DE1577142C - Verfahren zur Herstellung von Werkzeug-Gesenken für die Blechverformung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Werkzeug-Gesenken für die Blechverformung, indem zunächst eine der beiden Gesenkhälften hergestellt, dann auf dieser Gesenkhälfte ein aus weichem metallischem Material bestehendes Blechstück von der Dicke des später zu verarbeitenden Blechteiles zu einem Formling mittels eines elastischen Stempels gepreßt wird und dann von der mit dem aufgelegten Formling verstärkten ersten Gesenkhälfte die zweite Gesenkhälfte durch Abformen, ζ. Β. Abgießen, hergestellt wird.

Es ist bekannt, ein zweiteiliges Werkzeug, Stempel und Gesenkunterteil, aus Gießharz unter Berücksichtigung der Blechstärke über Blei- oder Wachsfolien als Formling im Handauflegeverfahren herzustellen. Weiterhin ist aus der schweizerischen Patentschrift 271 179 bekannt, der Blechstärke dadurch Rechnung zu tragen, daß ein Aluminiumstück von einer Dicke, welche derjenigen des zu verarbeitenden Blechteiles entspricht, mit Hilfe eines 'schweren Gummistempels auf die Matrizenfläche gepreßt wird. Die nach diesen bekannten Verfahren hergestellten Werkzeug-Gesenke eignen sich jedoch allenfalls zur Fertigung von Blechteilen mit weichen Übergängen, bei denen die Blechtoleranz keine allzu große Rolle spielt, z.B. zur Fertigung flächiger, größerer Automobilteile ohne hohen Umformungsgrad in engen Bereichen. Es kann mit den bekannten Verfahren nicht eine ungleiche Blechstärke, wie sie durch Streckung bzw. Stauchung des Materials beim Ziehen und Prägen entsteht, ausreichend und ohne teure Nacharbeiten von Hand berücksichtigt werden. Es muß nämlich nicht nur die Blechstärke als solche, sondern auch deren exakte unterschiedliche Stärkenänderung beim Zieh- und Prägevörgang berücksichtigt sein. Es kommt also nicht darauf an, das Werkzeugunterteil mit einer Folie von überall gleichmäßiger Stärke zu belegen. Beim Ziehen und Prägen tritt im Blech vielmehr teils eine Verjüngung und zum Teil eine Stauchung des Materials ein. Weiterhin wird an den Stellen, wo im Blech eine Ausprägung stattfinden soll, eine geringfügige Quetschung des Materials verlangt. Die zu stellende Forderung an die Aussparung der Blechstärke ist demzufolge nicht nur die einer gleichmäßigen Schiehtstärke, was allein schon Schwierigkeiten bereitet, sondern darüber hinaus eine stellenweise Verjüngung und Verdickung, die genau dem späteren Zieh- bzw. Prägeverhalten des umzuformenden Werkstückes entsprechen muß.

Obwohl es nicht an Versuchen gefehlt hat, Werkzeuge für kompliziertere Formen unter Berücksichtigung der differenzierten Blechstärke zu schaffen, konnte dies bisher außer durch Handnacharbeiten nicht erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und Gesenkpaare herzustellen, zwischen denen die Blechstärke exakt differenziert ausgespart ist, so daß viele tausend Blechteile mit starken und genauen Konturen exakt verpreßt oder geprägt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Ausgestaltung des Verfahrens der eingangs beschriebenen Art zur Herstellung von Werkzeug-Gesenken für. die Blechverformung, indem der elastische Stempel für das Pressen des Formlings durch einen Abguß von ⁶S der /iierst hergestellten Gesenkhälfte hergestellt wird.

Mit dem erfindiingsgemäßen Verfahren gelingt es, einen clasti .dien Stempel als abgegossenes Ililfsmodell herzustellen, der exakt den Konturen der ersten Gesenkhälfte angepaßt ist, so daß mit ihm ein scharfkantiger, voll ausgeprägter Formling mit Oberflächendekor gepreßt werden kann, der in allen seinen Abmessungen den später zu pressenden oder zu prägenden Blechteilen entspricht. Nach dem Formling läßt sich auf einfache und sichere Weise die zweite Gesenkhälfte eines Werkzeug-Gesenkes für die Blechverformung mit einem der Blechstärke entsprechenden Abstand und die unterschiedliche Blechstärke über die Prägefläche berücksichtigenden Kontur herstellen.

Würde man von der vorhandenen ersten Gesenkhälfte das Hilfsmodell in starrem Material einfach und ohne Berücksichtigung der Blechstärke abgießen, so würde sich dieses als Stempel beim Pressen verklemmen oder das Blechmaterial an Kanten, die in senkrechte Flächen übergehen, abscheren. Stellt man, wie erfindungsgemäß vorgesehen, ein solches abgegossenes Hilfsmodell als Stempel hingegen nicht aus starrem, sondern aus einem Material her, das vermöge einer gewissen Elastizität beim Prägen und Pressen dort etwas nachgibt, wo senkrechte oder steile .Flächen in der Werkzeugoberfläche auftreten, so, kommt es weder zum Verklemmen noch zum Abscheren des Bleches. Es ist nun wichtig, und hierin unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren z. B. von dem bekannten Gummipressen, daß dieser als Hilfsmodell abgegossene Stempel genau die Konturen des Gegenwerkzeuges besitzt und daß seine Härte trotz der notwendigen Flexibilität noch groß genug ist, um bei entsprechender Preßkraft alle Konturen auszuprägen.

Als Material für den als Hilfsmodell abgegossenen, elastischen Stempel hat sich neben Kautschuk, Siliconharz oder Polyvinylchlorid vor allem ein mit kautschukähnlichem Kunststoff der Alkylpolysulfid-Gruppe weichgestelltes Epoxid-Harz mit einer Shorehärte zwischen 20 und 40 bzw. für besonders gelagerte Fälle zwischen 10 und 100 bewährt.

Die Unteransprüche beziehen sich auf solche vorteilhafte Werkstoffe und auf Stärken des abzugießenden Stempels.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist von besonderer technischer Bedeutung in Verbidung mit galvanoplastischen Verfahren, die erst durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Werkzeug-Gesenken für die Blechverformung herangezogen werden können. Galvanoplastische Werkzeuge finden in der Kunststoffindiistrie als Spritzgußoder Preßwerkzeuge schon seit einer Reihe von Jahren zunehmende Anwendung. Ihre Herstellung ist bei Kenntnis der Abformtechnik und der entsprechenden galvanotechnischen Voraussetzungen relativ einfach und erlaubt eine nicht unbeträchtliche. Einsparung teurer Facharbeiterstunden. Obwohl der Gedanke, solche Werkzeuge auch für die Blechumformung zu verwenden, nicht neu ist, gelang es bisher nicht, diesen Weg mit Erfolg zu beschreiten, da bis jetzt kein befriedigendes Verfahren bekannt war, mit welchem man die Blechstärke zwischen den zwei harten Werkzeughälften so exakt aussparen kann, daß dort, wo das Material gestaucht wird, eine Verstärkung stattfindet bzw. wo es auf dünnere Schichtdicken verzogen wird, eine Verjüngung eintritt. Auf konventionelle Weise versucht der Werkzeugmacher, die Blechstärke durch langwieriges Probieren bzw. durch ein in jahrelanger Praxis erworbenes Gefühl aus dem vollen Material von Harn!

Claims (7)

herauszuarbeiten. Die Übertragung dieser Methode auf die auf Abformtechnik beruhende Herstellung galvanoplastischer gegossener Werkzeuge ist praktisch nicht möglich bzw. würde diese Verfahren in ihrer Aufwendigkeit nahe an die konventionellen Methoden heranbringen. Die Einführung galvanoplastischer Verfahren zur Herstellung von Preß- und Prägewerkzeugen für die Blechverformung mußte also so lange scheitern, als nicht die erfindungsgemäße Methode zur Aussparung der differenzierten Blechstärke zwischen den beiden Werkzeughälften zur Verfügung stand. In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Herstellung eines einfachen, in Seitenansichten dargestellten Werkzeug-Gesenkes erläutert. Es zeigen Fig. 1 bis 4 die Arbeitsstufen zur Herstellung der ersten Gesenkhälfte, Fig. 5 die Herstellung des federnd-elastischen Hilfsmodells als Stempel durch Abguß von der ersten Gesenkhälfte, Fig. 6 die Herstellung eines Formlinge aus Bleifolie mittels der bereits fertigen ersten Gesenkhälfte und des federnd-elastischen Hilfsmodells als Stempel, F i g. 7 bis 9 die Abformung der zweiten Gesenkhälfte von der durch den Formling erhöhten ersten Gesenkhälfte und Fig. 10 das fertiggestellte Gesamtwerkzeug. Zunächst wird ein Gips-Urmodell 3 angefertigt und von diesem ein Gießharz-Abguß 4 genommen (Fig. 1). Dann wird im Gegenguß das Arbeitsmodell 5 aus Gießharz gewonnen (F i g. 2). Es gleicht in allen seinen Abmessungen genau dem Gips-Urmodell 3 und dient als Ausgangsmodell' für alle weiteren Arbeitsgänge. Die Abgüsse 4 und 5 werden jeweils etwas nachgearbeitet, da die letzten Unregelmäßigkeiten im Gips nicht beseitigt werden können, und die Oberfläche des Abgusses 5 bereits in allen Feinheiten im Galvano reproduziert wird. Vom Arbeitsmodell 5 wird nun die Arbeitspatrize 6 abgegossen (F i g. 3) und für die galvanoplastische Vernickelung präpariert. Dann wird ein Nickel-Galvano 1 hergestellt, das in seiner Form dem Urmodell 3 bzw. dem Arbeitsmodell 5 entspricht, die erste Gesehkhälfte darstellt und nach Einbau in ein Werkzeugbett das Gesenkunterteil ergibt. Alsdann wird das Hilfsmodell 7 durch Abguß vom Galvano-Gesenkunterteil 1 mit einem federnd-elastischen Werkstoff, dessen Shorehärte nach der Aushärtung je nach Art des Modells zwischen 10 und 100, meist aber zwischen 20 und 40 liegt, hergestellt (F i g. 5). Mit Hilfe des bereits fertigen Gesenkunterteils 1 und des eine federnd-elastische Arbeitsfläche aufweisenden Hilfsmodells 7 als Stempel wird alsdann ein Formling 8 aus Bleifolie hergestellt (F i g. 6). Die Dicke der Bleifolie entspricht der Stärke des später zu verarbeitenden Blechteiles 11. Bei tieferen Modellen muß der Formlinge so weit wie möglich vorgezogen werden. Um Lufteinschlüsse zwischen der Folie und dem Gesenk zu vermeiden, wird der Formling 8 nach dem Prägen nochmals abgehoben und schließlich unter Druck mit dem Gesenkunterteil 1 verklebt. Dann wird ein Gegenabguß 9 von der mit Hilfe des Formlings 8 um die Blechstärke verstärkten ersten Gesenkhälfte 1 abgenommen (F i g. 7). Durch Abgießen vom Gegenabguß 9 entsteht die Arbeitsmatrize 10 (F i g. 8), auf der das Galvano 2 abgeschieden wird (F i g. 9). Das Galvano 2 stellt die fertige zweite Gesenkhälfte dar, die nach ihrem Einbau das Werkzeugoberteil des Gesamtwerkzeuges ergibt (F i g. 10). Nunmehr kann das Blechteil 11 ohne jede Schwierigkeit in der gewünschten Weise geprägt werden. 1S Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Werkzeug-Gesenken für die Blechverformung, indem zunächst eine der beiden Gesenkhälften hergestellt, dann auf dieser Gesenkhälfte ein aus weichem metallischem Material bestehendes Blechstück von der Dicke des später zu verarbeitenden Blechteiles zu einem Formling mittels eines elastischen Stempels gepreßt und dann von der mit dem aufgelegten Formling verstärkten ersten Gesenkhälfte die zweite Gesenkhälfte durch Abformen, z. B. Abgießen, hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Stempel (7) für das Pressen des Formlings (8) durch einen Abguß der zuerst hergestellten Gesenkhälfte (1) hergestellt wird.

2. Elastischer Stempel, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Arbeitsfläche des Stempels (7) aus einem Kunststoffmaterial mit einer Shorehärte zwischen 10 und 100, vorzugsweise 20 und 40, besteht.

3. Elastischer Stempel, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material des Stempels (7) nur eine Auflageschicht ist.

4. Elastischer Stempel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht mindestens 2 mm stark ist.

5. Elastischer Stempel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial ein solches auf der Basis von Kautschuk, Siliconharz, Polyvinylchlorid, Eppxid-Harz, Polyesterharz oder Polyamidharz ist.

6. Elastischer Stempel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial eine Mischung von 120 Teilen Epoxid-Harz, einschließlich Härter, und 60 bis 90 Teilen eines kautschukähnlichen Kunststoffes der Alkylpolysulfid-Gruppe ist.

7. Elastischer Stempel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelkern von einer Mischung aus 40 bis 50 Teilen Gießharz M und 60 bis 50 Teilen Polyamid ist und die elastisehe Auflageschicht aus einem Kunststoffmaterial in einer Stärke von 5 bis 8 mm vorhanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen