringen technischen Aufwand und ohne Beeinträchtigung des Tiefziehvorganges den Querbeschnitt der Randbereiche bzw. Randflansche des Tiefziehteiles verbessert.The object of the invention is to provide a method and an apparatus for performing the method, which improves the transverse section of the edge regions or edge flanges of the deep-drawn part with a low technical complexity and without affecting the deep-drawing process.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features of the independent claims. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Profilierung des Randbereiches im Bereich des zumindest einen Querbeschnittes, in der Regel jedoch mehrerer Querbeschnitte, unterbrochen oder im Wesentlichen plan ausgeführt wird. Wenn dieser plane Randabschnitt entsprechend schmal ausgeführt ist, hat er keinen Einfluss auf das Verformungsverhalten des Tiefziehteiles und ermöglicht aufgrund der planen Ausführung saubere Trennschnitte ohne jegliche Flitterbildung. Der Änderungsaufwand an bestehenden Tiefziehwerkzeugen ist dabei marginal.According to the invention, it is proposed that the at least one profiling of the edge region in the region of the at least one transverse cut, but as a rule of several transverse cuts, is interrupted or substantially planar. If this flat edge section is made correspondingly narrow, it has no influence on the deformation behavior of the deep-drawn part and, due to the flat design, allows clean cuts without any tinsel formation. The modification effort on existing thermoforming dies is marginal.

Um unzulässige Werkstoffspannungen im Tiefziehteil auszuschließen, wird des Weiteren vorgeschlagen, dass die Profilierung des Randbereiches über einen Übergangsbereich mit abnehmender Profilierung in einen planen Randabschnitt übergeht.In order to exclude impermissible material stresses in the deep-drawn part, it is further proposed that the profiling of the edge region transitions over a transition region with decreasing profiling into a planar edge section.

Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn der Übergangsbereich und/oder der plane Randabschnitt bei Leichtmetallblechen größer als der Übergangsbereich bei Stahlblechen mit deren größerer Zugfestigkeit ausgeführt wird.It has proven to be particularly useful if the transition region and / or the flat edge portion is performed in light metal sheets greater than the transition region in steel sheets with their greater tensile strength.

Der Übergangsbereich kann bevorzugt eine Länge von 5 bis 60 mm, insbesondere von in etwa 10 bis 30 mm aufweisen. Ferner kann die Länge des planen Randabschnitts zwischen den beiden gegenüberliegenden Übergangsbereichen in etwa 10 bis 30 mm, insbesondere ca. 15 mm betragen. Die angegebenen Werte betreffen insbesondere Tiefziehbleche in der Stärke von ca. 0,5 bis 2 mm, wie sie an Karosserieteilen von Personenkraftfahrzeugen verarbeitet werden.The transition region may preferably have a length of 5 to 60 mm, in particular of approximately 10 to 30 mm. Furthermore, the length of the planar edge section between the two opposite transition regions can be approximately 10 to 30 mm, in particular approximately 15 mm. The values given relate in particular to deep-drawn sheets in the thickness of about 0.5 to 2 mm, as they are processed on body parts of passenger cars.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Tiefziehwerkzeug mit unter anderem einer das Tiefziehteil an seinem Randbereich einspannenden Matrize einerseits und einem Niederhalter bzw. Blechhalter andererseits, wobei an der Matrize und am Niederhalter einander gegenüberliegende Leisten und Nuten zum Profilieren des Randflansches des Tiefziehteiles angeordnet sind, besteht darin, dass die Leisten und Nuten im Bereich von Querbeschnitten bzw. entsprechenden Schneidmessern des Tiefziehwerkzeuges unterbrochen sind bzw. in plane Einspannflächen übergehen.A preferred device for carrying out the method with a deep-drawing tool, inter alia, a die clamping the deep-drawn at its edge region on the one hand and a hold-down or sheet holder on the other hand, wherein opposing strips and grooves for profiling the edge flange of the deep-drawn part are arranged on the die and the hold-down , is that the strips and grooves in the range of cross-cut or corresponding cutting blades of the thermoforming tool are interrupted or go over in plane clamping surfaces.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit Bezug zur beiliegenden, schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawing. Show it:

1 ein nur abschnittsweise dargestelltes Tiefziehteil aus Metallblech mit einem profilierten, umlaufenden Randflansch, und 1 a deep-drawn part of sheet metal, shown only in sections, with a profiled, peripheral edge flange, and

2 einen Schnitt gemäß Linie I-I der 1 durch das Tiefziehteil mit nur angedeuteter Matrize und Niederhalter des Tiefzieh- und Beschnittwerkzeuges und den Schneidmessern für den Querbeschnitt des Randflansches. 2 a section according to line II of 1 through the deep-drawn part with only indicated die and hold-down of thermoforming and trimming tool and the cutting blades for the transverse section of the edge flange.

Die 1 zeigt teilweise ein Tiefziehteil 10 aus Stahlblech, in das im Tiefziehverfahren eine Mulde 12 definierter Geometrie eingeformt ist und dessen umlaufender, allseitiger Randbereich einen Randflansch 14 aufweist.The 1 partially shows a deep-drawn part 10 Made of sheet steel, in the deep-drawing process a trough 12 defined geometry is formed and its circumferential, all-round edge area an edge flange 14 having.

Der Randflansch 14 dient zum Einspannen des Tiefziehteiles 10 zwischen eine Matrize und einen Blech- bzw. Niederhalter eines Tiefziehwerkzeuges und weist eine im Querschnitt betrachtet zum Beispiel in etwa halbkreisförmige Profilierung 16 auf, die beim Einspannen des Randflansches 14 Zugkräfte beim Tiefziehvorgang abstützt und somit einen gezielten Verformungsablauf ermöglicht.The edge flange 14 serves for clamping the thermoformed part 10 between a die and a sheet or hold-down of a thermoforming tool and has a cross-section, for example, in approximately semicircular profiling 16 on, when clamping the edge flange 14 Traction forces during deep drawing process supported and thus allows a targeted deformation process.

Nach dem Tiefziehvorgang wird der Randflansch 14 entlang der in 1 gestrichelt eingezeichneten Linie 18 mit entsprechend ausgebildeten Schneidmessern (nicht dargestellt) beschnitten bzw. entfernt.After the deep drawing process, the edge flange 14 along the in 1 dashed line 18 with appropriately trained cutting blades (not shown) trimmed or removed.

Ferner wird in mehreren Querbeschnitten entlang der gestrichelten Linie 20 (es ist nur ein Querbeschnitt 20 ersichtlich) der Randflansch 14 in mehrere Einzelteile zerschnitten, um diese Abfallteile problemlos aus dem Tiefziehwerkzeug abführen zu können.Further, in several transverse sections, cut along the dashed line 20 (it's just a crosscut 20 visible) the edge flange 14 cut into several items to be able to remove these waste parts easily from the thermoforming tool can.

Im Bereich des Querbeschnittes entlang der Schnittlinie 20 ist die Profilierung 16 des Randflansches 14 unterbrochen und bildet einen planen Randabschnitt 14a auf eine Länge von ca. 15 mm.In the area of the transverse section along the section line 20 is the profiling 16 of the edge flange 14 interrupted and forms a plane edge section 14a to a length of about 15 mm.

Der plane Randabschnitt 14a stellt sicher, dass an den korrespondierenden Schneidmessern des Beschneidwerkzeuges ein span- und flitterfreies Abscheren des Randbereiches 14a durchführbar ist.The plane edge section 14a Ensures that on the corresponding cutting blades of the trimming tool a chip and burr-free shearing of the edge area 14a is feasible.

Die 2 zeigt im Querschnitt entlang der Profilierung 16 des Randflansches 14 die Einspann- und Beschnittverhältnisse im Tiefziehwerkzeug 22 beim Querbeschnitt des Randflansches 14 des Tiefziehteiles 10.The 2 shows in cross section along the profiling 16 of the edge flange 14 the clamping and cutting conditions in the thermoforming tool 22 in the transverse section of the edge flange 14 of the deep-drawn part 10 ,

Dabei ist der Randflansch 14 wie ersichtlich zwischen der Matrize 24 und dem Niederhalter 26 des an sich bekannten, nicht näher dargestellten Tiefziehwerkzeuges 22 eingespannt.Here is the edge flange 14 as can be seen between the die 24 and the hold-down 26 the known, not shown deep-drawing tool 22 clamped.

Die besagte Profilierung 16 ergibt sich aus einer an der Matrize 24 an deren Einspannfläche 24a (strichpunktiert dargestellt) angeordneten Leiste 28 etwa halbkreisförmigen Querschnittes, die mit einer korrespondierenden Nut 30 in der Einspannfläche 26a strichliert dargestellt des Niederhalters 26 zusammenwirkt und den Randflansch 14 in Zugrichtung formschlüssig aufnimmt. Die Leiste 28 ist einstückig und materialeinheitlich mit der Matrize 24 ausgebildet, könnte grundsätzlich aber auch durch ein separates Bauteil gebildet sein.The said profiling 16 arises from one on the die 24 at the clamping surface 24a (dash-dotted lines) arranged bar 28 approximately semicircular cross-section, with a corresponding groove 30 in the clamping area 26a dashed lines of the hold-down 26 interacts and the edge flange 14 receives positively in the pulling direction. The bar 28 is one-piece and of uniform material with the die 24 trained, but could in principle also be formed by a separate component.

Die Profilierung 16 geht mit einem in der Profilierung abnehmenden Übergangsbereich 16a in den planen Randabschnitt 14a über, wobei, wie dies aus 2 weiter ersichtlich ist, sich die Leiste 28 und die Nut 30 entsprechend verjüngen bzw. abnehmen.The profiling 16 goes with a decreasing profile in the transition area 16a in the plan edge section 14a about, being, like this 2 It can be seen further, the bar 28 and the groove 30 accordingly rejuvenate or decrease.

Der Übergangsbereich 16a der Profilierung 16 beträgt jeweils ca. 10 mm.The transition area 16a the profiling 16 is about 10 mm each.

Der plane Randabschnitt 14a ist derart ausgeführt, dass die nur in gestrichelten Linien angedeuteten Schneidmesser 32, 34 des weiter nicht dargestellten Beschnittwerkzeuges mit ausreichendem Freigang am Randabschnitt 14a ansetzbar sind und präzise Schnittbedingungen sicher stellen.The plane edge section 14a is designed such that the indicated only in dashed lines cutting blade 32 . 34 the cutting tool, not further shown, with sufficient clearance at the edge portion 14a can be attached and ensure precise cutting conditions.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei der Verarbeitung von Leichtmetallblechen oder bei der Verarbeitung von Blechen mit größerer Wandstärke als 0,5 bis 2 mm sind größere Randabschnitte 14a und/oder größere Übergangsbereiche 16a der Tiefziehteile zu bevorzugen, um unzulässige Materialspannungen auszuschließen.The invention is not limited to the embodiment described. In the processing of light metal sheets or in the processing of sheets with a wall thickness greater than 0.5 to 2 mm are larger edge sections 14a and / or larger transition areas 16a To prefer the deep-drawn parts, to exclude inadmissible material stresses.

Anstelle nur einer Profilierung 16 können mehrere, parallel zueinander verlaufende Profilierungen am Randflansch 14 des Tiefziehteiles 10 vorgesehen sein, die jeweils zur Bildung eines gemeinsamen, planen Randabschnittes 14a entsprechend unterbrochen sind. Die Profilierungen 16 können bei im Wesentlichen eckigen (zum Beispiel rechteckigen) Randbereichen nicht umlaufend, sondern jeweils von Seitenkante zu Seitenkante verlaufen, aber im Bereich von Querbeschnitten 20 wie vorstehend beschrieben unterbrochen sein.Instead of just profiling 16 can several, parallel to each other profiling on the edge flange 14 of the deep-drawn part 10 be provided, each to form a common, planar edge portion 14a are interrupted accordingly. The profiles 16 can not run circumferentially in substantially rectangular (for example, rectangular) edge regions, but in each case from side edge to side edge, but in the range of cross-cut 20 interrupted as described above.

Ferner können die Querschnitte der Profilierungen bei entsprechender Ausgestaltung der Leisten und Nuten auch anders als halbkreisförmig, zum Beispiel V-förmig oder mit unsymmetrischer Geometrie ausgeführt sein.Furthermore, the cross-sections of the profilings with a corresponding configuration of the strips and grooves can also be designed differently than semicircular, for example V-shaped or with asymmetrical geometry.

Claims

Method for trimming deep-drawn parts made of metal sheets, which are clamped at the edge region between a die and a hold-down of the thermoforming tool during deep drawing, wherein the edge region is provided for profiling the tensile forces with a profiling, in particular a Absperr- or Zierleistenprofilierung, and wherein the thermoforming process, the deep-drawn part is cut to remove the edge region and the separated edge region is decomposed by at least one transverse section, characterized in that the at least one profiling ( 16 ) of the edge area ( 14 ) in the region of the at least one transverse section ( 20 ) interrupted or substantially plan is executed.

Method according to claim 1, characterized in that the profiling ( 16 ) of the edge area ( 14 ) over a transitional area ( 16a ) with decreasing profiling ( 16 ) into a planar edge section ( 14a ) passes over.

Method according to claim 2, characterized in that the transition region ( 16a ) one Length of about 5 to 60 mm, in particular from about 10 to 30 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the planar edge section ( 14a ) in the region between the two opposite transition regions ( 16a ) has a length of about 10 to 30 mm, preferably of about 15 mm.

Device for carrying out the method according to one of the preceding claims with a thermoforming tool ( 22 ) with, inter alia, the deep drawn part ( 10 ) at its edge region clamping matrix ( 24 ) on the one hand and a hold-down ( 26 ) on the other hand, wherein on the die ( 24 ) and on the hold-down ( 26 ) opposing strips ( 28 ) and grooves ( 30 ) for profiling the edge flange ( 14 ) of the deep-drawn part ( 10 ) are arranged, characterized in that the strips ( 28 ) and grooves ( 30 ) in the area of cross-section ( 20 ) or corresponding cutting blades ( 34 . 36 ) of the thermoforming tool ( 22 ) are interrupted or in substantially planar bearing surfaces ( 24a . 26a ) pass over.