DE102013224314A1 - Method for producing at least one passage opening in a vehicle component and vehicle component - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zumindest einer Durchgangsöffnung (13) in einem Fahrzeugbauteil (7) sowie ein solches Fahrzeugbauteil. Zunächst wird mindestens eine Vertiefung (3) in einer ersten Bauteiloberfläche (1) ausgebildet. Dann wird mindestens eine Bohrung (10) von einer zweiten, gegenüberliegenden Bauteiloberfläche (2) ausgehend ausgebildet, wobei die Bohrung (10) durch die Vertiefung (3) hindurch unter Bildung der Durchgangsöffnung (13) ausgebildet wird. Auf diese Weise wird das Entstehen von Bohrkappen und/oder Graten der Herstellung der Bohrung (10) zuverlässig vermieden.The present invention relates to a method for producing at least one passage opening (13) in a vehicle component (7) and such a vehicle component. First, at least one recess (3) is formed in a first component surface (1). Then, at least one bore (10) is formed starting from a second, opposing component surface (2), the bore (10) being formed through the depression (3) to form the passage opening (13). In this way, the emergence of drill caps and / or burrs of the production of the bore (10) is reliably avoided.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zumindest einer Durchgangsöffnung in einem Fahrzeugbauteil. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeugbauteil, insbesondere eine Verbundlenkerachse und/oder eine Anflanschplatte, welche nach dem vorstehenden Verfahren hergestellt ist. The invention relates to a method for producing at least one passage opening in a vehicle component. Furthermore, the invention relates to a vehicle component, in particular a twist beam axle and / or a flange plate, which is produced by the above method.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche trennende Fertigungsverfahren, wie beispielsweise spanende oder schneidende Fertigungsverfahren, bekannt. Diese Fertigungsverfahren haben die Ausbildung verschiedenartig geformter Durchgangsöffnungen zum Ziel, hierbei vor allem die Ausbildung von rotationssymmetrischen Bohrungen und/oder von Gewindebohrungen. All diesen Verfahren ist das ungewollte Ausbilden von Graten und/oder Bohrkappen an den ausgangsseitigen Oberflächen gemein. Hiervon sind insbesondere spanende als auch schneidende Fertigungsverfahren in besonderem Maße betroffen. Numerous separating production methods, such as, for example, cutting or cutting production methods, are known from the prior art. These manufacturing methods have the goal of forming differently shaped through-holes, in particular the formation of rotationally symmetrical bores and / or threaded bores. All of these methods share the inadvertent formation of burrs and / or burrs on the exit surfaces. This affects in particular cutting as well as cutting production processes to a particular extent.
Die Entstehung von Graten und/oder Bohrkappen an einer ausgangsseitig liegenden Bauteilfläche zeigt sich beispielsweise in Fertigungsprozessen des Automobilbaus. Hier ist der Einsatz gewalzter Bleche als Ausgangsprodukt für Fertigungsprozesse üblich. Bei der Anwendung heutiger Verfahren zeigen die Prozesse daher insbesondere bei Bohrungen und/oder Gewindebohrungen ausbildenden Verfahren die Entstehung von Graten und/oder Bohrkappen. The formation of burrs and / or drill caps on an output side component surface is shown for example in manufacturing processes of the automotive industry. Here, the use of rolled sheets as a starting material for manufacturing processes is common. When using today's methods, the processes therefore show the formation of burrs and / or drill caps, in particular in the case of drilling and / or tapping processes.
In der heutigen Praxis wird daher versucht, die entstandenen Grate und/oder Bohrkappen, welche durch ihre undefinierte Form und Lage nachfolgende Prozesse erschweren, nachträglich mithilfe von mechanischen und/oder chemischen Verfahren sowie Vorrichtungen zu entfernen. In today's practice, therefore, attempts are made to subsequently remove the resulting burrs and / or burrs, which complicate their undefined shape and position subsequent processes, using mechanical and / or chemical methods and devices.
In der
Hierbei wird das bearbeitende Werkzeug rotatorisch und/oder translatorisch innerhalb einer Querbohrung eines Bauteils, z.B. einem Motorblock, bewegt. Here, the machining tool is rotational and / or translational within a transverse bore of a component, e.g. an engine block, moved.
Aus der DBP 1 021 319 ist eine Vorrichtung bekannt, welche eine innere Schweißnaht an längsgeschweißten Rohren nach der Schweißung entfernen kann. Hierbei wird ein im Innern eines längsgeschweißten Rohres gelagertes und mithilfe einer starren Stange verschiebbares zweites Rohr sowie ein auf einem Träger fixiertes Schneidwerkzeug mithilfe von geeigneten Druckmitteln gegen den Grat im Rohr gepresst. Unter Zuhilfenahme eines Gegendruckgliedes, welches an einer der Schweißnaht gegenüberliegenden Stelle angeordnet ist und sich gegen die Innenwandung abstützt, wird ein entsprechender Anpressdruck erzeugt. From DBP 1 021 319 a device is known which can remove an inner weld on longitudinally welded pipes after welding. Here, a stored inside a longitudinally welded tube and displaceable by means of a rigid rod second tube and a fixed on a support cutting tool is pressed by means of suitable pressure means against the burr in the tube. With the aid of a counter-pressure member, which is arranged at a location opposite to the weld and supports itself against the inner wall, a corresponding contact pressure is generated.
Schließlich zeigt die
Für alle bekannten Entgratungsverfahren ist die nachträgliche Entfernung der bei dem Fertigungsprozess oder Bearbeitungsschritt entstandenen Grate und/oder Bohrkappen durch mechanische und/oder chemische Verfahren charakterisierend. Hierdurch ergeben sich entscheidende wirtschaftliche Nachteile, die insbesondere durch höhere Nacharbeitskosten entstehen. Diese Nachteile werden durch zusätzliche, nach der eigentlichen Bearbeitung auszuführende Verfahrensschritte innerhalb der Bearbeitungsprozesse verursacht, welche dem Stand der Technik folgend zur Erreichung einer entgrateten Oberfläche oder Kante nötig sind. For all known deburring methods, the subsequent removal of the burrs and / or burrs resulting from the manufacturing process or machining step is characterized by mechanical and / or chemical processes. This results in decisive economic disadvantages, which arise in particular by higher rework costs. These disadvantages are caused by additional process steps to be performed after the actual processing within the machining processes which are required in the prior art to achieve a deburred surface or edge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Ausbildung von Bohrkappen und/oder Graten bei der Herstellung von Durchgangsöffnungen präventiv zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft ein Fahrzeugbauteil, bei dem keine Bohrkappen und/oder Grate an den Durchgangsöffnungen vorhanden sind. The invention is therefore based on the object to prevent the formation of drill caps and / or burrs in the production of through holes preventive or at least reduce. Another object of the invention relates to a vehicle component, in which no Bohrkappen and / or burrs are present at the through holes.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Die Unteransprüche betreffen zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens. This object is achieved by a method which has the features of
Weiter wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Fahrzeugbauteil durch die Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 hergestellt ist. Further, the object is achieved in that a vehicle component is produced by the execution of the method according to
Der Grundgedanke dieser Erfindung besteht nun darin, dass das Auftreten von Graten und/oder Bohrkappen an Durchgangsöffnungen durch das Ausbilden einer Vertiefung in einer ersten Bauteiloberfläche und das Ausbilden einer die Vertiefung durchdringenden Bohrung in einer zweiten gegenüberliegenden Bauteiloberfläche verhindert oder zumindest erheblich verringert wird. In diesem Kontext ist unter einer Bohrung eine zweckmäßige Ausbildung einer Durchgangsöffnung, wie sie unter Zuhilfenahme gängiger Werkzeuge auszubilden möglich ist, zu verstehen. Vor allem ist eine Bohrung, in Bezug auf ihren Bohrungsquerschnitt, nicht zwingend eine rotationssymmetrische Ausbildung einer Durchgangsöffnung. Eine Bohrung kann, in Bezug auf ihren Bohrungsquerschnitt, auch eine nicht rotationssymmetrische Ausbildung wie beispielsweise eine Ellipse oder eine sonstige Ausbildung wie beispielsweise ein Rechteck oder eine Gewindebohrung sein. Insbesondere können sich durch die Anwendung der bekannten und etablierten Entgratungsverfahren ergebende Nachteile, vor allem an gängigen Fahrzeugbauteilen, verhindert werden. Vorteile sind im speziellen eine verkürzte Fertigungszeit bei der Herstellung von Fahrzeugbauteilen. Zudem entfällt die nachträgliche aufwändige mechanische und/oder händische Entfernung von Graten und/oder Bohrkappen an ausgebildeten Durchgangsöffnungen. The basic idea of this invention consists in preventing or at least considerably reducing the occurrence of burrs and / or burrs on through-openings by forming a depression in a first component surface and forming a bore penetrating the depression in a second opposing component surface. In this context, a suitable embodiment of a passage opening, as is possible with the aid of conventional tools, is to be understood as meaning a bore. Above all, a bore, with respect to its bore cross section, is not necessarily a rotationally symmetrical design of a passage opening. A hole can not, with respect to their bore cross-section, one be rotationally symmetrical training such as an ellipse or other training such as a rectangle or a threaded hole. In particular, disadvantages resulting from the use of the known and established deburring methods, especially on common vehicle components, can be prevented. Advantages are in particular a shortened production time in the production of vehicle components. In addition, the subsequent complex mechanical and / or manual removal of burrs and / or drill caps on trained through-holes is eliminated.
Vorzugsweise erfolgt die Ausbildung der Vertiefung unter einem Winkels α, welcher zwischen einer senkrecht zu einer ersten Bauteiloberfläche verlaufenden Achse und einem Flächenbereich der Vertiefung ausgebildet ist und einen Wert von minimal 100° und maximal 170° aufweist. Hierbei wird der Winkel α vor allem durch eine Anpassung der Kontur der Vertiefung variiert. Auf diese Weise wird eine optimierte Ausführungsform des Verfahrens erzielt, wodurch der Einsatz des Verfahrens und in Folge die Beherrschung des Auftretens von Graten und/oder Bohrkappen deutlich erleichtert ist. Alternativ kann der Winkel α auch über eine zweckmäßige Neigung des Bearbeitungswerkzeuges für die Vertiefung gegenüber der ersten Bauteiloberfläche eingestellt werden. Preferably, the formation of the recess takes place at an angle α, which is formed between an axis extending perpendicular to a first component surface axis and a surface region of the recess and has a value of at least 100 ° and a maximum of 170 °. In this case, the angle α is varied mainly by an adaptation of the contour of the recess. In this way, an optimized embodiment of the method is achieved, whereby the use of the method and consequently the control of the occurrence of burrs and / or drill caps is much easier. Alternatively, the angle α can also be adjusted via a suitable inclination of the machining tool for the depression with respect to the first component surface.
In Abhängigkeit des anzuwendenden Fertigungsverfahrens und des damit für die Herstellung der Bohrung zum Einsatz kommenden Bearbeitungswerkzeuges ist ein zwischen der eigentlichen Werkzeugschneide des zum Einsatz kommenden Bearbeitungswerkszeuges und dem Flächenbereich einer ausgebildeten Vertiefung liegender Winkel β ausgebildet. Der Winkel β beträgt zwischen 10° und maximal 180°. Der Winkel β ist eine alternative Form der Beschreibung des Bereiches zwischen einer ersten zur Bauteiloberfläche senkrecht stehenden Geraden und einem Flächenbereich der ausgebildeten Vertiefung. Hierdurch wird eine Beschreibung der geometrischen Merkmale vereinfacht. Depending on the manufacturing method to be used and the machining tool thus used for the production of the bore, an angle β lying between the actual tool cutting edge of the processing tool used and the surface area of a formed depression is formed. The angle β is between 10 ° and a maximum of 180 °. The angle β is an alternative form of describing the area between a first line perpendicular to the component surface and a surface area of the formed recess. This simplifies a description of the geometric features.
Eine bevorzugte Weiterbildung umfasst eine ausgebildete Vertiefung mit einer rotationssymmetrischen Kontur. Vorzugsweise kann die Kontur einer Vertiefung in kegelförmiger oder konusartiger Ausformung gebracht werden. Das Ausbilden einer rotationssymmetrischen Vertiefung ist in der Serienfertigung von besonderem Vorteil, da sie einfach und kostengünstig herstellbar sind. A preferred embodiment comprises a trained depression with a rotationally symmetrical contour. Preferably, the contour of a depression can be brought into a conical or conical shape. The formation of a rotationally symmetrical recess is of particular advantage in series production, since they can be produced easily and inexpensively.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Ausbildung einer Vertiefung und/oder einer Bohrung durch Umformen und/oder Urformen. Das umformende Ausbilden einer Vertiefung beziehungsweise einer Bohrung kann mittels kostengünstiger Werkzeuge, einer schnellen Bearbeitung und einer schnellen Fertigstellung der Vertiefungen beziehungsweise der Bohrungen zu einer Verkürzung der Fertigungszeit beitragen. Insbesondere kann das umformende Ausbilden einer Vertiefung beziehungsweise einer Bohrung zeitgleich mit anderen Prozessen wie beispielsweise einem Stanzvorgang von Fahrzeugbauteilen erfolgen. Alternativ kann eine Ausbildung der Vertiefung beziehungsweise einer Bohrung durch eine urformende Formgebung erfolgen. Die Vorteile dieser Art der Ausbildung sind eine schnelle und endkonturnahe Fertigung sowie der Wegfall von Nacharbeit. Zusätzlich kann eine Vertiefung beziehungsweise eine Bohrung mit einer rotationssymmetrischen oder einer nicht rotationssymmetrischen Kontur ausgebildet werden. In a further embodiment of the method, the formation of a depression and / or a bore by forming and / or prototyping takes place. The reshaping forming a depression or a bore can contribute to a shortening of the production time by means of cost-effective tools, a rapid processing and a rapid completion of the wells or the holes. In particular, the forming forming a depression or a bore can be carried out simultaneously with other processes such as a stamping process of vehicle components. Alternatively, a formation of the recess or a bore can be carried out by an original shaping. The advantages of this type of training are a fast and near-net shape production and the elimination of rework. In addition, a depression or a bore can be formed with a rotationally symmetrical or non-rotationally symmetrical contour.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht die Verwendung spanender und/oder schneidender Verfahren zur Ausbildung einer Vertiefung und/oder einer Bohrung vor. Hierdurch wird die Möglichkeit zu einer variablen Gestaltung der Vertiefung beziehungsweise der Bohrung gegeben, so dass auch nicht rotationssymmetrische Vertiefungen beziehungsweise Bohrungen erzeugt werden können. Die spanende Bearbeitung kann auch, wie in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dieses Verfahrens beschrieben, insbesondere zur Nacharbeitung, beispielsweise für eine Vertiefung, welche durch ein endkonturnahes Fertigungsverfahren gefertigt ist, angewendet werden. Gesamthaft wird hierdurch die Prozesssicherheit nachfolgender Prozesse und einzelner Prozessschritte erhöht. Weiterhin wird das Ausbilden der Bohrung vor allem durch spanende und/oder schneidende Verfahren realisiert. Hierbei ist die Form einer Bohrung nicht ausschließlich auf die Form einer Gewindebohrung oder einer rotationssymmetrischen Bohrungen begrenzt. Herauszustellen ist, dass das Ausbilden der Bohrung stets auf einer im Wesentlichen koaxial zu einer ausgebildeten Vertiefung liegenden Achse, auf einer zweiten, der ersten Werkstoffoberfläche gegenüberliegenden Werkstoffoberfläche erfolgt. Hierdurch können insbesondere auch nicht rotationssymmetrische Bohrungen ohne Grat- und Bohrkappenbildung gefertigt werden. A further advantageous embodiment of the invention provides for the use of cutting and / or cutting processes for forming a depression and / or a bore. As a result, the possibility for a variable design of the recess or the bore is given, so that not rotationally symmetric depressions or holes can be produced. The machining can also, as described in a further advantageous embodiment of this method, in particular for reworking, for example, for a recess, which is made by a near-net shape manufacturing process, are applied. Overall, this increases the process reliability of subsequent processes and individual process steps. Furthermore, the formation of the hole is mainly realized by cutting and / or cutting processes. Here, the shape of a hole is not limited exclusively to the shape of a threaded hole or a rotationally symmetrical bores. It should be emphasized that the formation of the bore always takes place on an axis lying essentially coaxially to a formed depression, on a second material surface opposite the first material surface. As a result, in particular not rotationally symmetrical bores can be produced without ridge and Bohrkappenbildung.
Günstig ist das Nacharbeiten ausgebildeter Vertiefungen durch die Nutzung von spanenden und/oder schneidenden Verfahren. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch ein Bearbeitungswerkzeug eingebrachte Vertiefungen schnell und kostengünstig in eine endgültige Kontur überführt werden können. The reworking of wells formed by the use of cutting and / or cutting processes is favorable. It is advantageous here that recesses introduced by a machining tool can be transferred quickly and cost-effectively into a final contour.
Der Durchmesser einer Vertiefung soll erfindungsgemäß maximal dem Durchmesser eines Bearbeitungswerkzeuges für die Bohrung entsprechen oder einen kleineren Durchmesser als dieses Bearbeitungswerkzeug aufweisen. Durch einen kleineren oder einen gleich großen Durchmesser kann erreicht werden, dass die resultierende Bauteiloberfläche ohne Beeinflussung bleibt, da die Vertiefung vollständig ausgespart wird. Somit sind Folgekosten für eine Nacharbeit verringert und die optischen sowie haptischen Bauteiloberflächeneigenschaften anforderungsgerecht. According to the invention, the diameter of a depression should correspond at most to the diameter of a machining tool for the bore or have a smaller diameter than this machining tool. By a smaller or an equal diameter can be achieved that the resulting Component surface without interference remains because the recess is completely recessed. Consequently, follow-up costs for reworking are reduced and the optical and haptic component surface properties are demand-oriented.
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist die Vertiefung derart ausgeführt, dass in der Bauteiloberfläche um die Vertiefung herum eine lokale Festigkeitsänderung hervorgerufen wird. Dies ist insbesondere durch ein geeignet geformtes Werkzeug zum Ausbilden einer Vertiefung erreichbar. Im eingesetzten Werkstoff wird durch eine einwirkende Druckkraft und/oder Zugkraft eine in den werkstoffkundlichen Grenzen verbleibende Festigkeitssteigerung bei Raumtemperatur bewirkt. Hierdurch wird das Werkstoffverhalten an der Bauteiloberfläche im Bereich der Vertiefung derart beeinflusst, dass eine Bohrkappe und/oder ein Grat nicht entstehen kann. In a development of the method, the recess is designed such that a local change in strength is caused in the component surface around the recess. This can be achieved, in particular, by means of a suitably shaped tool for forming a depression. In the material used is caused by an acting compressive force and / or tensile force remaining in the material science limits increase in strength at room temperature. As a result, the material behavior on the component surface in the region of the depression is influenced in such a way that a drill cap and / or a burr can not arise.
Die Erfindung umfasst auch Fahrzeugbauteile wie Verbundlenkerachsen und/oder Anflanschplatten mit Durchgangsöffnungen wie beispielsweise Gewindebohrungen, die entsprechend der vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt sind. Als eine mögliche Weiterbildung sind auch solche Ausführungsformen von Fahrzeugbauteilen eingeschlossen, die aus einem gewalzten und bandartigen Material bestehen. Stahlblech ist hierbei ein bevorzugtes Material für Fahrzeugbauteile, welches sich insbesondere durch eine aufgrund der Walzprozesse und weiterer Begleitprozesse entstandene, nur schwer zu bearbeitende Werkstoffoberfläche auszeichnet. Infolge der Umformung in einem Walzprozess ist insbesondere die sogenannte Walzhaut eine Schicht, welche veränderte werkstofftechnologische Eigenschaften aufweist. Durch die Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann die Entstehung von Graten und Bohrkappen bei Fahrzeugbauteilen aus beispielsweise Stahlblech vermieden werden und weitere Prozessschritte können entfallen. The invention also includes vehicle components such as torsion beam axles and / or flange plates with through holes such as tapped holes made according to the above-described methods. As a possible development, such embodiments of vehicle components are included, which consist of a rolled and strip-like material. Steel sheet is in this case a preferred material for vehicle components, which is characterized in particular by a resulting due to the rolling processes and other accompanying processes, difficult to machine surface material. As a result of the forming in a rolling process, in particular the so-called rolling skin is a layer which has changed material-technological properties. By applying the method described above, the formation of burrs and drill caps can be avoided in vehicle components made of sheet steel, for example, and further process steps can be omitted.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sowie ein erfindungsgemäßes Bauteil an Hand von Zeichnungen erläutert. Es werden gezeigt: Hereinafter, preferred embodiments of the method and an inventive component will be explained with reference to drawings. The following are shown:
Gemeinsam ist in den
In
In einem weiteren Bearbeitungsfortschritt zeigt
In
In
Alternativ präsentiert
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeugbauteil, wie in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erste Bauteiloberfläche first component surface
- 22
- zweite Bauteiloberfläche second component surface
- 33
- Vertiefung deepening
- 66
- Flächenbereich auf der Vertiefung Area on the depression
- 77
- Fahrzeugbauteil vehicle component
- 88th
- erstes Bearbeitungswerkzeug first processing tool
- 99
- zweites Bearbeitungswerkzeug second processing tool
- 1010
- Bohrung drilling
- 1111
- Werkzeugschneide cutting edge
- 1212
- Einflusszone affected zone
- 1313
- Durchgangsöffnung Through opening
- 1414
- Achse axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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