DE102021207714A1 - Forming tool and method for forming a workpiece - Google Patents
Forming tool and method for forming a workpiece Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021207714A1 DE102021207714A1 DE102021207714.5A DE102021207714A DE102021207714A1 DE 102021207714 A1 DE102021207714 A1 DE 102021207714A1 DE 102021207714 A DE102021207714 A DE 102021207714A DE 102021207714 A1 DE102021207714 A1 DE 102021207714A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tool
- capillary
- forming
- workpiece
- forming tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/01—Selection of materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/18—Lubricating, e.g. lubricating tool and workpiece simultaneously
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug (10) zum Umformen eines Werkstückes (17), umfassend ein Oberwerkzeug (11) und ein Unterwerkzeug (13). In einem Haltebereich (19) zum Halten des Werkstückes (17) ist in zumindest einem Teil einer Oberfläche (18) des Oberwerkzeuges (11) und/oder des Unterwerkzeuges (13) mindestens eine Kapillarstruktur (30) umfassend mindestens einen Kapillarkanal (31) ausgebildet.The invention relates to a forming tool (10) for forming a workpiece (17), comprising an upper tool (11) and a lower tool (13). In a holding area (19) for holding the workpiece (17), at least one capillary structure (30) comprising at least one capillary channel (31) is formed in at least part of a surface (18) of the upper tool (11) and/or the lower tool (13). .
Description
Die Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug zum Umformen eines Werkstückes sowie ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen.The invention relates to a forming tool for forming a workpiece and a method according to the independent claims.
Aus dem Stand der Technik sind Umformwerkzeuge grundsätzlich bekannt, allerdings kann es beim Umformen zu Versagen in Form von Rissen und Schnürungen kommen, was zu höheren Kosten aufgrund des erhöhten Aufwandes und Ressourcenverbrauches führt. Um dies zu vermeiden, kann beispielsweise die Zusatzbeölung des Werkstückes erhöht werden. Allerdings sind die Umformwerkzeuge dann stark verölt, was wiederum zu Verschmutzung des Werkstückes mit der Folge von zusätzlichem Aufwand durch ein anschließendes Entölen einhergeht.Forming tools are basically known from the prior art, but failure in the form of cracks and lacing can occur during forming, which leads to higher costs due to the increased effort and consumption of resources. To avoid this, the additional oiling of the workpiece can be increased, for example. However, the forming tools are then very oily, which in turn leads to contamination of the workpiece with the result of additional effort due to subsequent oil removal.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Umformwerkzeug derart zu verbessern, dass der Schmiermitteleinsatz reduziert wird, wobei gleichzeitig eine höhere Fertigungsgenauigkeit und Prozessstabilität gewährleistet ist.The present invention is therefore based on the object of improving a forming tool in such a way that the use of lubricant is reduced, while at the same time greater manufacturing accuracy and process stability are ensured.
Gelöst wird die vorgenannte Aufgabe durch ein Umformwerkzeug zum Umformen eines Werkstückes.The aforementioned task is solved by a forming tool for forming a workpiece.
Bei dem Werkstück kann es sich insbesondere um ein Blech, vor allem eine Platine, handeln. Das Umformwerkzeug weist vorzugsweise ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug auf.The workpiece can in particular be a metal sheet, especially a circuit board. The forming tool preferably has an upper tool and a lower tool.
Erfindungsgemäß ist in einem Haltebereich, der zum Halten des Werkstückes ausgebildet ist, in zumindest einem Teil einer Oberfläche des Oberwerkzeuges und/oder an einer Oberfläche des Unterwerkzeuges mindestens eine Kapillarstruktur umfassend mindestens einen Kapillarkanal ausgebildet, wobei die Kapillarstruktur vorzugsweise dazu ausgebildet ist, Schmiermittel entgegen einer Ziehrichtung des Werkstückes fließen zu lassen.According to the invention, at least one capillary structure comprising at least one capillary channel is formed in a holding area, which is designed to hold the workpiece, in at least part of a surface of the upper tool and/or on a surface of the lower tool, with the capillary structure preferably being designed to provide lubricant against a to let the drawing direction of the workpiece flow.
Beispielsweise kann das Unterwerkzeug einen Ziehstempel und mindestens einen Blechhalter umfassen. Bei dem Haltebereich handelt es sich insbesondere um einen Blechhalter des Umformwerkzeuges. Somit ist an der Oberfläche des Blechhalters zumindest in einem Teil eine Kapillarstruktur ausgebildet. Bei dem Oberwerkzeug kann ein dem Blechhalter des Unterwerkzeuges gegenüberliegender Blechhalter ausgebildet sein, bei dem auch in zumindest einem Teil der Oberfläche eine Kapillarstruktur ausgebildet ist.For example, the lower tool can include a drawing die and at least one blank holder. The holding area is in particular a sheet metal holder of the forming tool. A capillary structure is thus formed on the surface of the blank holder, at least in part. In the case of the upper tool, a sheet metal holder can be formed opposite the sheet metal holder of the lower tool, in which a capillary structure is also formed in at least part of the surface.
Bei der Kapillarstruktur handelt es sich vor allem um eine Strukturierung der Oberfläche, dies bedeutet, dass in zumindest dem Teil, in dem die Kapillarstruktur ausgebildet ist, die Oberfläche nicht eben ausgebildet sein kann. Dabei ist die Oberfläche allerdings nicht grundsätzlich aufgeraut, sondern ist glatt, bis auf die Stellen, in denen Kapillarkanäle ausgebildet sind. Die Kapillarstruktur ist dabei derart ausgebildet, dass sie eine Kapillarwirkung hinsichtlich eines Schmiermittels erzielt. Unter einem Kapillareffekt ist die Eigenschaft zu verstehen, dass sich das Schmiermittel in dem mindestens einen relativ engen Kapillarkanal ausbreiten kann, und zwar entgegen der Ziehrichtung.The capillary structure is primarily a structuring of the surface, which means that in at least the part in which the capillary structure is formed, the surface cannot be flat. In this case, however, the surface is not fundamentally roughened but is smooth, apart from the areas in which capillary channels are formed. The capillary structure is designed in such a way that it achieves a capillary effect with regard to a lubricant. A capillary effect is to be understood as meaning the property that the lubricant can spread in the at least one relatively narrow capillary channel, specifically counter to the drawing direction.
Bei dem Schmiermittel handelt es sich insbesondere um ein Ziehöl, insbesondere eine Grundbeölung und/oder eine Zusatzbeölung, des Werkstückes. Die Kapillarstruktur ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie das Schmiermittel in einer zu einer Ziehrichtung des Werkstückes entgegengesetzten Richtung zum Fließen anregt und eine Fließbewegung in Ziehrichtung stoppt.The lubricant is in particular a drawing oil, in particular a basic oiling and/or an additional oiling of the workpiece. The capillary structure is preferably designed in such a way that it stimulates the lubricant to flow in a direction opposite to a drawing direction of the workpiece and stops a flow movement in the drawing direction.
Die Ziehrichtung ergibt sich insbesondere aus dem Einzug des Werkstückes. Dadurch wird eine Verschmutzung mit dem Schmiermittel vermieden, da das Schmiermittel nicht aus dem Umformwerkzeug heraustransportiert wird. Insgesamt kann somit weniger Schmieröl verwendet werden. Auch wird die Wirkung des Schmiermittels verbessert, da eine gleichmäßige, homogene Verteilung innerhalb der Kapillarkanäle der Kapillarstruktur auf der Oberfläche bewirkt wird. Die Gefahr eines Trockenlaufens in den stark mit einer Flächenpressung beaufschlagten Haltebereichen entsteht somit nicht. Es wird ein hydrodynamisches System, das eine Reduzierung des Schmiermitteleinsatzes und eine erhöhte Fertigungsgenauigkeit und Prozessstabilität erlaubt, geschaffen.The drawing direction results in particular from the infeed of the workpiece. This avoids contamination with the lubricant, since the lubricant is not transported out of the forming tool. Overall, therefore, less lubricating oil can be used. The effect of the lubricant is also improved since an even, homogeneous distribution within the capillary channels of the capillary structure on the surface is brought about. There is therefore no risk of dry running in the holding areas that are heavily subjected to surface pressure. A hydrodynamic system is created that allows a reduction in the use of lubricant and increased manufacturing accuracy and process stability.
Der mindestens eine Kapillarkanal ist von einem ersten Längsende zu einem zweiten Längsende in dessen Längsrichtung verjüngt ausgebildet. In anderen Worten erstreckt sich der Kapillarkanal von einem ersten Längsende zu einem zweiten Längsende, wobei sich dessen Durchmesser in Richtung des zweiten Längsendes verringert.The at least one capillary channel tapers in its longitudinal direction from a first longitudinal end to a second longitudinal end. In other words, the capillary channel extends from a first longitudinal end to a second longitudinal end, with its diameter decreasing in the direction of the second longitudinal end.
Vorzugsweise ist am ersten Längsende ein Reservoir zum Sammeln von Schmiermittel angeordnet. Bei dem Reservoir handelt es sich insbesondere um einen Bereich, in dem sich Schmiermittel sammeln kann. Vor allem kann der Kapillarkanal in das Reservoir münden. Insbesondere weist der Kapillarkanal am ersten Längsende eine vorzugsweise runde Ausnehmung auf, die als Reservoir dient. Das Reservoir kann ferner wannenförmig ausgebildet sein.A reservoir for collecting lubricant is preferably arranged at the first longitudinal end. The reservoir is in particular an area in which lubricant can collect. Above all, the capillary channel can open into the reservoir. In particular, the capillary channel has a preferably round recess at the first longitudinal end, which serves as a reservoir. The reservoir can also be trough-shaped.
Das eingesetzte Schmiermittel, insbesondere die Grundbeölung und/oder auch die Zusatzbeölung, verbleibt somit in den Reservoiren der Kapillarkanäle auf der Oberfläche in den Haltebereichen. Die Reservoire dienen als Speicher des Schmiermittels, was zur Ausbildung des hydrodynamischen Systems beiträgt.The lubricant used, in particular the basic oiling and/or also the additional oiling, thus remains in the reservoirs of the capillary channels on the surface in the holding area chen. The reservoirs serve to store the lubricant, which contributes to the formation of the hydrodynamic system.
Der mindestens eine Kapillarkanal weist einen Winkel zur Ziehrichtung zwischen 3° und 90° auf. Insbesondere besteht der Winkel zwischen 5° und 80°, insbesondere zwischen 10° und 60°.The at least one capillary channel has an angle to the drawing direction of between 3° and 90°. In particular, the angle is between 5° and 80°, in particular between 10° and 60°.
In einem Querschnitt weist der mindestens eine Kapillarkanal an dessen Grund eine gerundete Ausbildung auf. Der mindestens eine Kapillarkanal kann eine Länge von 100 µm bis 50000 µm, vorzugsweise 3000 µm bis 20000 µm, aufweisen. Die Breite des Kapillarkanals kann zwischen 1 µm und 150 µm, am meisten bevorzugt zwischen 50 µm und 100 µm, liegen.In a cross section, the base of the at least one capillary channel is rounded. The at least one capillary channel can have a length of 100 μm to 50,000 μm, preferably 3,000 μm to 20,000 μm. The width of the capillary channel can be between 1 µm and 150 µm, most preferably between 50 µm and 100 µm.
Auch kann der mindestens eine Kapillarkanal in einem Übergangsbereich zur Oberfläche des Oberwerkzeuges in einem Querschnitt und/oder des Unterwerkzeuges gerundet ausgebildet sein. In anderen Worten geht der Kanal im Querschnitt gerundet und stetig in die Oberfläche über.The at least one capillary channel can also be rounded in a cross section in a transition area to the surface of the upper tool and/or the lower tool. In other words, the channel cross-section is rounded and merges steadily into the surface.
Die Kapillarstruktur kann mehr als einen Kapillarkanal aufweisen, die vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet sein können. Insbesondere ist die Kapillarstruktur nicht durch mechanische Bearbeitung, beispielsweise Fräsen oder Kratzen, sondern mittels eines Laserabtragverfahrens in die Oberfläche eingebracht, wobei sich im Anschluss eine Wärmebehandlung anschließen kann.The capillary structure can have more than one capillary channel, which can preferably be designed as described above. In particular, the capillary structure is not introduced into the surface by mechanical processing, for example milling or scratching, but by means of a laser ablation process, which can then be followed by a heat treatment.
Insbesondere können die Kapillarkanäle miteinander verbunden sein. Die Kapillarkanäle können ineinander übergehen und somit fluidtechnisch verbunden sein, sodass Schmiermittel von einem Kapillarkanal in einen anderen Kapillarkanal fließen kann. Insbesondere können zwei Kapillarkanäle an mindestens einem Reservoir miteinander verbunden, das heißt, dass mindestens zwei Kapillarkanäle in ein Reservoir münden können.In particular, the capillary channels can be connected to one another. The capillary channels can merge into one another and thus be fluidically connected so that lubricant can flow from one capillary channel into another capillary channel. In particular, two capillary channels can be connected to one another on at least one reservoir, which means that at least two capillary channels can open into a reservoir.
Der Teil der Oberfläche, auf dem die Kapillarstruktur ausgebildet ist, kann maximal 30 % der Oberfläche sein, vorzugsweise maximal 20 % der Oberfläche. Bei der Oberfläche handelt es sich insbesondere um die Oberfläche eines Blechhalters, der beim Umformen in Kontakt mit einem Werkstück tritt.The part of the surface on which the capillary structure is formed can be a maximum of 30% of the surface, preferably a maximum of 20% of the surface. The surface is in particular the surface of a sheet metal holder that comes into contact with a workpiece during forming.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umformen eines Werkzeuges unter Verwendung eines Umformwerkzeuges, das vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet ist.In a further aspect, the invention relates to a method for forming a tool using a forming tool which is preferably designed as described above.
Das Verfahren umfasst vorzugsweise das Umformen eines Werkstückes, wobei dieses die weiteren Schritte eines Ziehens des Werkzeuges in eine Ziehrichtung umfasst. Dabei verhindert ein Kapillareffekt innerhalb der Kapillarstruktur eine Bewegung des Schmiermittels in Ziehrichtung. Insbesondere wird ein Flächenkontakt zwischen den Haltebereichen des Oberwerkzeuges und denen des Unterwerkzeuges mit dem Werkstück erzeugt, wobei die Flächenpressung zwischen 2 MPa und 50 MPa liegt.The method preferably includes the forming of a workpiece, which includes the further steps of drawing the tool in a drawing direction. A capillary effect within the capillary structure prevents the lubricant from moving in the drawing direction. In particular, a surface contact is created between the holding areas of the upper tool and those of the lower tool with the workpiece, with the surface pressure being between 2 MPa and 50 MPa.
Es zeigen in rein schematischer Darstellung
-
1 : eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeuges; -
2 : einen Querschnitt zweier Kapillarkanäle einer Kapillarstruktur der1 ; -
3 : eine Draufsicht auf einen Kapillarkanal; und -
4 : eine Draufsicht auf eine Oberfläche mit einer Kapillarstruktur umfassend mehrere Kapillarkanäle.
-
1 : a sectional view of a forming tool according to the invention; -
2 : a cross section of two capillary channels of a capillary structure1 ; -
3 : a plan view of a capillary channel; and -
4 : a plan view of a surface with a capillary structure comprising a plurality of capillary channels.
Dabei weist der Blechhalter 12 des Oberwerkzeuges und der Blechhalter 14 des Unterwerkzeuges 13 jeweils eine Oberfläche 18 auf, in die zumindest in einem Teil eine Kapillarstruktur 30 ausgebildet ist.The
In
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Umformwerkzeugforming tool
- 1111
- Oberwerkzeugupper tool
- 1212
- Blechhaltersheet metal holder
- 1313
- Unterwerkzeuglower tool
- 1414
- Blechhaltersheet metal holder
- 1515
- Ziehstempeldrawing stamp
- 1616
- Ziehrichtungdrag direction
- 1717
- Werkstückworkpiece
- 1818
- Oberflächesurface
- 1919
- Haltebereichholding area
- 2020
- Übergangsbereichtransition area
- 2121
- Grund reason
- 3030
- Kapillarstrukturcapillary structure
- 3131
- Kapillarkanalcapillary channel
- 31a31a
- erstes Längsendefirst longitudinal end
- 31b31b
- zweites Längsendesecond longitudinal end
- 3232
- Reservoirreservoir
- 3333
- Winkelangle
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021207714.5A DE102021207714A1 (en) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | Forming tool and method for forming a workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021207714.5A DE102021207714A1 (en) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | Forming tool and method for forming a workpiece |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021207714A1 true DE102021207714A1 (en) | 2023-01-26 |
Family
ID=84784377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021207714.5A Pending DE102021207714A1 (en) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | Forming tool and method for forming a workpiece |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021207714A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040083786A1 (en) | 2002-11-06 | 2004-05-06 | Garnett Mark D. | Sheet metal forming die assembly with textured die surfaces |
EP2036630A1 (en) | 2007-09-14 | 2009-03-18 | Feintool Intellectual Property AG | Method and device for lubricating a tool and workpiece when cutting |
DE202011051013U1 (en) | 2011-08-17 | 2011-12-27 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Tool for a press hardening tool |
DE102012012518A1 (en) | 2012-06-22 | 2013-12-24 | GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH | Hot forming tool for the production of molded parts |
-
2021
- 2021-07-20 DE DE102021207714.5A patent/DE102021207714A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040083786A1 (en) | 2002-11-06 | 2004-05-06 | Garnett Mark D. | Sheet metal forming die assembly with textured die surfaces |
EP2036630A1 (en) | 2007-09-14 | 2009-03-18 | Feintool Intellectual Property AG | Method and device for lubricating a tool and workpiece when cutting |
DE202011051013U1 (en) | 2011-08-17 | 2011-12-27 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Tool for a press hardening tool |
DE102012012518A1 (en) | 2012-06-22 | 2013-12-24 | GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH | Hot forming tool for the production of molded parts |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60104254T2 (en) | Method and device for perforating a pipe | |
EP2036630B1 (en) | Method and device for lubricating a tool and workpiece when cutting | |
DE19654584B4 (en) | Cage for needle roller bearings and method for its production | |
DE102015120835B4 (en) | Stiftkühlkörperumformverfahren | |
EP2707173B1 (en) | Method and device for mechanically removing coatings from coated blanks using a press and a scraping knife | |
WO2008014934A1 (en) | Cutting tool for machining workpieces, in particlar a slotting tool | |
DE4417166A1 (en) | Drilling tool | |
DE112008003782T5 (en) | A thread forming tap | |
DE10132721C1 (en) | cutter | |
AT514906B1 (en) | Sliding element and semi-cylindrical plain bearing | |
DE102010000853A1 (en) | Holder for galvanic coating of plain bearings and tools with a holder | |
EP0112437A1 (en) | Tool for an exact as well as a fine machining of cylindrical section openings | |
EP2325527B1 (en) | Method and device for producing bore holes in a planet wheel holder unit which are aligned to each other | |
DE102021207714A1 (en) | Forming tool and method for forming a workpiece | |
DE112018007878T5 (en) | Stretch flanging tool, stretch flanging method using the same and component with a stretch flange | |
DE102012223469A1 (en) | Connecting element and method of manufacturing a connecting element | |
DE19852623C2 (en) | Method of forming a through hole through the peripheral wall of a metal pipe | |
EP3807036B1 (en) | Deep hole drill and drilling tool having one or more depressions in the cutting surface | |
DE102016123550A1 (en) | Method and device for producing a cam strip | |
EP3768452B1 (en) | Deep-hole drill having a plurality of chip-forming devices and recesses in the rake face | |
EP3541561B1 (en) | Method for producing a composite material through plating, and composite material | |
CH618114A5 (en) | Method and arrangement for producing a profiled metal billet | |
DE102006018847B4 (en) | Method and apparatus for punching a hole of small diameter to length ratio | |
DE102022131945B3 (en) | BRACKET FOR A LINEAR GUIDE AND LINEAR GUIDE WITH THIS BRACKET | |
DE202019103574U1 (en) | Tool holders |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |