DE19613153A1

DE19613153A1 - Cutter for hole punching tools

Info

Publication number: DE19613153A1
Application number: DE1996113153
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Dittmar
Original assignee: FERTIGUNGSTECHNIK und ENTWICKL
Current assignee: FERTIGUNGSTECHNIK und ENTWICKL
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-10-09

Abstract

The cutter is intended for hole punching tools which comprise a hollow cylindrical bush serving as a die and accommodating a punch provided with such an annular cutter at its end. The tooth-like cutting elements (3) are shaped as parts of conical surface forming an angle of inclination alpha and an obtuse angle with the cylindrical surface (6). The hollows between individual cutting elements form a positive acute cutting angles with the surface (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugschneide für Lochstanzwerkzeuge, wie sie für das Ausschneiden von runden Löchern oder Formumrissen in Metallbleche, in plastartigen Kunststoffen und Schichtverbundmaterialien Anwendung finden. Solche Lochstanzwerkzeuge bestehen aus einer hohlzylinderförmigen Buchse als Werkzeugmatrize und einem gegen deren die Schneide bildende Ringfläche heranbewegbaren in die Matrize eintauchenden, mit an seiner Stirnfläche die Schneiden tragenden Loch bzw. Schneidstempel sowie aus einem beide Werkzeugteile achsmittig durchgreifenden Spannglied in Form einer Spannschraube durch deren Betätigung der Schneidstempel gegen die Werkzeugmatrize bewegbar ist und damit in Wirkstellung gebracht wird.The invention relates to a cutting edge for punching tools, such as them for cutting out round holes or shape outlines in Metal sheets, in plastic-like plastics and layered composite materials Find application. Such punching tools consist of a hollow cylindrical socket as a die and one against it the annular surface forming the cutting edge can be moved into the die immersing hole with the cutting edge on its face or cutting punch and from one of the two tool parts in the center penetrating tendon in the form of a clamping screw through the Actuation of the cutting punch against the tool die is movable and thus brought into active position.

Lochstanzwerkzeuge der vorstehend charakterisierten Art sind prinzipiell bekannt und finden vorwiegend im Metallbau, zum Lochen von Metallblechen, aber auch für die Bearbeitung von Kunststoffen und Schichtverbundplatten oder Metallfolien Anwendung.Punching tools of the type characterized above are in principle known and mainly found in metal construction, for punching Metal sheets, but also for processing plastics and Laminated sheets or metal foils application.

Aus der US-PS 2237 069 und auch aus der DE-OS 30 27 023 sind Stempel für Lochstanzen bekannt, bei der die Matrize mit einer in axialer Richtung verlaufenden Gewindestange versehen ist, auf die ein Stempel und eine Mutter aufgeschraubt werden können, derart, daß der Stempel beim Drehen der Mutter in die Matrize hineingezogen wird, um eine Metallscheibe auszuschneiden, deren Durchmesser gleich dem Innendurchmesser einer Vertiefung der Matrize ist.From US-PS 2237 069 and also from DE-OS 30 27 023 are stamps known for punching, in which the die with an in the axial direction extending threaded rod is provided, on which a stamp and a Nut can be screwed on, such that the stamp at Turning the nut into the die is pulled to one Cut out a metal disc whose diameter is equal to that Inner diameter of a recess of the die is.

Die Stempel dieser Lochstanzen weisen mindestens zwei stegartige Schneidkanten auf, von denen jeweils eine Schrägfläche ausgeht, die bis an die freiliegende Stirnfläche der nächstfolgenden Schneidkante heranreicht. Durch diese Schrägflächen soll gewährleistet werden, daß sich am Rand der auszustanzenden Lochöffnung beim Vordringen des Stempels in die zugehörige Matrize ein kontinuierlicher Schneidvorgang ergibt, bis der gesamte Umfang der Lochöffnung geschnitten bzw. getrennt ist, während gleichzeitig die stegartigen Schneidkanten in das Material hineinschneiden und dieses in zwei oder mehrere Teilstücke zerschneiden, welche daraufhin entfernt werden können. The punches of these punchers have at least two web-like ones Cutting edges, from each of which an inclined surface extends up to to the exposed end face of the next cutting edge reaches. These inclined surfaces are intended to ensure that at the edge of the hole to be punched out as the stamp penetrates results in a continuous cutting process in the associated die until the entire circumference of the hole opening is cut or separated, while at the same time the web-like cutting edges in the material cut into it and cut it into two or more pieces, which can then be removed.

Aber gerade dieses Entfernen der geschnittenen Teilstücke gestaltet sich mitunter sehr schwierig, weil sie sich sehr leicht in der Matrize festsetzen können. Das ist dann der Fall, wenn während des Stanzvorganges an den Schnittkanten der Teile ein relativ großer Grat entsteht und dieser die Teile in der Matrizenbohrung regelrecht verkeilt.But it is precisely this removal of the cut sections that develops sometimes very difficult because they get stuck very easily in the matrix can. This is the case if during the punching process Cut edges of the parts creates a relatively large burr and this the parts literally wedged in the die hole.

Die Ursachen für diese nachteiligen Erscheinungen liegen vornehmlich darin begründet, daß die Stempel dieser vorstehend erwähnten Lochstanzwerkzeuge infolge ihrer Schneidenkonstruktion etwa über die Hälfte ihrer gesamten Schneidkantenlänge mit einem negativen Schnittwinkel arbeiten, so daß auf einem wesentlichen Teil der Schnittlinie kein eigentliches Schneiden, sondern nur mehr ein Quetschen des Werkstoffes erfolgt, welches zu dem besagten Verklemmen und verkeilendem Festsetzen des geschnittenen Abfalles führt. Je nach Anwendungsfall und verarbeiteter Werkstoffart zeigen sich diese unliebsamen Arbeitsergebnisse in ihren Auswirkungen unterschiedlich, in jedem Falle aber recht nachteilig.The causes of these adverse phenomena are primarily justified that the stamp of these mentioned above Hole punching tools as a result of their cutting construction, for example, over the Half of their total cutting edge length with a negative Cutting angles work so that on a substantial part of the cutting line no actual cutting, just a squeezing of the Material takes place, which to said jamming and wedging the cut waste. Depending on These are evident in the application and the type of material processed unpleasant work results differ in their effects, in in any case quite disadvantageous.

Mit der durch das Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 9106 737.5 in Vorschlag gebrachten Lochstanze ist versucht worden, diesen vorstehend genannten Unzulänglichkeiten durch eine verbesserte Ausführung der Werkzeug schneiden zu begegnen. Bei diesem Werkzeug sind die Schneiden derart ausgebildet, daß ausgehend von zwei sich diametral gegenüberliegenden Tiefpunkten zweier bogenförmiger, in beide Umfangsrichtungen bis zu einem Höchstpunkt anwachsenden Flächen an deren Höchstpunkt jeweils zwei quer verlaufende, keilförmige Trennschneiden gebildet sind. Auch dieser teilweise verbesserten und funktionell vorteilhafteren Werkzeug konstruktion haften Mängel an, die den Gebrauch bzw. den Effekt des Werkzeuges beeinträchtigen. So erweist sich auch bei diesem Werkzeug die Schneidengestaltung insbesondere beim Trennen von dickerem Material, ungünstig, weil das Durchtrennen des Werkstoffes im Bereich seiner äußeren Kontur durchweg mit einem stumpfen Schneidkeil erfolgt, was nicht nur einen erhöhten Schnittkraftaufwand erfordert, sondern auch zu den schon genannten unerwünschten Verformungen am Werkstück führt. With the proposed by German Utility Model No. 9106 737.5 brought punch has been tried, the above Shortcomings due to improved tool design to encounter cutting. The cutting edges of this tool are like this trained that starting from two diametrically opposite Low points of two arcuate, in both circumferential directions up to a peak of growing areas at their peak two transverse, wedge-shaped cutting edges are formed. Also this partially improved and functionally more advantageous tool construction are liable for defects that affect the use or effect of the Affect the tool. This is also the case with this tool the cutting design, especially when cutting thicker ones Material, unfavorable because the material is cut in the area its outer contour is done consistently with a blunt cutting wedge, which not only requires increased cutting force, but also to the undesired deformations on the workpiece already mentioned leads.

Zudem ist die Anordnung und die Form der Trennschneide so beschaffen, daß während des Schneidvorganges nach den Umfangsschneiden hin ein relativ tiefes Eintauchen in die Matrize erfolgen muß was die Reibungsverhältnisse an den Kontaktflächen der Werkzeugschneiden stark beeinträchtigt und das Arbeiten mit solchen Werkzeugen erschwert.In addition, the arrangement and shape of the cutting edge is such that that during the cutting process after the circumferential cutting relatively deep immersion in the die must take place what the Frictional conditions on the contact surfaces of the tool cutting edges are strong impaired and difficult to work with such tools.

Zur Verringerung dieser Nachteile wurde durch die Anmelderin in einer vorausgegangenen Patentanmeldung auch bereits eine Schneiden ausführung in Vorschlag gebracht, bei der die kreisförmig ausgeführte Stirnfläche des zylinderförmigen Loch- bzw. Schneidstempels in mehrere Flächenabschnitte gegliedert ist, die jeweils von einer stirnseitig hervorstehenden, ebenflächigen Schneide ausgehend, in schrauben mantelförmiger Windung vom Rücken der Schneide bis zum nächstfolgenden Schneidenfuß verlaufend ausgeführt sind und mit der äußeren Zylindermantelfläche einen Winkel einschließen, der an jeder Stelle der Flächenabschnitte maximal 90° beträgt oder kleiner als 90° ist.In order to reduce these disadvantages, the applicant has published a previous patent application already a cutting design proposed in which the circular design End face of the cylindrical punch or cutting punch in several Surface sections are divided, each by an end face protruding, flat cutting edge, screw in jacket - shaped turn from the back of the cutting edge to the next following cutting foot are running and with the outer cylinder surface enclose an angle at each Place of the surface sections is a maximum of 90 ° or is less than 90 °.

Bei diesem Lochstanzwerkzeug sind die stirnseitigen Schneiden in radialer Ebene liegend ebenflächig ausgeführt und weisen einen linsenförmigen Querschnitt auf, so daß am Außen- und am Innenrand der Stirnfläche jeweils eine spitzauslaufende Schneide gebildet ist. Diese so gestaltete, neuartige Schneidenausführung führt zu einer bislang nicht erreichten Schnittqualität, bei jeder Art der mit solchen Werkzeugen bearbeiteten Werkstoffe.With this punching tool, the front cutting edges are radial Executed flat lying flat and have a lenticular Cross section on, so that on the outer and inner edge of the end face a tapered cutting edge is formed. This designed innovative cutting edge design leads to an unprecedented level Cutting quality, with every type of processed with such tools Materials.

Dennoch ist es so, daß die Bearbeitung verschiedener Werkstück werkstoffe mitunter Wünsche nach weiterer Verbesserung der Schneideigenschaften dieser Lochstanzen offen läßt, vor allem dahingehend, die aufzubringenden Anschnitt- und Trennkräfte um ein weiteres Maß zu reduzieren.Nevertheless, it is the case that the machining of different workpiece materials sometimes requests for further improvement of the The cutting properties of these punchers leave open, above all in that the gating and separating forces to be applied by one reduce further measure.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, die Form der Trennschneiden für ein leichteres Eindringen in den Werkstoff zu verändern und den Umfangsschneiden eine Geometrie zu geben, die über die gesamten Schneidenlängen einen etwa gleichbleibend großen, positiven Schneiden- bzw. Schnittwinkel erreichen läßt. The present invention is based on the task, the form of Cutting blades for easier penetration into the material change and give the circumferential cutting edges a geometry that is about the entire cutting length is approximately the same length, can achieve positive cutting or cutting angle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen charakterisierten technischen Merkmale einer Werkzeugschneide für Lochstanzwerkzeuge gelöst, wonachThis object is achieved by the in the claims characterized technical features of a cutting edge for Hole punching tools solved, after which

- The frontal, circular, on the back of the forehead cut the beginning and the next forehead edge ending rake surfaces from the outer surface of the cylinder through the incorporation and formation of a fillet there form a positive cutting angle with the cylinder surface,
- The tooth-like front edges from the inside out as partial areas of a conical jacket is inclined at an angle forms and are blunt with the outer surface of the cylinder Form angles,
- the forehead cutting inwards, from the area of the cutting tip are back-processed starting,
- The backworking formed by the parts of a conical surface is.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment are explained.

Die zugehörige Zeichnung stellt inThe corresponding drawing shows in

Fig. 1 die Seitenansicht des Werkzeuges mit neuartigen Werkzeug schneiden; Figure 1 cut the side view of the tool with a novel tool.

Fig. 2 die Draufsicht nach Fig. 1 und in Fig. 2 shows the top view of FIG. 1 and in

Fig. 3 die Einzelheit "A" aus der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab der als Hohlkehle ausgeführten Spanfläche mit dem dort ausgebildeten Schnittwinkel dar. Fig. 3 shows the detail "A" from FIG. 1 on an enlarged scale of the rake surface designed as a fillet with the cutting angle formed there.

Der Schneidenstempel 1 besitzt eine in der stirnseitigen Projektion sich als unterbrochene Kreisringfläche darstellende, in der Zeichnung dreigliedrig dargestellte, aus Flächenabschnitten 2.1; 2.2; 2.3 bestehende Stirnfläche 2, die jedoch auch in Abhängigkeit von der Größe des Werkzeuges wahlweise in mehr oder auch weniger Flächenabschnitte gegliedert sein kann.The cutting die 1 has a three-part structure, shown in the front projection as an interrupted circular ring surface, consisting of surface sections 2.1 ; 2.2 ; 2.3 existing end face 2 , which, however, can also be divided into more or fewer surface sections depending on the size of the tool.

Diese stirnseitig ausgebildeten, als Spanflächen wirkenden Flächen abschnitte 2.1; 2.2; 2.3 beginnen jeweils unmittelbar am Rücken der zahnartig wirkenden Stirnschneiden 3, verlaufen jeweils bis hin zum nächstfolgenden Schneidenfuß 4 und sind, wie die Fig. 3 veranschaulicht, in der Art einer Hohlkehle 5, d. h. radial konkav verlaufend, ausgebildet. Dadurch ist mit der benachbart liegenden äußeren Zylindermantelfläche 6 ein Schnittwinkel ϑ gebildet, der spitzwinklig, also positiv, ist und ein leichtes, schälendes Eindringen in den zu trennenden Werkstoff ermöglicht.These end sections, acting as rake faces sections 2.1 ; 2.2 ; 2.3 each begin directly on the back of the tooth-like front cutting edges 3 , each extend up to the next cutting edge 4 and, as illustrated in FIG. 3, are designed in the manner of a fillet 5 , ie, radially concave. As a result, a cutting angle Z is formed with the adjacent outer cylinder jacket surface 6 , which is acute, that is positive, and enables easy, peeling penetration into the material to be separated.

Dieses erleichterte Eindringen in den Werkstoff wird um ein weiteres durch die vorteilhaft gestaltete Geometrie der zahnartigen Stirnschneiden 3 begünstigt, indem dieselben von innen nach außen als Teilflächen eines Kegelmantels unter einem Winkel α geneigt verlaufend ausgebildet sind, so daß sie zwar mit der äußeren Zylindermantelfläche 6 einen stumpfen Winkel bilden, jedoch mit ihrem innenliegenden, axial, d. h. in Schnitt richtung vorstehenden Schneidenspitzenbereich 7 ein erleichterndes, scherenartiges Anschneiden und schälendes Eindringen in den zu trennenden Werkstoff gewährleisten. Diese so erreichte Vorteilswirkung wird zudem noch unterstützt dadurch, daß die Stirnschneiden 3 nach innen hin, vom Bereich der Schneidenspitze 7 ausgehend, hinterarbeitet worden sind und dadurch relativ frei stehen. Die Hinterarbeitung ist durch eine Kegelmantelfläche 8 gebildet, die, wie in Fig. 1 und Fig. 2 angedeutet, in die Stirnseite des Werkzeugkörpers eingearbeitet wurde.This easier penetration into the material is further promoted by the advantageously designed geometry of the tooth-like end cutting edges 3 , in that they are designed inclined from the inside to the outside as partial surfaces of a conical shell at an angle α, so that they do indeed merge with the outer cylindrical surface 6 form an obtuse angle, but with its inner, axially, ie, in the cutting direction, protruding cutting tip area 7 ensure a facilitating, scissor-like cutting and peeling penetration into the material to be separated. This advantage effect thus achieved is also supported by the fact that the end cutting edges 3 towards the inside, starting from the region of the cutting tip 7, are working behind and thereby are relatively freely. The background elaboration is formed by a conical surface 8, which, as indicated in Fig. 1 and Fig. 2, incorporated in the end face of the tool body.

Von vorteilhafter Auswirkung auf das Schneidverhalten und den Schnittkraftbedarf bei diesem Werkzeug ist es schließlich auch noch, daß die Brustseite 9 der zahnartig hervortretenden Stirnschneiden 3 bezogen auf die Mittenachse 10 des Schneidstempels 1 einen Winkel gleich oder kleiner 0° einnimmt, also nach dem Schneiden- bzw. Zahnfuß 4 hin, unterschnitten ausgeführt ist. Ein Austauchen und Quetschen des Werkstoffes ist dadurch weitestgehend vermieden und auch ein sauberer Schnitt erreicht worden.From an advantageous effect on the cutting behavior and the cutting force needed for this tool, it is finally also that the breast side 9 of the tooth-like projecting end cutting edges 3 in relation to the center axis 10 of the punch 1 is at an angle equal to or less than 0 °, so after the cutting edge or Tooth base 4 down, is undercut. An immersion and squeezing of the material is largely avoided and a clean cut has been achieved.

Claims

1. Tool cutting edge for punching tools, which consist essentially of a hollow cylindrical socket as a tool die and an insertable against the ring surface forming the cutting edge, immersed in the die, with the cutting edge bearing punch or cutting punch, characterized in that tooth-like end cutting edges ( 3 ) from the inside to the outside as partial surfaces of a conical jacket are designed inclined at an angle (α) and form an obtuse angle with the outer cylindrical surface ( 6 ), and the roughly circular ones lying between the front cutting edges and at the back of the front cutting edges ( 3) beginning and ending at the next following cutting foot (4), acting as clamping surfaces face portions (2.1; 2.2; 2.3) of the outer cylinder surface (6) fro by an in these surface sections (2. 1; 2.2; incorporated 2.3) groove (5) with the cylindrical surface ( 6 ) egg form an acute positive cutting angle (ϑ).

2. Cutting tool for punching tools according to claim 1, characterized in that the end cutting edges (3) towards the inside, starting from the region of the cutting tip (7), behind working.

3. Tool cutting edge for punching tools according to claim 1 and 2, characterized in that the backworking is carried out by incorporating a conical surface ( 8 ).