DE2445652A1

DE2445652A1 - Verfahren zur herstellung von stempelwerkzeugen

Info

Publication number: DE2445652A1
Application number: DE19742445652
Authority: DE
Inventors: Orville Chester Miller
Original assignee: Centenary Central Inc
Current assignee: Centenary Central Inc
Priority date: 1973-10-10
Filing date: 1974-09-25
Publication date: 1975-04-17
Also published as: IT1019404B; ES430533A1; CH584097A5; US3847036A; CA1004064A; GB1437755A; NL7412777A; FR2247320A1

Description

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CENTENARY CENTRAL, INC., ST.LOUIS, MISSOURI,

U.S.A. 63144

Verfahren zur Herstellung von Stempelwerkzeugen

Die Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren zur Herstellung von Stempelwerkzeugen zum Prägen und Schneiden.

Es iat schon bekannt, für Schnittstenpel und Prägestempel ein hartes Stenpelaaterial auf eine gehärtete Stahlplatte oder in eine zylindrische Troawel einzukleben, je nachdeai ob ein ebener Stempel oder eine zylindrische Presse ver-

23.9.1974

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wendet werden soll. Bekannte Stempelplatten weisen Schnittlineale und Prägelineale bsw. Biegelineale auf, die in einer bestimmten, sinnvollen Weise an den Stempelwerkzeugen befestigt sind. Als Vorstufe zur Herstellung dieser Stempelwerkzeuge wird mit einer Tinte angezeichnet, wo die entsprechenden, hervorstehenden Einzelwerkzeuge angebracht werden sollen. Ein anderes Verfahren sieht vor, daß man Karbonpapier verwendet, um die Markierungen anzubringen. Danach werden entlang den markierten Linien die entsprechenden Nute in das Werkzeug eingebracht, alles wird von Hand erledigt. Der Nachteil einer solchen Methode ist es, daß die aufwendige Handarbeit sehr viel Zeit kostet und oftmals auch ungenau ist. Denn sowohl die Breite als auch die Tiefe der einzubringenden Nute ist sehr kritisch, da das zu schneidende bzw. zu stanzende Material sehr dünn ist. Für die Handarbeit braucht man daher sehr qualifizierte Facharbeiter. Ferner ist es ein Nachteil gewesen, daß das zu bearbeitende Material relativ weich sein mußte, da es ja von Hand noch bearbeitet werden sollte. Dies hat jedoch die Lebensdauer der Prägestempel begrenzt.

Bs ist daher Aufgabe der Krfindung ein Verfahren zu schaffen, «it dem es möglich ist auf einfache und schnelle Weise unter Verwendung von härterem Material für die Prägestempel diese in einem automatisierten Prozess zu erstellen. Erfin-

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dungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine zusätzliche Platte mit dem gewünschten Huster und den erforderlichen Abmessungen erstellt wird, die dann auf eine Tragplatte in der Presse aufgeklebt wird und das Schnitt- und Prägewericzeug bildet.

Die Erfindung weist gegenüber den bekannten Verfahren die Vorteile auf, daß weniger geübte Arbeiter die Stempelwerkzeuge herstellen können, wobei dies in kürzerer Zeit und unter Einsatzes geringerer Kosten vonstatten gehen kann. Darüber hinaus kann auch sehr harter Stahl als Prägewerkzeug verwendet werden, wodurch die Standseif; der Stempelwerkzeuge erheblich erhöht werden kann. Ferner kann auch Duraluminium verwendet werden, wodurch die Kosten nochmals herabgesetzt werden können.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles mittels Zeichnungen erläutert. JIs zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Presse mit Präge- und Schnittwerkzeugen,

Fig. 2 eine Draufsicht gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1 auf Schnitt- und Prägeplatte, hergestellt naah dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2,

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wobei sowohl der Stempel als auch die Schnitt- und Prägeplatte dargestellt sind und dabei auch eine zu bearbeitende Platte zu sehen ist, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 «inen Schnitt ähnlich dem gemäß Fig. 3, bei dem

aber der Stempel auf die Schnitt- und Prägeplatte zur Durchführung des Schneide- und Prägevorganges gepreßt wurde,

Fig. 5 einen weiteren Schnitt ähnlich dem gemäß Fig. 4, jedoch entlang einer Linie 5-5 in Fig. 2,

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Gegenwerkzeug «ur Herstellung einer Schnittplatte,

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt gemäß der Linie 7-7 in Fig. 6,

Fig. 8 ein Schema einer Anlage zur numerischen Steuerung einer entsprechenden Werkzeugmaschine.

Anhand der Fig. 1 bis 5 wird beschrieben, wie eine Schnittplatt· 10 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrene hergestellt wird, wobei die Schnittplatte 10 eine Platte 11 aus hartem Metall, beispielsweise gehärtetem Stahl, umfaßt, und die entweder xur Verwendung in Flachpressen flach ausgebildet ist oder sur Verwendung in Zylinderpressen entsprechend gebogen ist. Die Platte 11 sollte eine ausreichende Dicke

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aufweisen, um während eines Sehneidvorganges ausreichend starr zu bleiben. Dicken in der Größenordnung zwischen 0,04 und O₁25ZoIl haben sich als ausreichend während eines Schneidvorganges erwiesen.

Auf der Oberfläche der Platte 11 sind Gegenprofile 12 durch Nute 13 gebildet, die ein entsprechendes Schnittbild oder Prägebild bilden (Fig. 1). In der Fig. 2 wird beispielsweise ein Stanzbild 15 zur Herstellung der Wandungen eines schachtelförmigen Behälters gezeigt, wobei die Nute 13 die Prägungen andeuten, entlang welcher zur Bildung des schachtelförmigen Behälters die Wandung gefaltet wird. Die Erfindung ist nicht an die beschriebene Gestalt der Behälterwandung gebunden, es sind vielmehr beliebige Formgestaltungen möglich. Gegenprofile 12 werden mit der Platte fest verbunden, was beispielsweise durch ein Klebemittel 17 (Fig. 3, 4, 5) geschehen kann. Die Herstellung der Schnittplatte 10 wird noch weiter unten beschrieben werden.

Die Dicke der Gegenprofile hängt von dem zu prägenden Material abτ beispielsweise wurde eine Stärke von 0,015ZoIl zur Herstellung einer Behälterwandung in einer Stärke von 0,018ZoIl verwendet.

Anhand der Fig. 1 bis 5 wird die Verwendungswaise einer Schnittplatte 10 beim Schneidvorgang erläutert. Die ichnitt-

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platte 10 ist auf einer Grundplatte 20 einer Presse 21 montiert. Letztere ist mit einer Gegenplatte 23 ausgestattet, an der ein Stempel 24 montiert ist. Die Schnittplatte 10 und der Stempel 24 werden gegenseitig in der Weise zentriert, daß entsprechende Stifte oder ähnliches (nicht dargestellt) in entsprechende Bohrungen in der Schnittplatte geführt werden, in Fig. 2 beispielsweise die Bohrungen 27.

Der Stempel 24 wird beispielsweise mittels eines Verfahrens hergestellt und ist so gestaltet, wie in der US-PS 3 696 480 beschrieben. Die bekannte Einrichtung umfaßt ganz allgemein eine Halteplatte 30 mit einem Schnittlineal 31 und einem Biegelineal 32, die in einem bestimmten Huster montiert sind, welches zu einem Stanzbild 15 paßt. Das Schnittlineal liegt an der Peripherie des Schnittbildes und weist eine Schnittkante 35 (Fig. 5) auf, die die zu bearbeitende Platte 36 des Materials abschneiden kann. Das Biegelineal 32 ist überall dort angeordnet, wo Nute 13 in dem gegenüberliegenden Stanzbild 15 liegen, dabei ist das Biegelineal 32 etwas kürzer als das Schnittlineal

Eine flexible Schicht 38 bedeckt die Oberfläche der Halteplatte 30 neben dem Schnittlineal 31. Die flexible Schicht 38 dient dazu, da· Material der Platte 36 von dem Schnittlineal 31 abzustreifen.

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Von jetzt an wird das mit der Stempelpresse zu bearbeitende Material, z.B. die Platte 36, die zu einer Behälterwandung verarbeitet werden soll, in die Presse 21 zwischen die Schnittplatte 10 und den Stempel 24 eingelegt. Die in der Presse vorhandenen Platten werden nun zusammengebracht, so daß das Schnittlineal 31 die Platte 36 durchtrennt und an die Platte 11 anstößt (Fig. 5). Zur gleichen Zeit tritt das Biegelineal 32 in Aktion, das die über den Nuten 13 liegende Platte 36 in diese Nute hineindrückt und auf diese Weise Prügungen 40 im Material bildet (Fig. 3, 4), Da das Biegelineal 32 kürzer als das Schnittlineal 31 ist« und weil es eine relativ flache Kante verglichen mit derjenigen des Schnittlineals 31 aufweist, wird das Material der Platte 36 an dieser Stelle mehr gestanzt als geschnitten.

Die Schnittplatte 10 wird erfindungsgenüiß dadurch hergestellt, daß zunächst ein Gegenwerkzeug 45 (Fig. 6« 7) erstellt wird. Das letztere umfaßt eine Platte 46, in der ein Gegenwerkzeug 12 herausgearbeitet wirdf deshalb wird zur Herstellung der Platte 46 vorzugsweise ein sehr hartes Material verwendet, das aber andererseits sehr leicht bearbeitet werden kann. Beispielsweise hat man herausgefunden, daß sich Aluminium zu diesem Zweck besonders gut eignet. Die Platte 46 Wird mittels eines geeigneten Klebemittels 48 auf einer Tragplatte 47 befestigt, die eine ausreichend·

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Stärke aufweisen muß und aus einem geeigneten Material bestehen soll, das eine ausreichende Festigkeit aufweist, um das Gegenprofil 12 in einer definierten Lage zu halten. Eine Materialstärke von etwa 1,16ZoIl hat sich bei einem Ausführungebeispiel sehr gut für diesen Zweck bewährt. Mit der auf die Tragplatte 47 aufgebrachten Platte 46 werden Nute 50 und 51 hergestellt, die durch die Platte 46 hindurch eingebracht werden und teilweise auch noch in die Tragplatte 47 hineinragen (Fig. 7). Der Verlauf der Nute 50 ist demjenigen des Biegelineals 32 im Stempel 24 identisch. Die Nute 51 sind so gelegt, daß innerhalb des Schnittlineals 31 des Stempels 24 mindestens 1/8ZoIl übrig bleibt, dies erlaubt dem Schnittlineal 31 die Platte 36 gratfrei zu schneiden.

Die Nute 50 und 51 werden vorzugsweise mittels einer numerisch gesteuerten Fräseinrichtung, wie sie beispielsweise in der oben genannten US-PS 3 696 480 beschrieben ist, in die Platte 46 eingefräst, und das Schnittlineal 31 wie das Biegelineal 32 werden in die Halteplatte 30 eingesetzt. Ebenfalls in dem vorerwähnten Patent beschrieben ist, daß sowohl das Schnittlineal 31 als auch das Biegelineal 32 eine Anzahl Zapfen 53 tragen, die in Bohrungen 54 eingesteckt werden, die in die Halteplatte 30 eingebracht wurden; das Einbringen der erwähnten Bohrungen kann durch eine

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numerisch gesteuerte Bohrmaschine 58 (Fig. 8) geschehen.

Ein Informationsträger 60, in dem das gewünschte Design festgehalten ist, arbeitet auf einen Computer 61« der die Information verarbeitet und ein entsprechendes Magnetband liefert. Letzteres kann natürlich auch auf andere Weise gewonnen werden, wie dies beispielsweise durch die Firma Superior Electric Company, Bristol, Connecticut angeboten wird, dieses Unternehmen liefert die numerische Bandsteuerung "SLO-SYN". Ein solches Verfahren ist jedoch sehr zeitaufwendig und teuer. Die numerische Steuerung 64 erhält die notwendigen Informationen von dem Band 62 (Fig. 8) und setzt diese Informationen in elektrische Impulse um, um die entsprechenden elektrischen Elemente zu versorgen. Solche Impulse können beispielsweise den Bohrkopf 65 in die gewünschten Lagen bringen, wo Bohrungen 54 in der Halteplatte 30 angebracht werden sollen, ferner können Servomotoren §7 und 68 mit dem Bohrkopf 65 in der Weise zusammenarbeiten, daß der Bohrkopf 65 nach beiden Koordinaten bewegt werden kann. Die Zapfen 53 des Schnittlineals 31 und des Biegelineals 32 werden in die so vorbereitete Halteplatte eingesetzt, die ihrerseits dann in der Presse 21 montiert werden kann. Wenn anstatt der ebenen Stempelflächen gebogene in einer Zylinderpresse hergestellt werden sollen, dann wird der Servomotor 68 zweckmäßigerweise dazu verwendet, die gebogene Grundplatte

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entsprechend zu bewegen, auf der dann der Stempel befestigt wird.

Das gleiche numerische Steuersystem kann dazu verwendet werden, die Nute 50 und 51 in dem Gegenwerkzeug 45 anzubringen. Dies kann einfach dadurch erreicht werden, daß die Halteplatte 30 durch das Gegenwerkzeug 45 ersetzt wird, wobei auch ein Band verwendet wird, welches vom gleichen Computer vorbereitet ist, die Nute einzubringen. Das weiter oben'beschriebene Raster kann ebenso verwendet werden, um beispielsweise das Gegenwerkzeug 45 an den Stempel 24 anzupassen.

Nachdem die Nute 50 und 51 eingebracht sind, wird die äußere Fläche 72 der Platte 46 mittels eines Klebemittels 17 an der Platte 11 befestigt, wobei darauf geachtet werden muß, daß die Bohrungen 27 und 70 gegenüberliegen. Nachdem das Klebemittel 17 aufgebracht worden ist, wird die Tragplatte 47 zunächst entfernt, danach die mit Übermaß ausgestattete Platte 46, um lediglich da« Gegenprofil 12 an der Platte 11 befestigt zu haben und dementsprechend eine Schnittplatte 10 und eine entsprechende Biegeplatte zu haben. Das zwischen den beiden Platten 46 und 11 verwendete Klebemittel weist eine größere Haltekraft auf als das zwischen der Platte 46 und der Tragplatte 47 vorhandene Klebemittel 48, so daß nachdem das Gegenwerkzeug 45 an die

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Platte 11 angeklebt wurde, die Tragplatte 47 entfernt werden kann, ohne daß die zwischen der Platte 46 und der Platte 11 vorhandene Klebestelle beeinflußt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wurde als Klebemittel 17 der Artikel "Scotchgrip Contact Cement Nr. 2210" verwendet. Sowohl die obere Fläche 72 der Platte 46 als auch die entsprechende Fläche der Platte 11 wurden hierbei zunäühst mit dem Klebemittel benetzt, die Klebestellen ließ man dann ca. 1.0 Min. lang antrocknen, bis die Klebrigkeit verschwand. Dann wurden die benetzten Oberflächen der Platten 46 und 11 zusammengepreßt, der Zement band ab. IM die Platte 46 auf die Tragplatte 47 aufzukleben, wurde das Spray Nr. 77 der Firma 3M verwendet. Hierbei wurden sowohl die Platte 46 als auch die Tragplatte 47 mit dem Spray benetzt, die Oberflächen wurden zusammengebracht und dann für 2-lOMin. gewartet, bis die Klebestelle abgebunden hatte.

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Claims

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Patent an β ρ r ü c h

Verfahren zur Herstellung von Stempelwerkzeugen zum Prägen und Schneiden, dadurch gekennzeichnet , daß eine zusätzliche Platte (46) mit dem gewünschten Muster und den erforderlichen Abmessungen erstellt wird, die dann auf eine Tragplatte (47) in der Presse (21) aufgeklebt wird und das Schnitt- und Prägewerkzeug bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Stempelwerkzeug eine Schnitt- und Prägeplatte ist« die durch Einbringung von Nuten (50, 51) gebrauchsfertig gemacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Klebemittel (48) zwischen der Platte (46) und der Tragplatte (47) fester ist als das Klebemittel (17) zwischen dem Qegenprofil (12) und der Platte (11).
4. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel (48) auf die Platte (46) und die Tragplatte (47) aufgebracht wird, und daß die Platten nach Antrocknen zusammen-

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gedrückt werden.
5. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet ₍ daß eine numerisch gesteuerte Bohrmaschine (58) die Bohrungen bzw. Nute in die Werkzeuge einbringt.
6. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet« daß nach dem Formen der Platte (46) diese auf die Tragplatte (47) aufgeklebt wird, und danach die Werkzeuge weiter bearbeitet werden.

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