DE1929539B2

DE1929539B2 - Verfahren zur Herstellung eines Ziehwerkzeuges und nach diesem Verfahren hergestelltes Werkzeug

Info

Publication number: DE1929539B2
Application number: DE1929539A
Authority: DE
Inventors: Harold N. Bogart; Norman W. Hopwood Jun.; Archie A. Pearson; Foster E. Whitacre
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1968-08-02
Filing date: 1969-06-11
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE1929539A1; GB1234005A; BE736973A; CA917967A; US3605528A; DE6923221U; DE1929539C3; FR2014921A1

Description

Stand der Technik

Um komplizierte, unregelmäßige Oberflächenformen für Zieh- oder Formwerkzeuge herzustellen, bediente man sich bisher, ausgehend von einem Modell, sehr aufwendiger Form- und Kopierfräsverfahren. Abgesehen davon, daß allein das Herstellen der Form kompliziert und aufwendig ist, sind aber auch Reparaturarbeiten an bestimmten Stellen des derart erzielten Form- oder Ziehwerkzeuges außerordentlich schwierig, wenn nicht sogar unmöglich. Änderungen der Ausgangsform und damit auch des Form- oder Ziehwerkzeuges sind kaum durchzuführen, so daß bei Änderungen des zu formenden Gegenstandes üblicherweise die gesamte Form verworfen werden mußte.

Aufgabe

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Form- oder Ziehwerkzeuges zu schaffen, das einfacher durchzuführen ist und auch Reparaturen ermöglicht und Wiederverwendungen der Formteile gestattet.

Vorteile

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Werkzeug geschaffen, dessen Oberfläche kassettenartig durch die Enden einer Vielzahl einzeln bearbeiteter, in paralleler Lage gepackter Stäbe zusammengesetzt ist. Die Enden der Stäbe lassen sich sehr schnell und sehr genau einzeln nacheinander bearbeiten. Da sich das Herstellen, Sortieren und Zusammensetzen der Stäbe zu

in dem gewünschten Formkörper mittels einer geeigneten Steueranlage numerisch und maschinell ausführen läßt, ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Möglichkeit zu deutlicher Vereinfachung des bisherigen Formenbaues. Schließlich ist es möglich, einzelne Stäbe, beispielsweise bei Beschädigungen oder sonstigen

erforderlichen Reparaturen oder Änderungen leicht auszuwechseln und bei Nichtgebrauch der gesamten Form Teile der Stäbe weiterzuverwenden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Schnitiflächenoberflächen der Stäbe können gemäß Anspruch 2 nach dem Zusammenbau zu Endflächen fein bearbeitet werden, wcbei es nach Anspruch 3 weiterhin möglich ist, die Stäbe jeder Werkzeughälfte miteinander zu verlöten oder zu verschweißen, um sie auf diese Weise fest zusammenzuhalten, wobei selbstverständlich auch die Möglichkeit gegeben ist, die Stäbe in entsprechende Rahmen zu verspannen.

Die Erfindung umfaßt auch das Werkzeug, das nach

ω dem vorher genannten Verfahren hergestellt ist. Dieses Werkzeug kann nach Anspruch 5 ausgebildet sein, daß einzelne Stäbe aus einem anderen Werkstoff als benachbarte Stäbe bestehen oder andere Werkstoffeigenschaften aufweisen können. Hierdurch kann unterschiedlichen Anforderungen innerhalb des Formkörpers Rechnung getragen werden.

Nach Anspruch 6 werden Stäbe sechseckigen Querschnitts eingesetzt, und nach Anspruch 7 können die Stäbe mit Markierungen versehen sein, um derart die

•tu Identifizierung ihrer Lage in der jeweiligen Werkzeughälfte zu erleichtern.

In der GB-PS 10 37 334 wird ein Verfahren beschrieben, nach dem ebenfalls Stäbe zusammengefaßt werden, um ein zum funkenerosiven Herstellen von Werkzeugen dienendes Werkzeug zu schaffen. Bei diesem bekannten Verfahren werden eine Vielzahl von Elektrodenbauteile lose in einer Halterung zusammengehalten und so an die Form angelegt, daß ihre eine Oberfläche die Kontur der Form annimmt. In dieser Stellung werden dann die Elektroden zusammen in dem Halier verschraubt. Diese bekannte Elektrodenherstellung für die Erosionsverformung ist nicht mit der erfindungsgemäßen Herstellung eines Form- und Ziehwerkzeuges beispielsweise für die Metallverarbeitung vergleichbar und konnte daher auch den erfindungsgemäßen Vorschlag nicht nahelegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in

f>o F i g. 1 eine Draufsicht auf eine aus einzelnen Stäben zusammengesetzte Form, in

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 2-2 in F i g. 1, in
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3- Ϊ in Fig. 1, in
Fig.4 in räumlicher Darstellung einen abgebrochenen Teil der Form gemäß F i g. I entsprechend der Schnittlinie4-4 in Fig. 1,in

Fig. 5 in erheblich größerem Maßstab einen senkrechten Teilschnitt djrch zwei Profilstäbe gemäß der

Schnittlinie 5-5 in F i g. 7, in

F i g. 6 einen senkrechten Schnitt durch zwei zusammenwirkende Werkzeughälften, in

F i g. 7 eine Teildraufsicht auf die Form nach F i g. 6 in Richtung des Teiles 7-7 in Fig. 6. ■>

In den F i g. 1 bis 4 ist in verschiedenen Ansichten eine Hälfte eines Ziehwerkzeuges einer Blechpresse dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt diese Ziehwerkzeughälfte eine in bestimmter Weise konkav auszuführende Oberfläche auf. Die andere, in den F i g. 1 bis 4 nicht dargestellte Ziehwerkzeughälfte weist eine entsprechend nach außen hervortretende konvexe Oberfläche auf, die genau zur wiedergegebenen konkaven Oberflächengestaltung paßt. Dies ist besonders deutlich in Fig.6 dargestellt, in der die untere Ziehwerkzeughälfte (Matrizenteil) mit 29 und die obere Ziehwerkzeughälfte (Patrizenteil) mit 27 bezeichnet ist.

Ein das Ziehwerkzeug aufnehmendes Gehüuse ist in Fig. 1 bis 4 mit 10 bezeichnet. Dieses Gehäuse kann beispielsweise als rechteckiger Kasten aus Stahl ausgeführt sein, jedoch können auch andere Formen gewählt werden. In dem Gehäuse 10 befinden sich in Reihen dicht gepackt Stäbe 12 mit sechseckigem Querschnitt. Durch Einzelbearbeitung ist jedem der Stäbe eine bestimmte stirnseitige Endfläche, z. B. 14 (Fig.4) gegeben worden, die jeweils mit den benachbarten Endflächen, z. B. 16,18, 20 und 22 anderer Stäbe (Fig.4) zusammenwirkt. Sowohl die Länge jedes Stabes wie auch die Winkellage der Endflächen sind so j» gewählt, daß jede von ihnen eine Annäherung an einen kleinen Teil einer herzustellenden Gesamtfläche für ein Formwerkzeug bilden.

Bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend F i g. 1 bis 4 stehen die Enden der unmittelbar am Gehäuse 10 a anliegenden Stäbe so weit vor, daß ein umlaufender Führungsbund 24 entsteht. Dabei ist jeder der einzelnen Stäbe nur mit einem Teil zur Bildung dieses Bundes beteiligt. Erst wenn alle Randstäbe Seite an Seite aneinanderliegend zusammengefaßt sind, ergibt sich der umlaufende Führungsbund 24. Mit diesem Führungsbund 24 fluchtet eine umlaufende Nut in der zugeordneten anderen Werkzeughälfte 27, so daß beide Werkzeughälften beim Zusammenführen genau fluchtend zentriert werden. 4 >

Werden die beiden Werkzeughälften in ihre zusammenwirkende, fluchtende Lage gebracht, so fluchtet auch die Endfläche jedes Stabes mit der entsprechenden Endfläche des gegenüberliegenden Stabes der anderen Werkzeughälfte. Dabei besteht die Gesetzmäßigkeit, w daß die Endfläche korrespondierender, fluchtender Stäbe den gleichen Winkel zur Stabachse aufweisen. Ein Zwischenabstand zwischen den beiden gegenüberstehenden Endflächen ist der Stärke des mit der Form zu verarbeitenden Bleches angepaßt (F i g. 6).

In Fig.6 ist das Zusammenwirken der beiden Werkzeughälften dargestellt. Der Zwischenraum zwischen den formenden Oberflächen der oberen Werkzeughälfle und der unteren Werkzeughälfte wird durch ein Blechwerkstück 25 eingenommen.

Die Oberflächen der Werkzeughälften sind bei der Ausführungsform gemäß F i g. 7 spanabhebend nachbearbeitet worden, um eine gleichmäßige, glatte Formfläche zu erhalten. Für diese Feinbearbeitung können numerisch gesteuerte mehrachsige Fräsmaschinen eingesetzt werden.

Vor der Feinbearbeitung stellen die Stirnflächen der sechseckigen Stäbe Tangentialebenen an die endgültigen Oberflächen dar, wobei der Berührungspunkt der Tangentialebene mit der Oberflächenkontur jeweils auf den Mittelpunkt der Stäbe fällt. Dieser Sachverhalt ist in F i g. 5 dargestellt. Die Schnittflächenoberflächen 26, 28 und 30 dreier Stäbe 12 bilden Tangentialebenen an die mit 32 eingezeichnete ideale Oberfläche. Die Berührungspunkte der Schnittflächenoberflächen 26, 28 und 30 mit der idealen Oberfläche 32 liegen genau im Schnittpunkt der Mittellinien 34,36 und 38 der Stäbe 12. Der Überstand der Stäbe über die ideale Oberfläche 32 ist derjenige Werkstoff, welcher bei der Feinbearbeitung noch abgetragen werden muß. Insgesamt läßt sich sagen, daß die Enden der Stäbe nach ihrem Zusammensetzen eine stufenförmige Annäherung an die gewünschte ideale Oberfläche 32 darstellen, was als Äquivalent für ein grob bearbeitetes Gußstück anzusehen ist.

Im Gegensatz zu gegossenen Formwerkzeugteilen ist es nunmehr aber nicht mehr erforderlich, spanend große Mengen Werkstoff abzunehmen. Eine Grobbearbeitung kann entfallen. Es ist nur ein einziger Feinbearbeitungsgang erforderlich, um aus der durch die Stirnflächen der Profilstäbe als Tangentialebenen zusammengesetzten angenäherten Oberfläche, die feinbearbeitete Kontur 32 zu erhalten.

Die ideale Oberfläche 32 sollte der mathematisch durch berechnete Punkte beschriebenen Oberfläche entsprechen. Zur Verdichtung des aus solchen bekannten Punkten gebildeten Oberflächennetzes können dabei Interpolationsverfahren dienen.

Bei der Zusammenstellung der Stäbe für die eine oder andere Werkzeughälfte ist es möglich, an einigen Stellen der Werkzeughälfle Stäbe aus unterschiedlich hartem Werkstoff einzusetzen. Auch unterschiedliche Legierungszusätze zu dem Werkstoff einzelner Stäbe können bei der Zusammensetzung der Stäbe zur Bildung des Werkzeuges berücksichtigt werden.

Es ist ohne weiteres möglich, Kennzeichnungen in den Stab einzuprägen. Vorzugsweise werden an beiden Stabenden aufeinanderfolgende Zahlen eingeprägt. Die Numerierung läuft von Stab zu Stab weiter, so daß ein leichtes Zusammenstellen der die Werkzeughälften bildenden Stäbe möglich ist.

Damit nach dem Schneiden der Schnittflächenoberflächen die Stäbe in der gewünschten vorgegebenen Ordnung fest zusammengehalten werden, werden sie in einer Halterung montiert. Eine derartige Werkzeughälfte, wie sie so entsteht, entspricht der Anordnung, wie sie in den F i g. 1 bis 4 dargestellt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ί. Verfahren zur Herstellung eines Ziehwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt ein regelmäßiges Vieleck aufweisendes Stangenmaterial bestimmter Länge in zwei Stäbe (11, 12) mit in einer vorbestimmten Richtung ausgerichteten Schnittflächenoberflächen (26, 28, 30) geschnitten und die geschnittenen Stäbe (II, 12) zu zwei Ziehwerkzeughälften [Patrizenteil (27) und Matrizenteil (29)] zusammengefaßt werden, wobei eine Endfläche eine Teilfläche für das Patrizenteil (27) und die andere Endfläche die zugeordnete Teilfläche für das Matrizenteil (29) bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittflächenoberflächen (26, 28, 30) zu Endflächen (14,16,18, 20, 22) fein bearbeitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (11, 12) jeder Ziehwerkzeughälfte miteinander verlötet oder verschweißt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelherstellung der Stäbe (11,12) numerisch gesteuert erfolgt.
5. Ziehwerkzeug, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Stäbe (11,12) aus einem anderen Werkstoff als benachbarte Stäbe bestehen oder andere Werkstoffeigenschaften aufweisen.
6. Ziehwerkzeug, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Werkzeug bildenden Stäbe sechseckigen Querschnitt aufweisen.
7. Ziehwerkzeug, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch an den Stäben (II, 12) zur Identifizierung ihrer Lage in der jeweiligen Ziehwerkzeughälfte angebrachte Markierungen.