DE10303458A1 - Shaping method for thin metal sheet, involves finishing rough forming body to product shape using tool that moves three-dimensionally with mold punch as mold surface sandwiching sheet thickness while mold punch is kept under pushed state - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches Gebiettechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines dünnen Metallblechs und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for forming a thin one Sheet metal and a device for performing the method.
Stand der TechnikState of technology
Verfahren und Vorrichtungen zur Verarbeitung
eines dünnen
Metallblechs in eine 3-dimensionale Form sind beispielsweise in
der
Dieses Verformungsverfahren wird zur Herstellung eines Versuchsproduktes als geeignet angesehen. Da das stabförmige Werkzeug eine Konturlinie in Kreisform beschreibt, um sukzessive die Form des Endproduktes auszubilden, ist dieses Verfahren vom Beginn bis zum Ende der Formgebung jedoch sehr zeit raubend, und eine Massenherstellung von 500 Stück pro Monat ist in der Praxis schwierig zu erreichen.This deformation process will considered suitable for the production of a test product. Because the rod-shaped Tool describes a contour line in circular form to successively To form the shape of the end product, this process is from Beginning to the end of the shaping, however, very time consuming, and mass production of 500 pieces per month is in practice difficult to reach.
Obgleich dieses Formgebungsverfahren eine einfache sich erweiternde Form wie einen Konus oder eine Pyramide einfach zu formen erlaubt, unterliegt es doch der Beschränkung, einen winkelförmigen Abschnitt an einer Längswand nicht einfach formen zu können und auch ein Produkt mit Rillen und Vorsprüngen in einer großflächigen Bodenfläche nicht einfach formen zu können.Although this molding process is a simple expanding shape like a cone or a pyramid allowed to shape easily, it is subject to the restriction of one angular Section on a long wall not being able to shape easily nor a product with grooves and protrusions in a large floor area easy to shape.
Da die bekannte Technologie auf einer Streckungsformung beruht, die ausschließlich eine Materialstreckung als Verarbeitungsprinzip benutzt, fällt das resultierende Produkt bezüglich seiner Schichtdicke und seiner Dimensionsgenauigkeit gegenüber durch Formpressen erhaltenen Erzeugnissen erheblich ab. Daher eignet sich dieses Verfahren weniger für eine Versuchsproduktion für die Massenherstellung formgepresster Erzeugnisse und zur Herstellung von Versuchsprodukten.Since the known technology on a Stretch forming is based exclusively on material stretching used as a processing principle, the resulting product falls in terms of compared to its layer thickness and its dimensional accuracy Molding products received significantly. Therefore, is suitable this procedure less for a trial production for the mass production of molded products and for manufacturing of trial products.
Beschreibung der Erfindungdescription the invention
Zur Lösung der oben erläuterten Probleme besteht eine erste Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Formgebungsverfahrens, welches genau und darüber hinaus in kurzer Zeit 3-dimensionale Produkte wie etwa Versuchsprodukte für die Massenherstellung von formgepressten Gegenständen aus einem dünnen Metallblech ohne Beschränkung der Formungsgestalt formen kann.To solve the above Problems is a first object of the invention to provide a molding process, which exactly and beyond 3-dimensional in a short time Products such as trial products for mass production of molded articles from a thin Metal sheet without restriction the shape can shape.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, welche genau und darüber hinaus in kurzer Zeit 3-dimensionale Erzeugnisse wie Versuchsprodukte für die Massenherstellung formgepresster Erzeugnisse ohne Begrenzung der Formungsgestalt formen kann und von einfacher Konstruktion ist.A second object of the invention consists in creating a device that works exactly and beyond in a short time 3-dimensional products such as trial products for mass production Shape molded products without limiting the shape can and is of simple construction.
Ein Formgebungsverfahren für ein dünnes Metallblech zur Lösung der oben beschriebenen erstgenannten Aufgabe umfasst die Schritte: Einklemmen von Kantenteilen eines dünnen Metallblechs, Drücken eines Formstempels von der Form des Erzeugnisses von unten in Richtung der Blechdicke in diesem Klemmzuustand, Durchführung eines Formungsvorganges zur Bildung eines Grobformkörpers mit Ober- und Seitenabschnitten, und Feinformung des Grobformkörpers zu einer Erzeugnisform unter Verwendung eines 3-dimensional bewegbaren Werkzeugs, wobei der Formstempel als Formungsoberfläche von der gegenüberliegenden Seite ein Sandwich mit der Blechdicke bildet, während er in gedrücktem Zustand gehalten wird.A molding process for a thin sheet of metal to the solution The first task described above comprises the steps: Pinching edge parts of a thin metal sheet, pressing one Form stamp of the shape of the product from below towards the sheet thickness in this clamping state, carrying out a shaping process to form a coarse molded body with Top and side sections, and fine shaping of the coarse shaped body a product shape using a 3-dimensional movable Tool, wherein the die as a molding surface of the opposite Side forms a sandwich with the sheet thickness while being pressed is held.
Der Schritt der Feinformung des Grobformkörpers zur Endproduktform kann ein Verfahren anwenden, welches ein stabförmiges Werkzeug benutzt und den Grobformkörper einer lokalen plastischen Deformierung unterzieht. Weiterhin ist es möglich, in einer ersten Stufe ein elastisches Werkzeug zu benutzen und dies von einer dem mit der Blechdicke ein Sandwich bildenden Formstempel gegenüberliegenden Seite gegen den Formstempel zu drücken, so dass man eine lokale Druckverformung erhält, und die Feinformung in einer zweiten Stufe unter Verwendung des stabförmigen Werkzeugs durchzuführen. Hierbei kann man eine hochgenaue Formgebung durchführen, selbst bei komplizierter Form mit örtlichen Vorsprüngen und Vertiefungen.The step of fine shaping the coarse shaped body End product form can use a process which is a rod-shaped tool used and the coarse shaped body undergoes a local plastic deformation. Furthermore is it possible to use an elastic tool in a first stage and this one of the stamps forming a sandwich with the sheet thickness opposite Side against the form stamp so that you have a local Compression set, and fine forming in a second stage using the rod-shaped Tool. in this connection you can carry out a highly precise shaping, even with complicated ones Shape with local projections and recesses.
Zur Lösung der zweiten Aufgabe sieht die Erfindung eine Formungsvorrichtung für ein dünnes Metallblech vor, welche ein mit einem Montagerahmen versehenes Bett aufweist, ferner eine Mehrzahl von Biegehalterungen, die mit gegenseitigen Abständen auf dem Bett angeordnet sind, um Randteile des dünnen Metallblechs in Blechdickenrichtung festzuspannen, sowie einem Formstempel, der innerhalb einer ausgesparten Kammer angeordnet ist, die in dem Bett weiter innen als die Biegehalterungen ausgebildet ist, ferner einen Formstempel-Hubantrieb, welcher den Formstempel in das von den Biegehalterungen gehaltene dünne Metallblech drückt, und eine zweite Formungsvorrichtung, die in drei Achsrichtungen beweglich am Montagerahmen angebracht ist, und schließlich ein an der zweiten Formungsvorrichtung angebrachtes Werkzeug zur Formung eines durch den Formstempel geformten Grobformkörpers im Zusammenwirken mit dem Formstempel.To achieve the second object, the invention provides a shaping device for a thin metal sheet, which has a bed provided with a mounting frame, and also a plurality of bending brackets which are arranged on the bed at mutual distances in order to clamp edge parts of the thin metal sheet in the sheet thickness direction, as well as a form punch which is arranged within a recessed chamber which is formed in the bed further inside than the bending brackets, a form punch lifting drive which presses the form punch into the thin metal sheet held by the bending brackets, and a second shaping device which in three axial directions is movably attached to the mounting frame, and finally a tool attached to the second shaping device for shaping a coarse shaped body formed by the form stamp in cooperation with the form stamp.
Bei dieser Konstruktion wird ein der Gestalt des Erzeugnisses entsprechender Formstempel vorbereitet und an dem Formstempel-Hubantrieb angebracht, und dann kann eine hochgenaue Formgebung durchgeführt werden.With this construction, a Prepared stamps corresponding to the shape of the product and on the die jack actuator attached, and then a highly accurate shaping can be performed.
Die Biegehalterungen sind auf dem Bett angeordnet und bewegen sich nicht nach oben und unten. Mit anderen Worten benötigt man anders als bei bekannten Formungsvorrichtungen keinen auf und ab bewegbaren rahmenförmigen Tisch zum Klemmen der Randteile des dünnen Metallblechs in Richtung der Blechdicke. Die Erfindung benötigt weder einen Mechanismus zum Absenken des rahmenförmigen Tisches entsprechend dem Fortgang des Formens, noch eine Ausgleichsbewegungssteuerung. Daher kann die Konstruktion der Vorrichtung einfacher gehalten werden. Außerdem kann die Höhe der Vorrichtung geringer sein, und das Einbringen des dünnen Metallblechs sowie die Entnahme des Produktes kann in einer Position in der Nähe der Höhe des Bodens vorgenommen werden.The bending brackets are on the Bed arranged and do not move up and down. With in other words unlike known shaping devices, there is no up and down movable frame-shaped Table for clamping the edge parts of the thin metal sheet in the direction the sheet thickness. The invention does not require a mechanism to lower the frame-shaped Tables according to the progress of shaping, still a compensation movement control. Therefore the construction of the device can be kept simpler. Moreover can the height the device, and the introduction of the thin metal sheet as well as the removal of the product can be in a position close to the height of the floor be made.
Die Erfindung eignet sich zur Formung großer Gegenstände, wie Karosseriebleche als Automobilteile, etwa Kotflügel oder Haube, Flugzeugteile, Gebäudeteile, Küchengeräte, Badgegenstände und elektrische Geräte.The invention is suitable for molding greater objects such as body panels as automotive parts, such as fenders or Hood, aircraft parts, building parts, Kitchen appliances, bathroom items and electrical Equipment.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, jedoch ist die Erfindung insbesondere nicht auf die Konstruktion dieser Ausführungen beschränkt, so lange ihre Grundmerkmale erfüllt sind. Es versteht sich daher, dass der Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen vornehmen kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.Other features and advantages of Invention emerge from the following detailed description, however, the invention is particularly not in construction of these designs limited, as long as it fulfills its basic characteristics are. It is therefore understood that the person skilled in the art will make various changes and can make modifications without departing from the scope of the invention leave.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Detaillierte Beschreibung der Erfindungdetailed Description of the invention
Nachfolgend werden Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.Below are explanations the invention with reference to the accompanying drawings.
Die
Die Bezugsziffer
Der Formstempel
Die Bezugsziffer
Mit der Bezugsziffer
Der Montagerahmen
Der Hauptschaftkörper
Der Werkzeughalter
Mit der Bezugsziffer
Mit der Bezugsziffer
Die in den Zeichnungen gezeigte Konstruktion stellt lediglich ein Beispiel für die Erfindung dar, es können ebenso auch andere Konstruktionen Verwendung finden.The construction shown in the drawings is just an example of the invention represents it can other constructions are also used.
Obwohl die hier gezeigte Ausführungsform einen
Wechselstrom-Servomotor
als Bewegungsantrieb für
die sekundäre
Verformungsvorrichtung
Das Formungswerkzeug
Das Formungswerkzeug
Als nächstes sei ein Formungsverfahren für ein dünnes Metallblech gemäß der Erfindung erläutert.Next is a molding process for a thin Sheet metal according to the invention explained.
Um die Verformung zu beginnen, wird
der mit der Form versehene Formstempel
Als nächstes wird der Hubantrieb
Die Druckkraft des Halterungsantriebs
Als nächstes wird der Formstempel
Danach wird das Werkzeug
Danach wird der Hauptschaftkörper
Der Hauptschaftkörper
Beim ersten Schritt der Erfindung
ist das dünne
Metallblech W einer freien Verformung einschließlich der Quetschkomponente
durch Verwendung des Formstempels
Wenn die Formgebung, wie oben beschrieben,
beendet ist, wird der Hauptschaftkörper
Die
In diesem Fall wird das Werkzeug
Die
Verwendet man als Werkzeug
Wenn das Werkzeug
Das erfindungsgemäße Verfahren kann verschiedene Verwendungsformen annehmen.
- 1. Das erfindungsgemäße Verfahren
enthält
den Schritt der Betätigung
nur eines Teils der Mehrzahl von Biegehalterungen
5 , um ein lokales Fixieren und Festklemmen vorzunehmen. Mit anderen Worten umfasst das Verfahren den Schritt, die Druckkraft der Halterungsantriebe52 der erforderlichen Biegehalterungen5 nicht freizugeben, oder die Druckkraft der Halterungsantriebe52 der Biegehalterungen5 freizugeben. - 2. Wenn die auszubildende Form glatt ist, wie etwa eine Haube,
dann ist es möglich,
den örtlichen
Druckformgebungsschritt wegzulassen und eine Formfixierung zur Ausschaltung
eines Zurückspringens
durch Berührungsbewegung
seitens des Formungswerkzeugs
8 nach dem Grobformen vorzunehmen, oder ein Formen der feinen Teile und eine Endformgebung vorzunehmen.
- 1. The method according to the invention includes the step of actuating only a part of the plurality of bending brackets
5 to locally fix and clamp. In other words, the method comprises the step, the pressure force of the holder drives52 the required bending brackets5 not to release, or the pressure force of the bracket drives52 of the bending brackets5 release. - 2. If the shape to be formed is smooth, such as a hood, then it is possible to omit the local pressure molding step and a shape fixation to eliminate a snap back by touching the molding tool
8th after the rough shaping, or a shaping of the fine parts and a final shaping.
Die Erfindung eignet sich auch für Versuchsproduktion
verschiedener großer
3-dimensionaler Erzeugnisse. Beispielsweise lassen sich mit der
Erfindung einfach und genau äußere Flächen von
Automobilen herstellen, wie Kotflügel oder Haubenteile, wie es
Es seien noch weitere detailliertere
Erläuterungen
gegeben. Das in
Um ein solches Erzeugnis zu formen
benutzt die Erfindung einen Formstempel
Die in der Praxis angewandten Verformungsbedingungen
sind die folgenden:
Das dünne
Metallblech ist ein SPCD-beschichtetes Stahlblech mit einer Blechdicke
von 0,7 mm und einer Größe von 1,050 × 1,130
mm. Bei der Grobformung wird eine Abwinkelhaltekraft von 70 Tonnen (tonf)
und ein Öl
als Schmiermittel benutzt. Als elastisches Werkzeug wird Urethangummi
mit einem Querschnitt von 50 mm × 70 mm verwendet, und es wird
ein lokaler Druck unter einem Druckzustand von 20 % Kompression
angewandt.The deformation conditions used in practice are as follows:
The thin metal sheet is an SPCD-coated steel sheet with a sheet thickness of 0.7 mm and a size of 1.050 × 1.130 mm. For the rough forming, an angle holding force of 70 tons (tonf) and an oil are used as a lubricant. As an elastic tool, urethane rubber with a Cross section of 50 mm x 70 mm is used and local pressure under a pressure condition of 20% compression is used.
Als stabförmiges Werkzeug wird eine superharte Legierung mit einem Durchmesser von 10 mm benutzt, und die Endformgebung erfolgt unter der Bewegungsbedingung (Formungsmaß (pitch) in Höhenrichtung) von 0,5 mm.As a rod-shaped tool, it becomes a super hard one Alloy with a diameter of 10 mm used, and the final shaping takes place under the movement condition (shaping dimension (pitch) in the height direction) of 0.5 mm.
Die Verformungszeit beträgt dabei 2 Stunden, und die Genauigkeit des erhaltenen Erzeugnisses ist ± 0,5 mm, womit der erforderlichen Qualität Genüge getan wird. Das Blechdickenverkleinerungsverhältnis liegt innerhalb von 20 %.The deformation time is 2 hours, and the accuracy of the product obtained is ± 0.5 mm, with which the required quality is satisfied becomes. The sheet thickness reduction ratio is within 20 %.
Industrielle Anwendungindustrial application
Die Erfindung eignet sich für die Versuchsproduktion zahlreicher großer 3-dimensionaler Produkte.The invention is suitable for trial production numerous great 3-dimensional products.
Claims (5)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |