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SCHNITTWERKZEUG ZUR FORMGEBUNG VON ERZEUGNISSEN UND VERFAHREN ZU SEINER
HERSTELLUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Ge -biet der
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@@@@llen, genauer auf Schnittwerkzeuge zur Formgebung von Erzeugnissen und Ver -fahren
zur herstellung dieser Werkzeuge.
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Die Erfindung kann am wirksamsten zur Herstellung von Graphitelektroden
komplizierten Profils verwendet werden, die zur elektroerosiven Bearbeitung von
Gesenken und Preßformen bestimmt sind.
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Die bekannten Schnittwerkzeuge zur riormgebun-g von Erzeugnissen,
die im Verlauf des Bearbeitungsprozesses die @@gative Form dieser Werkzeuge anne@
@n, welche sich in zwei zueinander senkrechten Richtungen hin- und herver -schieben,
enthalten einen Halter mit einem schneidenden
das Pormarbeitsteil
( siehe beispielsweise österteichische Patent 250130 und das französische Patent
1462651 ).
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Bei diesen bekannten Werkzeugen ist der schneidende Form -arbeitsteil
aus Metall und in der Regel als ein Ganzes mit dem Ualter ausgeführt, der zur Einspannung
des Werk -zeuges wahrend seiner Arbeit dient.
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Der Arbeitsteil des Werkzeuges besitzt eine Form -fläche, die aus
einer Vielzahl von Schneidelementen be -steht, die aus dem Werkzeugkörper herausragen.
Die Schneidelemente können durch Einkerben von Hand und durch elektroerosive Bearbeitung
des Werkzeuges mit einer Formelektrode gebildet werden, welche die positive Form
des Erzeugnisses besitzt, das durch das herzustellende Werkzeug bearbeitet wird.
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beide epwahnt en II Herstellungsverfahren der bekannten Schnittwerkzeuge
sind arbeitsintensiv, sie erfordern einen großen Aufwand an schwerer handarbeit
( bei Ein -kerben der Schneidelemente oder Herstellung einer Form -elektrode ) und
eine hohe Qualifikabion des Arbeitenden.
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Wegen Anwendung von Handarbeit kann die Formfläche des Schnittwerkzeuges
Abweichungen von der negativen Borm des durch dieses Werkzeug zu bearbeitenden Erzeugnisses
ha -ben.
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Die Ausfiihruilg des schneidenden Formarbeitsteils des
@rkzeuges in einem mit dem Halter läßt ( aus wirtschaft -lichen Grunden ) die Benutzung
von Materialien mit hohen Schneideigenschaften zur Herstellung dieses Werkzeuges
nicht
zu, was sich auf die Standzeit des Werkzeuges un -günstig auswirkt. Deshalb können
Erzeugnisse aus lIart -metallen und gehärteten Stählen mit den bekannten Werkzeugen
nicht bearbeitet werden. Diese Werkzeuge verwendet man zur Formgebung von Erzeugnissen
aus Graphit, holz und anderen Materialien, die sich unschwer schneiden lassen.
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Jedoch ist auch in diesem Falle die Standzeit des Werkzeuges nicht
groß, da es seine Schneideigenschaf -ten nach Bearbeitung von 3-7 Erzeugnissen einbüßt.
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Die Praxis hat erwiesen, daß sich des ofteren die Notwendigkeit ergibt,
Einzelerzeugnisse kompli -vierter Form herzustellen, wobei die Anwendung der er
-wähnten Schnittwerkzeuge deswegen unrentabel ist, weil der Schneidteil des Werkzeuges
und somit sein Haltern einmal verwendet werden und sich ihre Kosten höher er -weisen
als die unmittelbare erstellung des Erzeugnisses ohne Benutzung dieses Werkzeuges.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Be -seitigung der oben
erwahnten Nachteile.
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Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt, ein solches Schnittwerkzeug
zur Formgebung von Erzeugnissen zu entwickeln, das bei einer einfacheren konstruktiven
Lösung und technologischen Ausführung gegenüber den bekannten Schnittwerkzeugen
ähnlicher Zweckbestimmung gute Schneideigenschaften neben hoher Standzeit be sitzt
Lind die herstellung von Erzeugnissen mit hoher
Bearbeitungsgenauigkeit
( wodurch die Anwendung von Handarbeit des Lehrenmachers ausgeschlossen wird ) ge
-währleistet
preiswert in der I-Ierstellung und bequem in betrieb ist Diese Aufgabe wird mit
ililfe eines solchen Scl1nitt -werkzeuges zur Formgebung von Erzeugnissen gelöst,
die im Verlaufe des Bearbeitungsprozesses die negative Form dieses Werkzeuges bei
seinen hin- und hergehenden Ver -schiebungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen
annehmen, das einen Halter mit einem schneidenden Porm -arbeitsteil besitzt, bei
dem erfindungsgemäß der. schnei -dende Formarbeitsteil, der aus einer Komposition
auf der basis von Polymeren und Schneidteilchen ausgeführt ist, an dem Halter mittels
einer Verbindung betestigt ist, welche die Belastung durch die Arbeitsschnitkräfte
aus-
zuhalten/und beim Auswechseln des Schneidteiles leicht zerstörbar ist.
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Der schneidende Formteil wird zweckmäßigerweise am Halter mittels
einer Bindeschicht aus Gips befestigt.
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Eine günstige Lösung der gestellten Aufhabe wird in dem Falle erreicht,
wenn das vorgeschlagene Werkzeug nach einem Verfahren
ist, bei dem eine Komposition auf der Basis von Polymeren und Schneidteilchen auf
ein Modell gegossen wird, das die positive Form des @rzeugnisses besitzt und nach
Erhärtung der Polymere. auf seiner Oberflache entfernt wird.
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Damit das Werkzeug gute Schneideigenschaften hat, soll das Modell
vor dem Eingießen der Komposition mit
einem zähen Liaterial bedeckt
werden, dessen Schicht -dicke geringer als die Größe der Schneidteilchen ist, die
dann auf diese Schicht aufgetragen werden Dank dieser konstruktiven Lösung un"d
technologischen -Ausführung besitzt das Schnittwerkzeug gute Schneideigen -schaften
und hohe Standzeit, gewahrleistet die Herstellung von Erzeugnissen mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit,
ist preiswert in der Herstellung und bequem in Betrieb.
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Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in der Beschreibung eines
und an Hand der beigefügten Zeichnungen erläutert; in den Zeichnun gen zeigt: Fig.
1 - ein Schnittwerkzeug gemäß der Erfindung ( im Längsschnitt ); Fig. 2 - ein Schnittwerkzeug
gemäß der Erfindung, bei dem der schneidende Formarbeitsteil an-dem Halter mittels
einer Bindeschicht befestigt ist ( im Langsschnitt ); die Fig. 3 - gegenseitige
Lage von Modell und Werkzeug während des Herstellungsprozesses ( im Längsschnitt
); Fig. 4 - die gegenseitige Lage des Hlaters des Werkzeu -ges gemäß der Erfindung
und des Modells vor dem Eingießen des Bindemittels ( im Längsschnitt ); elne Fig.
5 - Cesamtansicht des Werkzeuges gemäß der Er -windung; eine Fig. 6 - Gesamtansicht
des Modells, das die positive Form des Erzeugnisses - der Sohle eines Gummischuhes-
be -sitzt; eine Fig. 7 - Graphitelektrode, die mit dem erfindungsge -mäßen
Werkzeug
hergestellt und zur elektroerosiven Be -arbeitung von Preßformen bestimmt ist, Fig.
8 - Preßform zur Herstellung
Gummischuhen das die Fig. 9 - hergestellte Erzeugnis - Sohle eines Gummischuhs.
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Das erfindungsgemäße Schnittwerkzeug zur Formgebung der Erzeugnisse
besitzt einen Halt er 1 ( Fig. t ) und einen schneidenden Formarbeitsteil 2.
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Der Arbeitsteil 2 des Werkzeuges ist erfindungsgemaß aus einer Komposition
auf der Basis von Polymeren und Schneidteilchen ausgeführt und an dem Halter 1 mit
-tels einer Verbindung befestigt, die die Belastung durch die Arbeitsschnittkräfte
auszuhalten und sich beim Aus -wechseln dieses Arbeitsteiles leicht zu zerstören
vermag.
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Als
Verbindung kann eine Dindeschicht 3 ( Fig. 2 ) aus Gips dienen, die einen schneidenden
Arbeitsteil 4 am Ilalter 1 befestigt. In Fig. 1 ist ein Werkzeug dar -gestellt,
bei dem die Befestigung des schneidenden Form -arbeitsteiles 2 am Halt er 1 mittels
der Komposition selbst realisiert ist.
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Dank dieser Ausführung besitzt das vorgeschlagene Schnittwerkzeug
einen leicht auswechselbaren schneiden -den Formarbeitsteil ( 2 und 4 ). Auf diese
?ieise kann der ilalter 1 vielfach benutzt werden. Außerdem gestattet es diese Ausführung
des Schnittwerkzeuges, zur Herstel -lung des schneidenden Formarbeitsteiles eine
Komposition auf der Basis von Polymeren und Schneidteilchen zu ver -wenden,
die
aus teuren Haterialien hergestellt sind, die hohe Schneideigenschaften und hohe
Standzeit besitzen, und zwar aus Diamant, Borkarbid u.a., während der Hal -ter 1
aus normalem Konstruktionsstahl hergestellt wer -den kann.
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Der schneidende Formarbeitsteil 2 des Werkzeuges gemäß der Erfindung
wird folgenderweise hergestellt: Es wird eine Komposition auf der Basis von Polymeren
( beispielsweise Kautschuk, Latex, kalt- oder warmhärten -denplasten ) und Schneidteilchen
( beispielsweise-aus Elektrokorund oder Siliziumlcarbid ) zubereitet.
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Die Größe der Schneidteilchen wird ausgehend von den Erfordernissen
gewahlt, die an die Leistung des Werk -zeuges und die Oberflächengüte der Erzeugnisse
gestellt werden, welche mit diesem Werkzeug bearbeitet werden.
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Beispielsweise liegt für die Rohbearbeitung die Größe der Schneidteilchen
im Bereich von 1-3mm, ur die Feinbearbeitung aber im Bereich von 0,01 bis 0,03mm.
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Der Polymerongehalt in der Komposition bewegt sich im Bereich von
20 bis 60J von dem Gesamtgewicht der Komposition. Sind beispielsweise zur Zubereitung
der gomposition Epoxydharz ( Molekulargewicht 360-470 ) mit einem Harter, und zwar
Polyäthylenpolyamin, und Schneidteilchen aus Elektrokorund verwendet, so nimmt man
auf 10 Teile Epoxydharz 15-22 Teile Elektrokorund und 1 Teil Polyäthylenpolyamin.
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Die auf diese Weise zusammengesetzte Komposition wird auf ein modell
5 ( Fig. 3 ) in einen Hohlraum ein -gegossen,
der durch den Halter
1 und dieses Modell ge -bildet ist, das die positive Form des Erzeugnisses besitzt.'
Zunächst wird das Modell 5 auf einer Platte 6 aur -gestellt. Zweckmaßigerweise wird
die Oberflache des Mo -dells 5 zur Erhöhung der Schneideigenschaften des Werk -zeuges
vor dem Eingießen der Komposition mit einer gleich -mäßigen Schicht eines zähen
Materials, und zwar mit ei -nein konsistenten Schmierfett, beispielsweise mit Stauf
-ferfett bedeckt. Die Dicke dieser Schicht soll geringer als die Grb8e der Schneidteilchen
sein, die dann auf diese Schicht aufgetragen werden.
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Die Innenfläche des Halters 1, die dem Modell 5 zu -gewandt ist,
wird zum besseren Anhaften des Halters an die erwähnte Komposition entfettet.
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Der Halter 1 wird bezüglich des Modells 5 mit Hilfe von Stiften 7,
8 und 9, 10 fixiert. Das Eingießen der Komposition<erfolgt>auf das Modell
<>5 durch eine zentrale Öffnung 11 im Halter 1. Nach Erhärtung der Polymera
wird das Modell 5 entfernt.
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In dem Falle, wenn der schneidende Arbeitsteil 4 ( Fig. 2 ) am Halter
1 mittels der Bindeschicht 3, bei -spielsweise aus Gips, befestigt wird, wird das
Modell 5 ( Fig. 4 ) vor dem Eingießen dieser Bindeschicht mit ei -ner Schicht 12
aus plastischem Material, beispielsweise aus Rohgummi, Plastilin u.ä. bedeckt.
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Die Dicke der Schicht 12 ist der Dicke des Porm -arbeitsteiles des
Werkzeuges gleich.
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Auf diese Schicht 12 wird ein Stab 13 zur Bildung eines Angußraumes
aufgestellt, der beim Eingießen der Kom -position auf das odell 5 notwendig ist.
Außerdem besitzt die Schicht 12 Rippen 14.
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Danach wird in den durch den Halter 1 und die Schicht 12 gebildeten
Hohlraum die Bindeschicht 3 ( Fig.2 ) eingegossen. Im weiteren wird die Schicht
12 ( Fig. 4 ) entfernt, und in den gebildeten Hohlraum zwischen der Bin -deschicht
3 ( Fig. 2 ) und dem Modell 5 wird die Komposi -tion auf der Basis von Polymeren
und Schneidteilchen zur Bildung des schneidenden Formarbeitsteiles 4 des Werkzeuges
eingegossen. Hierbei werden die Hohlräume, die von den Rip -pen i4 gebildet sind,
mit der erwahnten Komposition ge -füllt, wodurch ein festes Anhalten des Schneidteiles
4 des Werkzeuges an der Bindeschicht 3 gewahrleistet wird.
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Nach Erhartung der Polymere wird das Modell 5 entfernt.
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Wenn ein Schnittwerkzeug mit kompliziertem schneiden -der Formarbeitsteil
hergestellt- werden soll, der an seiner Oberfläche dunne herausragende Elemente
aufweist, so werden zu deren Verfestigung auf dem Modell 5 zweckmäßigerweise sogenannte
Nadelstäbchen 15 ( Fig. 4 ) angeordnet, die nach dem Eingießen der Komposition im
Körper des Werk -zeugarbeitsteiles zurückbleiben.
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Ist in dem vorgeschlagenen Werkzeug der schneidende Arbeitsteil,
der aus der erwahnten Komposition ausgefuh'rt ist, am Halter mit hilfe derselben
Komposition befestigt,
so wird zur Verminderung des Gewichtes des
ganzen Werk -zeuges der Halter zeckmäßigerweise konstruktiv so ausge -führt, daß
seine Seitenwände nach dem Eingießen der Kom -position abgenommen werden können.
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Die Arbeitsfläche des Schneidteils des vorgesphlage -nen Werkzeuges
kann elementenweise ausgeführt werden.
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Itierzu werden cinzelne Elemente des schneidteileS zu Blöcken zusammengebaut,
wonach sie am Halter befestigt werden.
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Die formgebung der Erzeugnisse mit dem vorgesohlagenen Werkzeug erfolgt
in folgender Weise.
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Ein Schneidwerkzeug 16 ( Fig. 5 ), das nach einem modell 17 ( Fig.
6 ) gemäß dem oben erwähten Verfahren hergestellt ist, wird auf einer Werkzeugmaschine
be -festigt, die diesem Werkzeug in Bezug auf ein Erzeugnis 18 ( Fig. 7 ) hin- und
hergehende Verschiebungen gleichzeitig in zwei zueinander senkrechten Richtungen
X und Y ( Fig. 5 r erteilt, wahrend in der dritten Richtung Z ( Fig. 7 ), die senkrecht
zu den erwähnten zwei ( X und Y ) verläuft, eine Annäherung des Erzeugnisses an
das Werkzeug 16 erfolgt. Das Werkzeug 16 besitzt einen Ilalter 19 ( im hier behandelten
Beispiel mit abgenommenen Seitenwänden ), <>unmittelbar <an dem>ein
schneidender Formurbeits teil 20 befestigt ist.
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Während der Arbeit nimmt das Erzeugnis 18 die negati -ve Form des
schneidenden Formarbeitsteiles 20 dieses Werkzeuges an, d.h. den Vertiefungen 21
( Fig. 5 ) und
den Vorsprüngen 22 au Werkzeug entsprechen Vorsprünge
23 ( Fig. 7 ) und Vertiefungen 24 am Erzeugnis i8.
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Im vorliegenden Fall stellt das erhaltene Er -zeugnis 18 eine Graphitelektrode
dar, die ihrerseits als Werkzeug zur elektroerosiven Bearbeitung einer Preßform
25 ( Fig. 8 ) dient, die zur Formung eines Einzelteiles 26 ( Fig. 9 ) und zwar der
Gummischuhendient. Das auf diesem Wege hergestellte Ein -
zelretl 26 ist nacn seiner Form una messungen dem Modell tY ( Fig. 6 ) identisch.
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Es ist hervorzuheben, daa nach ein und demselben Modell zwei einander
zugeordnete Modelle, beispiels -weise Stempel und Matrize eines Gesenks, hergestellt
werden können.
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Außerdem soll noch hervorgehoben werden, daß mit dem vorgeschlagenen
Werkzeug Feinbearbeitung ( Schlei -.
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fen ) von Formarbeitsflächen von Stanzwerkzeugen, Preßformen und anderen
Erzeugnissen mit kompliziertem Pro -fil durchgeführt werden kann.
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Auf diese Weise besitzt das gemaß der Erfindung ausgeführte Werkzeug
breite technologische Möglich -keiten, und-seine Anwendung bringt einen hohen tech
-nisch - ökonomischen Nutzeffekt.