DE10322272A1

DE10322272A1 - Deep drawing procedure for sheet metals, involves pressing area of sheet metal between outer edge of pulling stamp and radius section of die plate in direction of steep edge region of pulling stamp

Info

Publication number: DE10322272A1
Application number: DE2003122272
Authority: DE
Inventors: Herbert Düsterheft; Werner Sauer
Original assignee: Nothelfer GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

The procedure involves pressing the area of a sheet metal (B) between the outer edge of a pulling stamp (4) and the radius section (17) of a die plate (14) in the direction of the steep edge region (5) of the pulling stamp. The area of the sheet metal between the outer edge of the pulling stamp and the radius section of the die plate is pressed using a press form (16) operated by a slide valve (15). An independent claim is also included for a deep drawing tool.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Tiefziehen von Blechen, vorzugsweise aus höherfesten Stählen und/oder Mehrphasenstählen oder aus Aluminium gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und auf ein Tiefziehwerkzeug, vorzugsweise zur Anwendung bei diesem Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 5.The Invention relates to a method for deep drawing sheet metal, preferably of higher strength toughen and / or multi-phase steels or made of aluminum according to the generic term of claim 1 and on a deep-drawing tool, preferably for Use in this method according to the preamble of the claim 5th

Beim zum Stand der Technik gehörigen Tiefziehverfahren wird die Z-Richtung der Presse im Verformungsprozess im Ziehwerkzeug so genutzt, daß die Verformung ebenfalls in der Z-Richtung erfolgt. Ein zum Stand der Technik gehöriges Ziehwerkzeug ist in 1 dargestellt. Es hat sich gezeigt, daß bei der ausschließlich senkrechten Arbeitsrichtung (vgl. Doppelpfeil) im gezogenen Blech an der Anzugskante Markierungen auftreten können, die später auch im eingebauten Zustand am Kraftfahrzeug sichtbar sein können. Diese Markierungen treten im Bereich des Radius 8 an der Matrize auf und können mit herkömmlichen Ziehwerkzeugen bisher nicht verhindert werden.In the deep-drawing method belonging to the prior art, the Z direction of the press is used in the deformation process in the drawing tool in such a way that the deformation also takes place in the Z direction. A drawing tool belonging to the prior art is shown in 1 shown. It has been shown that in the exclusively vertical working direction (cf. double arrow), marks can appear on the drawn edge in the drawn sheet metal, which markings can later be visible on the motor vehicle even when installed. These markings occur in the area of the radius 8 on the die and have so far not been able to be prevented with conventional drawing tools.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Tiefziehen und ein entsprechendes Tiefziehwerkzeug zur Anwendung bei diesem Verfahren vorzuschlagen, bei dem derartige Markierungen an der Anzugskante verhindert werden.The The invention is based on the object of a method for deep drawing and a corresponding deep-drawing tool for use with this Propose a process in which such markings on the tightening edge be prevented.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen 1 und 5 angegeben. Die Unteransprüche 2 bis 4 und 6 bis 9 enthalten sinnvolle ergänzende Maßnahmen bzw. Ausführungsformen dazu.The solution this object is specified in claims 1 and 5. The under claims 2 to 4 and 6 to 9 contain useful additional measures or embodiments to.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Ende und/oder nach Beendigung des in Z-Richtung erfolgenden Pressenhubes mit Hilfe eines oder mehrerer in und/oder an der Matrize angeordneter Schieber das Blech in dem kritischen Bereich, in dem sich Markierungen bilden können, von außen in Richtung gegen den steilen Randbereich des Ziehstempels gepreßt. Durch die zusätzliche Umlenkung der Pressenrichtung über einen oder mehrere Schieber, werden Probleme, die durch das reine Umformen in Z-Richtung entstehen, reduziert. Mit der erfindungsgemäßen Schieberbewegung im Ziehvorgang lassen sich die erwähnten Markierungen im Sichtbereich und damit eine spätere Nachbearbeitung der Bleche vermeiden. Es lassen sich sehr steile Geometriebereiche erst schräg ziehen und dann im selben Pressenhub durch eine relative Bewegung im Werkzeug steil stellen, ohne daß sich die Ziehmatrize mit dem Matrizenradius reibend über den Bauteilbereich bewegt.at the inventive method becomes at the end and / or after the end in the Z direction Press stroke with the help of one or more in and / or on the die arranged slide the sheet metal in the critical area in which Can form markings from the outside pressed against the steep edge of the punch. By the additional Redirection of the press direction over One or more sliders will be problems caused by the pure Forming in the Z direction is reduced. With the slide movement according to the invention in the drawing process, the markings mentioned can be seen in the viewing area and hence a later one Avoid finishing the sheets. It can be very steep Geometric areas only at an angle pull and then in the same press stroke by a relative movement set steeply in the tool without the drawing die rubbing over the die radius moved the component area.

Die Schieberbewegung erfolgt erfindungsgemäß schräg, vorzugsweise in einem Winkel von 30 – 45° zur Z-Richtung. Auf diese Weise kann eine einfache und schonende Umformung des Bleches erreicht werden.The According to the invention, slide movement takes place obliquely, preferably at an angle from 30 - 45 ° to the Z direction. In this way, a simple and gentle forming of the sheet can be done can be achieved.

Die Bewegung der Schieber zum gewünschten Zeitpunkt wird durch Gleiten auf schräg angeordneten Flächen des Schiebers und in geeigneter Weise am Pressenoberteil oder am Untergestell angeordneter Ansätze erreicht. Die schräge Bewegung der Schieber erfolgt vorzugsweise erst, wenn der in Z-Richtung durchgeführte eigentliche Ziehhub beendet ist. Daß kann dadurch bewirkt werden, daß die Matrize selbst nicht mehr bewegt wird und ein am Pressenoberteil angeordneter Ansatz mit einer Schräge weiter in Z-Richtung bewegt wird (vgl. 2) oder dadurch, daß der Schieber durch Gleiten auf einer am Untergestell angeordneten Schrägen bei fortgesetzter Bewegung der Matrize in Z-Richtung zusätzlich die schräge Bewegung ausführt. Der Schieber fährt, sobald die Schrägen einander berühren, während der Bewegung in Z-Richtung gesteuert über den Winkel der Schräge auf den Ziehstempel zu, so daß durch die der Bewegung in Z-Richtung überlagerte schräge Bewegung eine resultierende Richtung mit dem Effekt erreicht wird, daß das Blech an den Ziehstempel angelegt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere den Vorteil, daß die durch den Kontakt des Gegenhalters zur Matrize entstehende Markierung am Blech weiter außerhalb als beim reinen in Z-Richtung arbeitenden Ziehwerkzeug und damit im später nicht sichtbaren Bereich liegt.The movement of the slide at the desired point in time is achieved by sliding on obliquely arranged surfaces of the slide and in a suitable manner on the press upper part or on the base arranged lugs. The slanted movement of the slide preferably takes place only when the actual drawing stroke carried out in the Z direction has ended. This can be achieved in that the die itself is no longer moved and a projection arranged on the upper press part is moved further with a slope in the Z direction (cf. 2 ) or in that the slider additionally executes the oblique movement by sliding on a slope arranged on the base frame with continued movement of the die in the Z direction. The slide moves as soon as the bevels touch each other during the movement in the Z direction, controlled by the angle of the bevel towards the drawing die, so that a resultant direction with the effect is achieved by the oblique movement superimposed on the movement in the Z direction. that the sheet is placed on the drawing die. The method according to the invention has the particular advantage that the marking on the sheet metal caused by the contact of the counterholder with the die lies further outside than with the drawing tool working in the Z direction only, and thus in the area not visible later.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten 1 bis 3 beispielsweise näher erläutert. Es zeigenThe invention will be more apparent from the accompanying 1 to 3 for example explained in more detail. Show it

1 einen Ausschnitt eines Ziehwerkzeuges nach dem Stand der Technik, 1 a section of a drawing tool according to the prior art,

2 einen Ausschnitt eines Ziehwerkzeuges mit Betätigung des Schiebers über die Bewegung des Pressenoberteiles und 2 a section of a drawing tool with actuation of the slide on the movement of the upper press part and

3 ein entsprechendes Ziehwerkzeug mit Betätigung über eine am Untergestell angeordnete Schräge. 3 a corresponding drawing tool with actuation via a bevel arranged on the base.

Die Ziehwerkzeuge sind in den 1 bis 3 jeweils nur ausschnittsweise im senkrechten Schnitt dargestellt.The drawing tools are in the 1 to 3 only shown in sections in vertical section.

Das zum Stand der Technik gehörige Standardziehwerkzeug nach 1 nutzt ausschließlich die Z-Richtung, im dargestellten Fall die senkrechte Bewegungsrichtung, der Presse beim Ziehvorgang so, daß die Verformung ebenfalls in der Z-Richtung erfolgt. Der Blechhalter 3 wird hierbei über Druckbolzen 1, die sich auf einem nicht dargestellten Pressentisch über ebenfalls nicht dargestellte Kissen mit einstellbarer Kraft abstützen, nach oben in die der Oberkante des Ziehstempels 4 entsprechende Höhe gebracht. Der Ziehstempel 4 ist auf einem festen Untergestell 2 angeordnet. Bei der Abwärtsbewegung des Pressenoberteiles 10 wird die daran verspannte bzw. fest damit verbundene Matrize 7 nach unten bewegt. Bei Kontakt der Matrize 7 mit dem angehobenen Blechhalter 3 wird das Blech B unterstützt durch die Rillen 9 dazwischen eingeklemmt und der Ziehprozeß kann beginnen, wobei das Blech am Radius 6 des Tiefziehstempels 4 und am Radius 8 der Matrize 7 umgelenkt wird. Die Führung der beiden Werkzeughälften erfolgt über das Untergestell 2 und die Matrize 7. Die Führung des Blechhalters 3 erfolgt über Führungsplatten am Ziehstempel 4, der wiederum mit dem Untergestell 2 verschraubt ist. Durch den steilen Randbereich 5 am Ziehstempel 4 und den Eingriff der Form der Matrize 7 können Kontaktspuren auf dem Blech B im Bereich des Radius 8 der Matrize 7 derart entstehen, daß dieser Kontakt auch im späteren Fertigbauteil sichtbar bleibt. Eine Verbesserung des Angriffs durch den Radius 8 der Matrize 7 läßt sich durch ein tieferes Ziehen kaum mehr realisieren, zumal dann auch der Bedarf an Abfallmaterial steigt.The standard drawing tool belonging to the state of the art 1 uses only the Z direction, in the case shown the vertical direction of movement, of the press during the drawing process in such a way that the deformation also takes place in the Z direction. The sheet metal holder 3 this is done using pressure bolts 1 , which are supported on a press table (not shown) via cushions (also not shown) with adjustable force, upwards into that of the upper edge of the drawing die 4 corresponding height ge introduced. The drawing stamp 4 is on a solid base 2 arranged. During the downward movement of the press top 10 becomes the matrix that is clamped or firmly attached to it 7 moved down. When the die comes into contact 7 with the raised sheet metal holder 3 the sheet B is supported by the grooves 9 clamped in between and the drawing process can begin, with the sheet on the radius 6 of the deep-drawing stamp 4 and on the radius 8th the die 7 is redirected. The two tool halves are guided via the base frame 2 and the die 7 , The guidance of the sheet holder 3 takes place via guide plates on the drawing punch 4 which in turn with the base 2 is screwed. Through the steep edge area 5 at the drawing stamp 4 and engaging the shape of the die 7 can have contact marks on sheet B in the area of the radius 8th the die 7 arise in such a way that this contact remains visible in the finished component. An improvement to the radius attack 8th the die 7 can hardly be realized by pulling deeper, especially since the need for waste material increases.

Bei dem Ziehwerkzeug nach 2 ist die bisherige einteilige Matrize 7 durch mehrere Komponenten ersetzt. Das Pressenoberteil 11 nimmt hierbei eine mit Hilfe einer Gasdruckfeder 13 in Z-Richtung gefederte Matrize 14 auf. Die Matrize 14 ist also gegenüber dem Pressenoberteil 11 in Z-Richtung verschiebbar. An der Matrize 14 ist der Schieber 15 in entsprechenden zylindrischen Führungen schräg zur Z-Richtung auf den steilen Randbereich 5 des Ziehstempels 4 zu verschieblich. Am vorderen Ende des Schiebers 15 ist ein entsprechender Formeinsatz 16 angeordnet, der an dem Blech B zur Anlage kommt. Das Blech B ist in diesem Bereich sowohl in der Position B1 vor der Schieberbetätigung als auch in der Position B2 nach der Schieberbetätigung, im Wesentlichen an dem steilen Randbereich 5 anliegend, dargestellt. Der Schieber 15 mit dem Formeinsatz 16 bewegt sich erst auf den Ziehstempel 4 zu, wenn der senkrechte Ziehhub beendet ist. Das über den Ziehstempel 4 und den Radius 17 der Matrize 14 schräg gespannte Blech wird an den Ziehstempel 4 angelegt, indem der Schieber 15 mit dem Formeinsatz 16 durch ein Relativbewegung auf den Ziehstempel 4 zufährt. Diese Relativbewegung entsteht durch das Einfedern der Gasdruckfeder 13, wodurch eine Relativbewegung zwischen Matrize 14 und Pressenoberteil 11 und insbesondere dem daran befestigten Ansatz 19 erreicht wird. Hierbei gleiten die Schrägen 18 des Schiebers 15 und des Ansatzes 19 aufeinander und bewirken die Schieberbewegung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die durch den Kontakt des Gegenhalters 3 zur Matrize 14 entstehende Markierung (in der Nähe des Radius 17) erheblich weiter außerhalb als dies beim Verfahren nach dem Stand der Technik (vgl. 1) möglich ist. Die Bewegungen laufen sequentiell ab, d. h. zuerst erfolgt der senkrechte Hub und dann die schrägverlaufende Bewegung des seitlichen Schiebers.With the drawing tool after 2 is the previous one-piece die 7 replaced by several components. The press top 11 takes one with the help of a gas pressure spring 13 Spring-loaded die in the Z direction 14 on. The die 14 is compared to the top part of the press 11 Can be moved in the Z direction. On the die 14 is the slider 15 in corresponding cylindrical guides diagonally to the Z direction on the steep edge area 5 the drawing die 4 too displaceable. At the front end of the slider 15 is an appropriate mold insert 16 arranged, which comes to rest on the sheet B. The sheet metal B is in this area both in the position B1 before the slide actuation and in the position B2 after the slide actuation, essentially on the steep edge area 5 attached, shown. The slider 15 with the mold insert 16 first moves to the drawing stamp 4 closed when the vertical drawing stroke has ended. That about the drawing stamp 4 and the radius 17 the die 14 diagonally stretched sheet metal is pulled to the drawing die 4 created by the slider 15 with the mold insert 16 by a relative movement on the drawing die 4 zufährt. This relative movement is caused by the compression of the gas pressure spring 13 , causing a relative movement between the die 14 and press top 11 and especially the attached approach 19 is achieved. Here the slopes slide 18 the slide 15 and the approach 19 on each other and cause the slide movement. In the method according to the invention, this is due to the contact of the counter holder 3 to the die 14 resulting mark (near the radius 17 ) considerably further outside than in the prior art method (cf. 1 ) is possible. The movements are sequential, ie first the vertical stroke and then the oblique movement of the side slide.

Die in der 3 beschriebene Variante unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 2 dadurch, daß die Matrize 20 fest am Pressenoberteil 12 befestigt ist und daß der Schieber 22 mit seiner Schräger 23 auf einer entsprechenden Schräge 23 des Ansatzes 21 gleitet, wobei der Ansatz 21 am Untergestell 2 befestigt ist. Die Matrize 22 wird also zunächst wie bei der Ausführungsform nach 2 nur senkrecht bewegt und sobald die Schrägen 23 von Schieber 22 und Ansatz 21 Kontakt haben wird die senkrechte Bewegung von der schrägen Bewegung des Schiebers überlagert. Durch die der senkrechten Bewegung überlagerte schräge Bewegung wird eine resultierende Richtung erreicht mit dem Effekt, daß das Blech an dem Ziehstempel 4 zur Anlage kommt (vgl. Pos. B2).The in the 3 The variant described differs from the embodiment 2 in that the matrix 20 firmly on the press top 12 is attached and that the slide 22 with his slant 23 on a corresponding slope 23 of the approach 21 slides, the approach 21 on the base 2 is attached. The die 22 is initially like in the embodiment according to 2 just moved vertically and as soon as the slopes 23 by slider 22 and approach 21 The vertical movement is overlaid by the oblique movement of the slide. Due to the oblique movement superimposed on the vertical movement, a resulting direction is achieved with the effect that the sheet metal on the drawing die 4 comes to the system (cf. item B2).

11: Druckbolzenpushpin
22: Untergestellundercarriage
33: Blechhalterblankholder
44: Ziehstempel (an 2 verschraubt)Drawing stamp (at 2 screwed)
55: steiler Randbereich an 4 steep edge area 4
66: Radius an 4 Radius 4
77: Matrize fest an 10 Matrix firmly 10
88th: Radius an 7 Radius 7
99: Rillen in 3 und 7 bzw. 14, 20 Creasing in 3 and 7 respectively. 14 . 20
1010: PressenoberteilPress top
1111: PressenoberteilPress top
1212: PressenoberteilPress top
1313: Gasdruckfeder (zwischen 14 und 11)Gas spring (between 14 and 11 )
1414: Matrize (beweglich in Z-Richtung)die (movable in Z direction)
1515: Schieber (in 14 beweglich geführt)Slider (in 14 flexibly guided)
1616: Formeinsatz an 15 Insert 15
1717: Radius an 14 Radius 14
1818: Schrägen an 15 und 19 Slopes 15 and 19
1919: Ansatz an 11 Approach 11
2020: Matrize (fest an 12)Matrix (firmly attached 12 )
2121: Ansatz an 2 Approach 2
2222: Schieber (in 20 beweglich geführt)Slider (in 20 flexibly guided)
2323: Schrägen an 21 und 22 Slopes 21 and 22
BB: Blech, PlatineSheet, circuit board
B1B1: Position von B vor der Schieberbetätigungposition from B before the slide actuation
B2B2: Position von B nach der Schieberbetätigung, an 5 anliegendPosition of B after the slide is actuated 5 fitting

Claims

Process for deep-drawing sheet metal, preferably of high-strength steels and / or multi-phase steels or of aluminum, the sheet (B) being pressed in a press between a base frame ( 2 ) fixedly arranged drawing stamp ( 4 ) and one on a press top ( 10 . 11 . 12 ) arranged matrix ( 7 . 14 . 20 ) is formed, - the edge of the sheet (B) between at least one sheet holder ( 3 ) and the die ( 7 . 14 . 20 ) on is clamped, - during the deep-drawing process, the die ( 7 . 14 . 20 ) on the drawing stamp ( 4 ), ie in the Z direction, and - the sheet metal holder ( 3 ) with adjustable force against the die ( 7 . 14 . 20 ) is pressed, characterized in that at the end and / or after the end of the press stroke in the Z direction through in and / or on the die ( 14 . 20 ) Sliders arranged displaceable relative to it ( 15 . 22 ) the area of the sheet (B) between the outer edge of the deep-drawing die ( 4 ) and a radius ( 17 ) the die ( 14 . 20 ) from the outside towards the steep edge area ( 5 ) of the drawing stamp ( 4 ) is pressed.

A method according to claim 1, characterized in that the slide ( 15 . 22 ) executes a movement oblique to the Z direction.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the movement of the slide ( 15 . 22 ) at an angle of 30 - 45 ° to the Z direction.

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that for moving the slide ( 15 . 22 ) the slopes ( 18 . 23 ) on the slide ( 15 . 22 ) and approaches ( 19 . 21 ) on the upper part of the press ( 11 ) or on the base ( 12 ) are arranged, slide on each other.

Deep-drawing tool, preferably for use in the method according to the preceding claims, for arrangement in a press with a base on a base ( 2 ) arranged drawing stamp ( 4 ) and one on a movable press top ( 10 . 11 . 12 ) arranged matrix ( 7 . 14 . 20 ) and a lower movable sheet holder ( 3 ) for clamping the edge of the sheet (B) between the die ( 7 . 14 . 20 ) and sheet holder ( 3 ), characterized in that in and / or on the die movable in the Z direction ( 14 . 20 ) at least one relative to the die ( 14 . 20 ) on the steep edge area ( 5 ) of the drawing stamp ( 4 ) Movable slide ( 15 . 22 ) is arranged.

Deep-drawing tool according to claim 5, characterized in that on the drawing die ( 4 ) opposite side of the slide ( 15 . 22 ) Slopes ( 18 . 23 ) are arranged to operate the slide ( 15 . 22 ) on appropriate slopes ( 18 . 23 ) of approaches ( 19 . 21 ) on the upper part of the press ( 11 ) or on the base ( 2 ) are arranged.

Deep-drawing tool according to Claim 6, characterized in that the slides ( 18 . 23 ) caused movement of the slide ( 15 . 22 ) is triggered by the fact that between the upper press part ( 11 ) and the die ( 14 ) a spring acting in the Z direction ( 13 ) is arranged and that during the relative movement between the die ( 14 ) and press top ( 11 ) the slopes ( 18 . 23 ) of the slide ( 15 ) and the one on the press top ( 11 ) arranged approach ( 19 ) slide on each other (cf. 2 ).

Deep-drawing tool according to claim 6, characterized in that the slide ( 22 ) in the manner of the base ( 2 ) is driven that on the subordinate ( 2 ) an approach ( 21 ) with a slope ( 23 ) is arranged and that a corresponding slope ( 23 ) on the slide ( 22 ) from a certain position of the die ( 20 ) the movement of the slide ( 22 ) causes (cf. 3 ).

Deep-drawing tool according to one of claims 6 to 8, characterized in that the bevels ( 18 . 23 ) are arranged at an angle of 30 - 45 ° to the Z direction.