DE2056828A1

DE2056828A1 - Prazisions Stanzverfahren

Info

Publication number: DE2056828A1
Application number: DE19702056828
Authority: DE
Inventors: der Anmelder P ist
Original assignee: Kondo, Kazuyoshi, Hamamatsu (Japan)
Priority date: 1969-11-15
Filing date: 1970-11-16
Publication date: 1971-06-03
Also published as: GB1331645A; JPS4844548B1; DE2056828C3; FR2113796A1; SE385792B; CH538916A; NL150699B; BE758810A; US3724305A; DE2056828B2; FR2113796B1; NL7016784A

Description

KAZUYOSHI EOHDO₁ Hamamatsu Oity - Japan Präzisions-Stanzverfahren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Eräzisionsstanzverfahren, bei dem ein Stanzstempel oder Stanzsohnitt verbesserter Bauart verwendet wird.

Das übliche weitverbreitete Präzisionsstanzverfahren ist als Peinprägen oder Peinstanzen bekannt. Es basiert auf einem Arbeitsprinzip, bei dem ein Brechspalten von Metall dadurch gesteuert wird, daß ein hoher hydraulischer Druck an das Werkstück neben der Werkzeugkante angelegt wird. Pur diesen Zweck verlangt das Verfahren die Verwendung der Druckplatte, wobei die Messerkante am Werkstück liegt und ein kritischer Abstand im Bereich von ca. o,o1 bis o,o2 mm zwischen Stempel und Schnittform gehalten wird. Dieser notwendige Abstand hat die Herstellung und die Mittenausrichtung der Werkzeuge sehr erschwert und die Lebensdauer der Werkzeuge stark verkürzt. Ein weiterer Nachteil, der bei der Peinstanztechnik bekannt ist, 1st die Schwierigkeit, sie beim Peinetanasen von Materialien geringer Dehnbarkeit einzuführen, die scharfkantige konvexe Konturen und dicke Platten aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Eräzisionsstanzverfahren anzugeben, bei dem die beschriebenen Probleme, die beim ?eimtanzen auftreten, gelöst werden können.

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Die Erfindung besteht in einem Stanzverfahren, das ein Werkzeug mit abgestuftem Profil verwendet, bei dem sowohl ein positiver Abstand als auch ein Null- oder negativer Abstand in Kombination mit einem gewöhnlichen Formglied vorgesehen ist, bei dem eine gewöhnliche Stanzform die Geometrie des zu bildenden Gegenstandes aufweist und das zum Stanzen von Materialien mit geringer Dehnbarkeit scharfkantige, konvexe Konturen erzeugt und bei dem dicke Platten angelegt werden können.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mithilf e der Zeichnungen beschrieben· In diesen zeigen:

die Figuren 1) a) bis 1) c) Ansichten zum Erläutern des Grundes, aus dem der Werkzeugabstand beim Feinstanzen so klein wie möglich gehalten werden muß, und auch zum Erläutern des Grundgedankens der Erfindung ,

Figur 2 eine erläuternde Darstellung des Feinstanzverfahrens mit einem Stanzstempel, der gemäß der Erfindung verbessert worden ist,

Figur 3 eine ähnliche Darstellung zum Erläutern des Feinstanzverfahrens mit einem Stanzstempel einer abgeänderten Bauart,

Figur 4 eine Darstellung eines Stanzstempels einer weiteren abgeänderten Bauart,

Figur 5 eine erläuternde Darstellung des Stanzverfahrens gemäß der Erfindung und

Figur 6 eine Draufsicht eines Werkzeugs, das ein abgestuftes Profil nur an dem (scharfkantigen konvexen) Teil aufweist, der sonst leicht ein Brechspalten des Werkstücks auslösen könnte.

Bei dem beschriebenen Feinstanzverfahren wird die Bewegung des Werkstücks entlang den Flächen des oberen und des

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unteren ßclineidwerkzeugs durch eine Schneidkante der Druckplatte stark beansprucht, wenn die Werkzeuge in das Werkstück eindringens Wenn deshalb ein positiver Abstand zwischen dem Stanzstempel P und dem Schnitt Q vorgesehen ist,' wie Figur 1(a) zeigt, führt der Portgang des Stanzverfahrens zu einem starken Ansteigen der Plattendicke des Werkstücks R im Spalt und somit zu einem Fehlen an Material infolge der Bemessung, die durch die Punkte C, G¹, D und D¹ in dieser Figur gegeben ist. Dieses Fehlen steigt proportional zum Spalt beim Werkzeug und mit dem Fortgang des Arbeitsablaufs und auch mit der Plattendicke des Werkstücks an. Wenn ein solches Fehlen an Material eintritt, wird das Feld hohen hydraulischen Druckes, das zwischen den beiden Kanten infolge der ringförmigen Schneide der Druckplatte erzeugt wird, die in das Werkstück einschneidet, aussetzen, bis eine spannbare Möglichkeit erzeugt wird und sich ein Bruch ergibt. In der Praxis wird in ähnlicher Weise festgestellt, daß durch Abrunden der Werkstückkanten bei A und C in der Figur 1 dieses Fehlen nachgeholt wird, aber, wenn dies nicht ausreicht, um diese Lücke auszufüllen, tritt es danach auf.

Figur 1(b) zeigt eine Anordnung, bei der der Werkzeugabstand Null isto In diesem Fall wird im Volumen des Werkstücks kein Materialverlust beobachtet. In Figur 1(c) ist der Abstand negativ und in diesem Fall wird das Werkstück, das durch die Punkte C, C, D und D¹ bestimmt ist, beim Fortgang des Verfahrens übermäßig groß. Um den Arbeit sablauf durchzuführen, muß das überschüssige Material auf einer Vorratsseite herausgedrückt werden. Dies ergibt kein Nachlassen des Druckfeldes im Scherbereich, sondern läßt den Vorratsteil an der Außenseite den Materialfluß anhalten, der herausgedrückt wird, und somit den hydrostatischen Druck im Scherbereich stark ansteigen,,

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Gemäß der Erfindung wird der Stanzstempel in einer bestimmten Höhe von der Stempelflache abgestuft, um einen stufenförmigen Teil reduzierten Durchmessers und dadurch einen positiven Abstand zwischen der Schnittform und dem stufenförmigen Teil und auch einen Null- oder negativen Abstand zwischen dem gewöhnlichen Stanzstempelteil größeren Durchmessers zu erhalten, wobei die Höhe der Stufe aus einem bestimmten Bereich so gewählt wird, daß der Verlust des Materialvolumens, das durch C, C, D, D¹ in Figur 1(a) angegeben ist, so klein wie möglich gemacht und ein Bruch verhindert wird.

Figur 2 ^eigt einen gemäß der Erfindung verbesserten Stanzstempel, beispielsweise zum Feinausstanzen von Scheiben aus einer Platte. Der Stanzstempel 1 befindet sich in der Mitte des Stanzweges. Mit 2 ist eine flache Schnittform bezeichnet, mit 3 eine Druckplatte, mit kleine Druckgegenplatte und mit 5 das Werkstücke

Wie Figur 2 zeigt, besitzt der Stanzstempel 1 nach der Erfindung einen größeren Abstand Δ als der gewöhnliche Stempel zum Feinstanzen und auch in einer Höhe H über der Stempelfläche eine Stufe 6. Für die Stufe 6 ist es nicht wesentlich, daß sie in rechten Winkeln in Stanzrichtung verläuft, vielmehr kann die Stufe inbezug auf die Arbeitsrichtung etwas geneigt verlaufen. Der Stempelteil über der Stufe 6 besitzt einen sogenannten negativen Abstand Δ '. vVenn die Höhe H kleiner als die Plattendicke des Werkstücks ist, gibt es dort keinen Volumenverlust beim Fortgang des Verfahrens nach dem Eindringen des abgestuften Profilteils in das Werkstück» Demnach wird ein Brechsjjalten infolge Volumenverlust vermieden. In der Praxis dieses Verfahrens ist es notwendig, den Arbeitsablauf durchzuführen, ohne daß der rjtiiiijppl wieder,in den Schnitt auf eine Höhe eintritt, die iib(U' der abgestuften Höhe h liegt.

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Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung erzeugt ein Abstand im Zwischenraum einen Grat. Dies ist ungünstig, weil der Abstand gleichzeitig die Vorteile der leichten Mittenausrichtung des Werkzeugs, der vereinfachten Herstellung des Werkzeugs und einer längeren Lebensdauer gewährt.

Um bei der Durchführung der Erfindung einen Stanzstempel zu verwenden, ist es wichtig, richtige Werte für die Dimensionen Δ, Δ¹ und h in Figur 2 zu wählen» Zunächst muß die Höhe h so gewählt werden, daß der abgestufte Werkzeugteil in das Werkstück eindringen kann, bevor gewöhnlich die Schneidkante beim Feinstanzen mit einem Stempel ein Brechspalten des ausgeschwungenen Werkstücks auslöst. Bei einer ungenügenden Höhe h könnte Stanzteil und Vorrat am Abstand nicht voneinander getrennt werden. Es muß daher ein ausreichender Wert für die Höhe h gewählt werden, damit das Ausschwingen in diesem {Teil unterbunden werden kann. Der Abstand kann etwas größer als der Bereich von o,o1 bis o,o2 mm sein, der beim Feinstanzen notwendig ist, wo sich ein entsprechendes starkes Schwingen ergibt. Wird dies in Rechnung gestellt, so soll ein geeigneter Wert hinsichtlich eines leichten Verhinderns des Schwingens und der Vorteile inbezug auf das Herstellen und Ausrichten der Werkzeuge und der Lebensdauer gewählt werden. Von einem negativen Abstand kann hinsichtlich des in Verbindung mit Figur 1 erläuterten Prinzips abgesehen werden. Figur 3 zeigt einen Stanzstempel für einen negativen Abstand«, Zum Feinstanzen ergibt ein negativer Abstand ZN¹, wie Figur 2 zeigt, ein besseres Ergebnis, obwohl ein stark negativer Abstand Δ¹ den Vorratswert vergrößern würde, der durch den abgestuften Teil beseitigt werden soll, was somit eine besondere Belastung des Stempels erfordert.

Bei Versuchen auf der Grundlage dieses Prinzips wurden Scheiben von 3 mm Dicke und 18 mm Durchmesser ausgestanzt.

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Bei einer weichen Aluminiumplatte mit o,o? mm (Plattendickenverhältnis 2,3 %) erfolgt das Stanzen aufeinanderfolgend mit h im Bereich von o,5 "bis 1 mm und von ß> ' von o,o5 bis 0,24- mm. Bei einer Hartaluminiumplatte mit denselben Abmessungen erfolgt ein aufeinanderfolgendes Stanzen mit einem h von o,5 mm und /\' von o,o5 bis 0,24. Experimentiert wurde auch an einer 6 mm dicken (SPHC) heiß gerollten Stahlplatte zum Ausstanzen von Scheiben von Jo mm Durchmesser. Bei einem konstanten h-Wert von ο,6 mm werden drei verschiedene Werte von o,75 mm, o,5 mm und o,3 mm mit drei verschiedenen Werten von "i von o,25 mm, o,12 mm und o,o7 mm kombiniert. Bei diesen Versuchen mußten die Druckplatte ohne ringförmige Schneide und die Druckplatte und die Gegendruckplatte nur eine Kraft ausüben, die zum Vermeiden von Stanzfehlern ausreicht. Somit ist dieses Verfahren gegenüber dem bekannten Feinstanzen vorteilhaftere

Die abgestuften Profilteile der bei den beschriebenen Versuchen verwendeten Werkzeuge waren genau rechtwinkelig zur Stanzrichtung, wie bei 6 in Figur 2 gezeigt wird. Ähnliche Stanzversuche wurden an derselben heiß gewalzten Stahlplatte durchgeführt, wobei ein Stempel 1 mit einer Neigung von 45° an der Unterseite der Stufe nach Figur 4· anstelle der beim vorigen Versuch verwendeten Werkzeuge verwendet worden ist. Die Ergebnisse zeigen eindeutig, daß nur bei einer etwas größeren Breite des Werkstücks (oder der Breite des Abfallbandes, das sich links hinter der Stanze befindet), als wenn bei Verwendung von Werkzeugen mit rechtwinkeligen Stufen darauf folgend ohne Ändern der anderen Zustände ein Feinstanzen durchgeführt wird. Dies bedeutet die relative Freiheit in der Wahl der Gegen- und Unterseite der Stufe 6 und läßt die abgestuften Profilwerkzeuge leichter herstellen und instandhalten₀

Da das Prinzip der Arbeitsweise des Stanzverfahrens nach der Erfindung darin beruht, daß eine glatte gestanzte

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Fläche vorgesehen wird, wobei der beschriebene Volumenverlust verhindert wird, wird es theoretisch als möglich erachtet, dieses Verfahren ohne Schwierigkeit bei dickeren Platten anzuwenden. Bei Einführung dieses Verfahrens in die Praxis für größere Werte kann ein widerspenstiges Schwingen entstehen und es schwierig machen, Stanzteil und Rest vollständig voneinander zu trennen. In diesem Fall kann ein vollständiges Trennen einfach unter "Verwendung anderer fortschreitend angeordneter Einrichtungen erreicht werden. Eine solche Anordnung kann vorteilhaft als Einrichtung zum Herausnehmen des bearbeiteten Gegenstandes verwendet werden.

Obwohl das Verfahren nach der Erfindung in Verbindung mit Feinstanzen beschrieben worden ist, kann sie auch zum Stanzen mit einer abgestuften Form 2 wie bei 6 in Figur angewendet werden. Dort stellt h die Höhe der Stufe 6, Δ einen positiven Abstand und A¹ einen negativen Abstand dar. Die anderen Bezugszeichen sind dieselben wie in Figur 2.

Diese Anordnung kann auch mit einer Druckplatte mit Schneidkante und/oder runder Werkzeugkante entsprechend kombiniert werden, die beim Feinstanzen dort verwendet werden, wo solche Kombinationen bessere Ergebnisse erzielen» Ferner muß die Stufe 6 am Werkzeug nicht an der ganzen Kontur des zu betrachtenden Gegenstandes vorgesehen sein, sondern kann sich an den scharfkantigen konvexen Teilen befinden, wo leicht ein Brechspalten entstehen kanne Figur 6 zeigt sLex die Draufsicht eines Stempels zum Stanzen von Kettenrädern. Die gestrichelten Linien stellen die Kontur der Form dar (das ist die Kontur des zu erhaltenden Gegenstandes). Ee ist zu erkennen, daß die Stufe 6 nur an den scharfkantigen konvexen Teilen gebildet wini, die für daß Brechspalten am meisten verantwortlich iiind.

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Claims

Patentanwälte _ 8 _ rt 6 NOV 197Ö Dlpl.-lnp, W. Meissner >■ · Dipl,l.-, - Ti = eher Berlin Ϊ3 iGrur.ewaW) Herbertstr.22,Tel.8877237. H 45-1Ο68 KAZUYOSHI KONDO, Hamamatsu Gity - Japan Patentansprüche

1. Präzisionsstanzverfahren, bei dem zwei Stanzschnittwerkzeuge mit den des zu erhaltenen Gegenstandes entsprechenden Konturen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eineö dieser Werkzeuge (4) in üblicher Ausführung und das andere (1) abgestuft ist, um Abstände ( Δ, Δ') zu ergeben, die inbezug auf das erste Werkzeug positiv und negativ sind, und dieses Werkzeug gegen das Werkstück (5) gedrückt wird, so daß zunächst der positive Abstand ( Δ) und dann der negative Abstand ( A') am Material des Werkstücks wirksam wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände an den Stufen des zweiten Werkzeugs (1) inbezug au*f das erste Werkzeug (4) positiv und Null sind, dieses Werkzeug gegen das Werkstück (5) gedrückt wird und dadurch zunächst der positive Abstand und dann der Null-Abstand am Material des Werkstücks wirksam wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stanzstempel (1) im Profil so abgestuft ist, daß eine bestimmte Höhe (h) von der Stanzfläche abgestuft ist und einen positiven Abstand (Δ ) zwischen der Schnittform (4) und dem unteren Stempelten, unter dieser Stufe (6) und einen negativen Abstand zwischen der Schnittform (4) und dem oberen Stempelteil über dieser Stufe (6) bildet, wobei die Stufenhöhe (h) aus einem bestimmten Bereich ausgewählt wird, daß der Stempel gegen das Werkstück gedrückt wird, wodurch zunächst der untere Stempelteil und dann der obere Stempelteil am Material des Werkstücks wirksam werden.

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4, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich kein Abstand zwischen der Schnittform (4) und dem oberen Stempelteil (1) über der Stufe (6) befindet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenhöhe aus einem Bereich mit einer oberen Kante gewählt wird, an der das obere Stempelteil einzudringen beginnt, bevor der untere Stempelteil eindringt und ein Brechspalten des Werkstücks aus dem mit der Formkante in Kontakt befindlichen Teil entsteht, und auch e besteht, an der der Abstand die Schw führen kann.

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