DE19627368A1

DE19627368A1 - Blade for hole punching tools for metals

Info

Publication number: DE19627368A1
Application number: DE1996127368
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Dittmar
Original assignee: GFE GES fur FERTIGUNGSTECHNIK
Current assignee: GFE GES fur FERTIGUNGSTECHNIK
Priority date: 1996-07-06
Filing date: 1996-07-06
Publication date: 1998-01-08

Abstract

The tool has a hollow-cylindrical die with a ring face forming the blade, and a punching/cutting stamp. The chamfers formed in the cutting faces are positioned along the outer blade edge, and amount to approximately a third of the cutting face width. The chamfers have steeper pitch in the area of the radial tooth backs, so that the radial blades (3) have a blade section (11) in the area of the chamfers, which has an angle of 90 deg relative to the central axis (10) of the tool.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidenausführung für Lochstanzwerkzeuge jener Art, wie sie für das Ausschneiden von runden Löchern oder Formum rissen in Metallbleche, in plastartigen Kunststoffen und Schichtverbund materialien Anwendung finden. Diese 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 design for punching tools of the kind used for cutting round holes or form cracked in metal sheets, in plastic-like plastics and laminated find materials application. These punching tools consist of a hollow cylindrical socket as a die and one against whose ring 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, by 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 Metall blechen, aber auch für die Bearbeitung von Kunststoffen und Schichtver bundplatten oder Metallfolien Anwendung.Punching tools of the type characterized above are in principle known and mainly found in metal construction, for punching metal sheet metal, but also for processing plastics and layering coil plates 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 so that the stamp when turning the mother is pulled into the die around a metal disc cut out, the diameter of which is equal to the inside diameter of one Deepening 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, each of which emanates an inclined surface up to the exposed face of the next cutting edge reaches. These inclined surfaces are intended to ensure that punched hole opening when the stamp penetrates into the associated die results in a continuous cutting process until the entire circumference of the hole opening is cut or separated while at the same time cut the web-like cutting edges into the material and cut it into two or more pieces, which then can be removed.

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 Matrizen bohrung regelrecht verkeilt.This removal of the cut sections is sometimes very difficult difficult because they can easily get stuck in the matrix. This is then the case when the Parts a relatively large burr arises and this the parts in the dies bore literally wedged.

Die Ursachen dafür liegen vornehmlich darin begründet, daß die Stempel dieser vorstehend erwähnten Lochstanzwerkzeug, infolge ihrer Schneiden konstruktion 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 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 Arbeitsergebnisse in ihren Auswirkungen unterschiedlich, in jedem Falle aber sehr nachteilig.The main reasons for this are that the stamp this punching tool mentioned above, due to their cutting construction about half of their entire cutting edge length work a negative cutting angle so that on a substantial part the cutting line is not actually cutting, just squeezing the Material is made which to said jamming and wedging the cut waste. Depending on These are evident in the application and the type of material processed Work results differ in their effects, in any case but very disadvantageous.

Mit der durch das Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 9106 737.5 in Vorschlag gebrachten Lochstanze ist versucht worden, diese 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 wird. Auch diese teilweise verbesserten und funktionell vorteilhafteren Werkzeugkonstruktion 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 one Peak growing areas at their peak two each transverse, wedge-shaped cutting edges is formed. This too partly improved and functionally more advantageous tool construction are liable for defects that affect the use or effect of the tool affect. This is also the case with this tool Cutting edge design, especially when cutting thicker material, inconvenient because cutting the material in its area outer contour consistently with a blunt cutting wedge which is not only requires an increased cutting force, but also to the leads to undesired deformations of the workpiece already mentioned.

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 Reibungsver hältnisse an den Kontaktflächen der Werkzeugschneiden stark beein trächtigt 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, which is the Reibverver conditions on the contact surfaces of the cutting edges pregnant and working with such tools difficult.

Zur Verringerung dieser Nachteile wurden durch die Anmelderin in voraus gegangenen Patentanmeldungen auch bereits Schneidenausführungen in Vorschlag gebracht, bei denen die kreisförmig ausgeführte Stirnflächen des zylinderförmigen Loch- bzw. Schneidstempels in mehrere Flächenab schnitte gegliedert ist, die jeweils von einer stirnseitig hervorstehenden, ebenflächigen Schneide ausgehend, in schraubenmantelförmiger Windung vom Rücken der Schneide bis zum nächstfolgenden Schneidenfluß verlaufend ausgeführt sind und mit der äußeren Zylindermantelfläche einen Winkel einschließlich der an jeden Stelle der Flächenabschnitte maximal 90° beträgt oder kleiner als 90° ist.To reduce these drawbacks, the applicant did in advance already filed cutting edge designs in Proposed, in which the circular end faces of the cylindrical punch or cutting punch in several areas is divided into sections, each of which protrudes from the front, flat cutting edge, starting in a helical turn from the back of the cutting edge to the next cutting edge flow are running and with the outer surface of the cylinder Angle including the maximum of 90 ° at each point of the surface sections is or is less than 90 °.

Bei diesen Lochstanzwerkzeugen 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 gestalteten neuartigen Schneidenausführungen führten zu einer bislang nicht erreichten Schnittqualität.With these punching tools, the front cutting edges are more radial Executed flat lying flat and have a lenticular Cross section on, so that on the outer and inner edge of the end face each a pointed cutting edge is formed. These new types Cutting edge designs led to an unprecedented level Cut quality.

Dennoch ist es so, daß die Bearbeitung verschiedener Werkstückwerkstoffe mitunter Wünsche nach weiterer Verbesserung der Schneideigenschaften dieser Lochstanzen offen läßt, vor allem dahingehend, die aufzubringende Anschnitt- und Trennkräfte um ein weiteres Maß zu reduzieren.Nevertheless, it is the case that the machining of different workpiece materials sometimes wishes for further improvement of the cutting properties this punching leaves open, especially in this regard, the one to be applied Gating and separating forces to reduce another dimension.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, die Form der Schneiden 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 and changing for easier penetration into the material to give the circumferential cutting edges a geometry that extends over the entire Cutting lengths of approximately the same large, positive cutting edge or can achieve cutting angle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch charakterisierten technischen Merkmale einer Werkzeugschneide für Loch stanzwerkzeuge gelöst, wonach die in die Spanflächen eingearbeiteten Hohlkehlen am äußeren Schneidenrand angeordnet etwa 1/3 der Span flächenbreite betragen, und im Bereich der Stirnzahnrücken mit größerer Steigung versehen sind, so daß die Stirnschneiden im Bereich der Hohl kehlen einen Schneidenabschnitt haben, der zur Mittenachse des Werk zeuges einen Winkel von ca. 90° aufweist.This object is achieved by the claim characterized technical features of a tool cutting edge for hole punching tools released, after which the machined into the chip faces Fillets on the outer edge of the cutting edge arranged about 1/3 of the chip face width, and in the area of the front tooth back with larger Incline are provided so that the front cutting in the hollow area fillets have a cutting section that is to the center axis of the work has an angle of approximately 90 °.

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, Fig. 1 is a side view of the cutting tool with 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 vergrößerten 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, the rake surface designed as a fillet with the cutting angle formed there
represents.

Der Schneidenstempel 1 besitzt eine in der stirnseitigen Projektion sich als unterbrochene Kreisringfläche darstellende, in der Zeichnung dreigliedrig zu sehende, aus den 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 surface projection, which is shown as an interrupted circular ring surface in the front projection and can be seen in three sections in the drawing, from the 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.

Die Stirnfläche 2 ist mit stetiger Steigung ausgeführt, besitzt jedoch am Rücken der Stirnschneiden 3 einen Abschnitt mit relativ großer Steigung, eine sog. Steilstufe 12, wie das in Fig. 1 zu sehen ist. Dadurch ist im Bereich der spitzer zulaufenden Stirnschneiden 3 ein noch leichteres Eindringen in den Werkstoff möglich geworden, als es ohnehin bereits die neuartige Schneidengeometrie dieser von der Anmelderin bereits früher in Vorschlag gebrachten Werkzeugschneide für Lochstanzwerkzeuge gestattet. Die stirnseitig ausgebildeten, als Spanflächen wirkenden Flächenabschnitte 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 mit einer Hohlkehle 5 versehen, die in radialer Richtung konkav verlaufend, vom äußeren Schneidenrand ausgehend etwa 1/3 der Spanflächenbreite beträgt. 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.The end face 2 is designed with a constant incline, but has a section on the back of the end cutting edges 3 with a relatively large incline, a so-called steep step 12 , as can be seen in FIG. 1. As a result, an even easier penetration into the material has become possible in the area of the tapering end cutting edges 3 than the new cutting edge geometry of this cutting edge for punching tools already proposed by the applicant already allows. The face 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 base 4 and, as shown in FIG. 3, are provided with a fillet 5 which is concave in the radial direction and starts from the outer cutting edge about 1/3 the rake face width. 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 be günstigt, indem dieselben von innen nach außen als Teilfläche eines Kegel mantels 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 Schnittrichtung vorstehenden Schneidenspitzenbereich 7 ein erleichterndes, scherenartiges Anschneiden und schälendes Eindringen in den zu trennenden Werkstoff gewährleisten. Dieses verbesserte Schneidverhalten wird zudem begünstigt dadurch, daß im äußeren Bereich der Stirnschneiden 3 durch die Hohlkehle 5 ein Schneidenabschnitt 11 gebildet worden ist, der zur Mittenachse 10 des Werkzeuges einen Winkel von ca. 90° aufweist, wodurch in diesem Schneidbereich ein etwaiges Anstauchen gänzlich unterbunden worden ist. Diese so erreichten Vorteilswirkungen werden 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 facilitated penetration into the material is further favored by the advantageously designed geometry of the tooth-like end cutting edges 3 , in that they are formed inclined from the inside outwards as a partial surface of a cone shell at an angle α, so that they do indeed with the outer cylinder surface 6 form an obtuse angle, but ensure with their inner, axially ie in the cutting direction protruding cutting tip region 7 a facilitating, scissor-like cutting and peeling penetration into the material to be separated. This improved cutting behavior is also favored by the fact that in the outer region of the end cutting edges 3, a cutting section 11 has been formed by the fillet 5 , which has an angle of approximately 90 ° to the central axis 10 of the tool, thereby completely preventing any upsetting in this cutting area has been. This advantage thus achieved effects are 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 weiterer vorteilhafter Auswirkung auf das Schneidverhalten und den Schnittkraftbedarf bei diesem Werkzeug ist es schließlich auch noch, daß die Brustseite 9 der zahnartig hervorgetretenen 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 Anstauchen und Quetschen des Werkstoffes ist dadurch weitestgehend vermieden und auch ein sauberer Schnitt erreicht worden.Finally, it is also of further advantageous effect on the cutting behavior and the cutting force requirement with this tool that the breast side 9 of the tooth-like front cutting edges 3 assumes an angle equal to or less than 0 ° with respect to the central axis 10 of the cutting punch 1 , that is to say after the cutting or tooth base 4 down, is undercut. An upsetting and crushing of the material has been largely avoided and a clean cut has been achieved.

Claims

Tool cutting edge for punching tools, which consist essentially of a hollow cylindrical bush as a tool die and a ring against which the cutting surface forming the cutting edge can be inserted, which plunges into the die, with punching or cutting punches carrying the cutting edges on its end face, characterized in that the die Rake faces ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ) incorporated fillets ( 5 ) arranged on the outer cutting edge amount to about 1/3 of the face width, and are provided with a larger slope in the area of the front tooth back, so that the face cutting edges ( 3 ) in the area of the fillets ( 5 ) have a cutting section ( 11 ) which has an angle of approximately 90 ° to the center axis ( 10 ) of the tool.