DE2259719A1

DE2259719A1 - Verfahren zum herstellen eines werkzeugsatzes fuer die blechverformung

Info

Publication number: DE2259719A1
Application number: DE2259719A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Haas
Original assignee: August Laepple & Co Werkz GmbH
Current assignee: August Laepple & Co Werkz GmbH
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1972-12-06
Publication date: 1974-06-12
Also published as: SE399198B; JPS505984A; FR2327028A1; IT1019031B; GB1453062A; US3956085A

Description

4.Dezember 1S72 D 4476 - rebit

August Läpple G-mbll. ob Go., Her.lbronn

Verfahren zum Herstellen eines V/er\zeugsatzes für die

Blechvorf ormun.~

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines "Werkzeugs at ζ es für die Blecliverformung, der aus einer Patrize und aus einer dieser hinsichtlich der Fora genau entsprechenden Matrize besteht, wobei man zunächst dem einen Te;l, z.B. der Patrize die endgültige ]?orm erteilt, woraufhin man den anderen 2e~l, z..L. die Iiatrize durch Erosion nit Hilfe einer JToriEelektrode herstellt.

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Die Erfindung betrefft in besonderen hierbei ein Verfahren zur Herstellung eines aus Matrize und Patrize bestehenden Y/er\zeugsat7es für die Blechverformunf, boi dec die latrize als erste in ihrer endclilti^er. Formgeben,,; hergestellt ^!rd. Sin Y/erkzeugsatz für dip Blec^-verfornr.ir.^ ijnd -urnformun:: "besteht mindesten? aus zwei Teilen aus ötai.l, ~ ta 1.I₀-U .^ od.dgl. Diese beiden Teile, Matrize und Patrize, besitze.! die ?orra des bei der Bl echv er formung herzustellenden "Jerks tiiches einmal in positiver ¹Jnd einnal in negativer .Ve^1-Pe. IKe Form stimmt nicht ganz genau überein, insofern, als die Teile nämlich aucn noch durch einen 3^a It voneinander getrennt sind, der etwa der Dicke des zu verarbeitenden Bleches entspricht. Es versteht sich aber, daß Matrize ur.<\. Patrize formmäßig genau aufeinander abgestimmt sein müsse:..

Es sind verschiedene Verfahren zur Herste"¹.lürvj eines aus Matrize und Patrize bestehenden V/erkzeugsatzes fMr die Blechverformung bekannt. Insbesondere ist es ineslich, sowohl die Matrize als auch die Patrize im ürosionsverfahren herzustellen, wobei eine auf galvanischem Wege erzeugte Formel elrtr ode für die Matrize unc e.'ne weitere Pormelektrode TVr die Patrize zum Sincatz gelancen. En ist ferner auch schon versucht v/orden, mit aus Ctahl bestehenden Elektroden vorgeforata, z.B. vorkopierte Stahlmatrizen zu erodieren. Hierbei tritt eia relat'v großer Abbrand an der Stailelektrode auf. Die Stahlcjatrize

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läßt sich auf diese Veise nicht mit der erforderlichen Genauigkeit herstellen. Diese Versuche scheiterten letztlich hinsichtlich der erforderlichen Genauigkeit.

Es ist die Aufgabe der -vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu -vermeiden und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, mit dem ein sich aus Matrize und Patrize bestehenden Verkzeugsatz für die Blechverformung vorteilhafter als bisher herstellen läßt. Das Verfahren soll in einfacher "vi_eise der jeweils zu verarbeitenden Blechdieke Rechnung tragen, d.h. es muß möglich sein, ohne besonderen Aufwand und ohne grundsätzlichen Unterschied das Verfahren sowohl . für die Umformung eines relativ dünnen Bleches wie auch eines relativ dicken Bleches bei gleicher !Formgebung der herzustellender Werkstücke durchzuführen.

Gemäß der Erfindung ist bei dem rieuen Verfahren vorgesehen, daß man den zweitgenannten Teil, z.B. die Matrize z.B. durch ein Bearbeitungsverfahren herkömmlicher Art, wie Kopierfräsen, Kopierdrehen usw. vorformt und daß man dann durch Erosion die endgültige Perm herstellt, indem man als Formelelrtrode den erstgenannten Teil, z.B. die Patrize, verwendet und dieses hierbei vorher mit einer Schicht an der dem zweitgenannten Teil zugewandten Seite versieht, die als Eleictrodenschicht dient und dem Verschleiß unterworfen ist. Die Anordnung lcann z.B. so getroffen sein, daß 409824/0514

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die fertige Patrize verkupfert v/ird und die vorlcopierte Matrize durch Erodieren mit der verkupferten Patrize in ihre endgültige Form gebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren geht davon aus, da.G zuerst die Patrize des Werkzeugcatzes in ihre endgültige Form gebracht v/ird. Es kennzeichnet sich dadurch, daß die Matrize insbesondere durch Kopierfrösen, Kopierdrehen od.dgl. vorgeformt wird, daß die fertige Patrize verkupfert wird und die vorkopierte Matrize durch Erodieren mit der verkupferten Patrize in ihre endgültige Formgebung gebracht wird. Dieses Verfahren erweist eich in mehrererlei Hinsicht als vorteilhaft. Es kann die Patrize in ihrer endgültigen Form als Formwerkzeug, nämlich als Formelektrode für die Herstellung der Matrize eingesetzt werden, so daß sich die gesonderte Herstellung einer galvanischen Formelektrode für die Matrize erübrigt. Das Verfahren arbeitet mit einer 3ehr hohen Maßgenauigkeit. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Patrize ihre ursprüngliche Maß-

diese Maßgenauigkeit genauigkeit beibehält und durch das neue Verfahren/aucl· bei der Herstellung der Matrize erzielt wird. Weitere Vorteile aind darin zu sehen, daß der Abbrand an der aufgebrauchten Kupferschicht äußerst gering iet und daß die Wärmeabfuhr von der Kupferschicht über den Stahlstempel wesentlich besser ist alü bisher. Es kenn sein, daß herstellungsbedingte Ungenauigkeίten an der Patrize durch den Erodiervorgang ebenfalls Ungenauigkeiten an der Matrize erzeugen, die jedoch 30 gerichtet sind, daß

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sich ihre Virlrungen aufheben und/ somit diese Ungenauiglceiten durch das Herstellverfahren automatisch beseitigt werden.

Besonders gute Ergebnisse werden dann erreicht, wenn die Verkupferung der Patrize auf galvanischem ¥ege durchgeführt wird. Bei diesem Verfahren lassen sich die Kupferschichten in besonders guter Gleichmäßigkeit aufbringen, d.h. die Schwankuhgen der Dicke der aufgetragenen Kupferschicht sind äusserst gering.

Bs ist wesentlich, daß die Patrize in einer Schichtstärke verkupfert wird, die der Differenz aus der mit dem './erkzeugsatz zu verarbeitenden Blechdicke und der Breite des Punkenspaltes beim Erodieren entspricht. Auf diese Weise läßt sich die aufzubringende Schichtstärke des Zupfers auf die Patrize leicht bestimmen. Es kann jede gewünschte Blechdicke berücksichtigt v/erden. Das Verfahren ist in weiten Grenzen der Variation der Blechdicke anwendbar. In allen Fällen ist auf diese V/eise ohne die Verwendung besonderer Formelektröden eine genaue und fertige Herstellung der Matrize möglich.

Je nach der Blechdicke, für die der Wer^r:zeugsatz bestimmt ist, wird die Patrize nach der Matrizenherstellung wieder

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entkupfert. Dies ist jedoch nicht in allen Fallen erforderlich.

Die "vorliegende Erfindung lii-^t sich auch durch die Verwendung einer fertig hergestellten und verkupferten Patrice für die erosive Fertigbearbeitung der Matrize eines Werkzeugsatzes für die Blechverformung kennzeichnen. Wesentlich iot immer, daß eines der beiden Formwerkzeuge als Formelektrode für die Herstellung des anderen Werkzeugteilee benutzt wird, wobei ee durch eine Verlcupferung vor einem allzu großen Abbrand der erosiven Bearbeitung geschützt wird.

Das Verfahren wird anband der beiliegenden Zeichnung beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 zwei Beispiele für die Ausübung des

erfindungsgeoäBen Verfahrens jeweils in einer Seitenansicht Id Schnitt und in schematieeher Darstellung_t

Pig. 3 eine Einzelheit zu dem Verfahren nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine Einzelheit einer weiteren Variante

des erfindunesgemäßen Verfahrene wiederum in einer Seitenansicht im Schnitt und in echematißcher Barstellung.

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Ein Werkzeugsatz für cUe Blechverformung bzw. -umformung "besteht - wie in Pig. 1 gezeigt iet - mindestens aus einer Patrize 1 und einer Matrize 2. Die Patrize 1 wird in einem ^eigneten Herstellungs-verfahren in ihre end- · gültige Form gebracht, z.B. indem sie aus Stahlguß hergestellt wird, wobei die Oberfläche 3 entsteht. Diese Oberfläche 3 der Patrize 1 ist die bei der Blechverformung herangezogene Arbeitsfläche der Patrize 1.

Bei der Herstellung der Matrize 2 wird diese in einer rohen Bearbeitung in eine der endgültigen Formgebung angenäherte Form gebracht. Dies geschieht nach der individuellen Formgebung des Werkzeugsatzes in der Regel durch Kopierfräsen, Kopierdrehen oder ähnliche Bearbei« tungsvorgänge. Selbstverständlich kann die Herstellung der "Vorform" für die Matrize auch auf andere t/eise -vorgenommen werden.

Für die Fertigbearbeitung der Matrize 2 wird die Patrize 1 mit einer Schicht 4- vorzugsweise aus Kupfer versehen, die auf die Oberfläche 3 bzw. die Arbeitsfläche der Patrize 1 aufgebracht -wird. Die Dicke der aufgebrachten Kupferschicht spielt an sich keine Rolle, bei den in der Zeichnung dargestellten Aupführungsbeispielen kann sie z.B. o,3'- o,6 ram betragen. Das Aufbringen der Schicht vorzugsweise aus Kupfer geschieht vorzugsweise auf galvanischem Wege, v/eil

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eich hierbei besonder8 dichte und gleichmäßige Schichten auftragen lassen. Auch läßt sich die Schichtdicke besondere gut steuern. Man kann jedoch die zusätzliche Schicht, die ale Elektrodenchicht dient, auch auf andere Weise auf dem Stempel aufbringer., z.B. durch Kleben, Löten, Schweißen, So z.B. kann man auch dünne Bleche auf den Stempel aufkleben. Bevorzugt wird jedoch von der Anmelderin das Aufgalvanisieren. Die mit der Kupferschicht 4 versehene Patrize wird dann als Elektrode für die funkenerosive Bearbeitung der Matrize 2 eingesetzt, wobei diese die Oberfläche 5 erhält, die der Arbeitsfläche bei der Blechverformung entspricht.

In Pig. 1 sind die einzelnen Teile während der futikenerosiven Bearbeitung dargestellt. Zwischen der Kupferschicht 4 und der Oberfläche 5 der Matrize 2 befindet sich der FunkenepaIt 6, der sich aus den Bedingungen der erosiven Bearbeitung ergibt.

Es ist wesentlich, daß auf die beschriebene Meise Werkzeugsätze hergestellt v/erden können, die für verschieden dicke Bleche eingesetzt werden. Es versteht sich, daß bei Bearbeitung eines dickeren Bleches ein größerer Zwischenraum zwischen der Patrize 1 und der Matrize 2 vorgesehen sein muß. Die Anpassung an die Blechdfcke c ergibt sich durch die Steuerung der Schichtdicke a der

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Kupferschicht 4. Dabei, entspricht die Summe der Schichtdicke a der Kupferschicht 4 und der Breite "b des Punkenspaltes 6 der Blechdicke c. Somit gilt

a + b = c

Wesentlich ist also, daß die auf dem Stempel aufgebrachte Schicht so dick ist, daß man mit ihr entsprechende Materialdicken "berücksichtigt, wöbe"⁵, zwecknäßigerweise die Schicht entsprechend dem" Verschleiß in der Die' e «ufgalvaniert wird. In Pig. 5 ist gezeigt, daß die Blechdicke 7, die man sich wünscht bzw. die bearbeitet werden soll, der Summe aus der Dicke 8 der Kupferschicht und der Dicke 9 des Funkenspaltes entspricht. Io ist der Stempel, 11 die Matrize. In Pig. 4 ist die Veränderung der Blechdicke oder des Spaltes durch teilweises Abdecken der Kupferschicht beim Galvanisationsvorgang gezeigt. Hier ist 12 der Punkenspalt, 13 ist die dicke Kupferschicht, während 14 eine dünnere Kupferschicht ist, dr.e dadurch zustande gekommen ist, daß man an dieser Stelle eine teilweise Abdeckung vorgenommen hat, wenn man ein weiteres Aufgalvanisieren verhindern wollte. Men kann diese Ungleichförmigkeit evtl. auch durch Abätzen zu di&er Schichten erreichen. Die Dicke des Funkenspaltes kann ebenfalls verschieden groß sein, bei den erwähnten Ausführungsbeis^ielen lcann sie z.3. o,l - o,3 mm betragen.

Je nach der erforderlichen Blechdicke ist es auch er-

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forderlich, die aufgebrachte Kupferschicut von der l'atrise wieder zu entfernen. Dies ist jedoch nicht in allen Füllen erforderlich, z.B. bei relativ dünnen Kupferschienten. Die Kupferschicht kann aan nach Erledigung ia Bad wieder au^alvanischem Wege von Stempel abtragen, ohne da3 der Stempel dadurch Schaden n:Ejmt. Die Beseitigung der Jehicht aua Kupfer kann auch auf anderem Wege vorgenommen v.erden, indem z.B. zuvor auf galvanischem V/ege e.:ne dünne Zwischenschicht, z.B. aus Zink aufgebracht wird, die bei starker Erwärmung der Kupferschicht schmilzt, so daß dann stattdessen auch eine auf chemischem Wege zu lößende Zwischenschicht oder eine entsprechende Klebetoffschicht als Zwischenschicht aufbringen.

In ?ig. 2 ist ein weiteres Beispiel für das Erodieren einer Matrize 16 mit Hilfe eines Wer' zeug-Stempels 15 z.B. aus GG oder GS, auf dem eine Xupierschicht 17 aufgalvanisiert ist. 18 ist die zu erodierer.de liatrizenflache, dazwischen liegt der Spalt 19.

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Claims

Ansprüche

1.) Verfahren zum Herstellen eines Yierlczeugsatzes für die Blechverformung, der aus einer Patrize und auo einer dieser hinsichtlich der Form genau ents :rechenden Matrize "besteht, wobei man zunächst den ejnen Te.il, z.B. der Patrize die endgültige Form erte..lt, woraufhin nan den anderen Teil, z.B. die Matrize durch E_rosion mit Hilfe einer Formelektrode herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweitgeuannten Teil, z.B. die Matrize z.B. durch ein Bearbeitungsverfahren herkömmlicher Art, v/ie Kopir^fräsen, Kopierdrehen usw. vorformt und daß man dar . durch Erosion die endgültige Form herstellt, indem na als Form elektrode den eBtgenannten Teil, z.B. die Patrize, -verwendet und dieses hierbei vorher mit einer Schicht an der dem ζweitgenannten Teil zugewandten Seite versieht, die al" ülektrodenschieht dient und dem Verschleiß unterworfen ist.

2. Verfairen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fertige Patrize verkupfert wird unc¹. d:\e vor~ kopierte Matrize durch Erodieren mit der verkupferten Patrize in ihre endgültige Fora gebracht wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize galvanisch verkupfert v/ird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elelctrodenschicht durch Kleben, Löten oder Schweißen auf die Patrize aufgebracht v/ird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da.I die Elektrodenschicht aue e^nen Blech bestellt, das auf den Stempel bzw. die Patrize aufgebracht ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize in einer Schichtstärke verkupfert v.'j.rd, die der Differenz aus der mit dem VJerkzeugsatz zu verarbeitenden Blech«!: cke und der Breite des Funkenspaltes beim Erodieren ents rieht.

7. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Patrize aufgebrachte Schicht so dick ist, daß man mit ihr entsprechende Materialdicken berücksichtigt.

3. Verfahren nacl· einen der AnsTiiche 1 bis'7, dadurch gekennzeichnet, daß d~^:e auf die Patrize aufgebrachte Schicht entsprechend de:n Verschleiß in der 3.1 cke aufgebracht, z.B. aufgalvanisiert wird.

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9. Verfahren nach einen der Ans rüche 1 bis G, dadurch gekennzeichnet, daB man eine ungleichmäßige dicke ' Slektrodenschicht erzielt, indem man Partien der Oberfläche nach einem Teil des Galvanisationsνorganges abdeckt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daS man eine ungleichmäßig dicke Elektrodenschicht erzielt, indem man in einzelnen Bereichen einen Teil der bereits aufgetragenen Schicht abätst.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bi3 Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht an der Patrize unlösbar angebracht ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht an der Patrize lösbar angebracht ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize nach der Matrizenhersteilung entkupfert wird.

14= Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

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daC die auf die Patrize aufgebrachte Sch.Oht nach den Erodieren auf galvanischen 7/ege "./ieder entfernt \<\\ä Cer ¹Jrsprüngliche Zustand des ;.^Ter!:st"c?:c bz\:. Ute;j_,els -.'.ieder

herbe ^jefü'irt vrrd.

15. Verfahre, nac.i Ans-ruch 12, dadurch tzeV.ey.Aze-" ci.r.et, Ia aan vor den Aufbrincen der Lle^trodenschicht auf d:^:e latrze eine dünne Zv/ischenschictt, n.B. au ε e^r.ei.¹: be' 2rv.'<.lr;;,jn~ schiaelzendeii Material, vre Zin*:, Cer aue e'ne.a a;.J cl.euicchoi Wege löcbaren Stoff oder aus eineu lösbaren illebstoff aufbringt und auf diese Zwischenschicht die Ele-trodenschicht aufbringt.

16. Verv/endung einer fertig hergestellten und ver;-u;f er ten Patrize für die erosive Pertigverarbeitun^ der llatrizc eines Werkzeugsatzes für die Blechverforiuun».

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