DE3204032C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von Werkstücken durch Stanzen aus einer Blechtafel unter Verwendung einer NC-Stanzmaschine, wobei das Stanzen der Werkstücke in mehreren aufeinanderfolgenden Reihen durch schrittweisen Vorschub der Blechtafel in zwei zueinander senkrechten Achsrichtungen erfolgt, wobei nach dem Stanzen sämtliche, auf der Blechtafel Platz findende Werk­ stücke in Form eines Nutzens durch Materialstege, die parallel zueinander und in Vorschubrichtung verlaufenden streifenförmigen Zonen liegen, miteinander und mit einem Spannrand verbunden sind, und wobei zum Vereinzeln der Werkstücke anschließend nacheinander sämtliche in einer Zone liegende Stege durch ein einziges Stanzwerkzeug entfernt werden.

Ein Verfahren dieser Art ist bekannt (US-PS 38 34 211). Bei diesem bekannten Verfahren sind die die Werkstücke des Nutzens miteinander verbindenden Materialstege jeweils in streifenförmigen Zonen vorgesehen, von denen ein Teil parallel zueinander und parallel zu einer Achsrichtung des Vorschubs beim Stanzen und ein weiterer Teil parallel zueinander und parallel zu der anderen der beiden senkrechten Achsrichtungen des Vorschubs angeordnet sind, und zwar insbes. auch deswegen, weil beim Stanzen des jeweiligen Nutzens in diesen quadratische Öffnungen eingestanzt sind, und zwar jeweils an dem Bereich, am dem sich eine in der einen Achsrichtung verlaufende Zone und eine in der anderen Achsrichtung verlaufende Zone schneiden. Die quaderförmigen Öffnungen sind dadurch im Bereich der Ecken der den Nutzen bildenden Werkstücke vorgesehen, so daß sich beim Zertrennen des Nutzens im wesentlichen quadratische Werkstücke mit von den Öffnungen gebildeten rechtwinkligen Ausnehmungen bzw. Ausklinkungen an ihren Ecken ergeben.

Nachteil ist bei dem bekannten Verfahren, daß zum Vereinzeln der Werkstücke eine Vielzahl von Trennschnitten nicht nur in einer Achsrichtung, sondern auch in einer dazu senkrechten weiteren Achsrichtung notwendig sind, d. h. bei dem bekannten Verfahren ist es erforderlich, den Nutzen zunächst durch Entfernen der Stege in den parallel zu der einen Achsrichtung verlaufenden Zonen in Streifen, die jeweils mehrere Werk­ stücke aufweisen, und dann anschließend jeden Streifen in weiteren Trennschnitten in die einzelnen Werkstücke zu zertrennen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches die Herstellung von Werkstücken durch Stanzen aus einer Blechtafel wesentlich einfacher und rationeller ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der vorgenannten Art so ausgebildet, daß das Stanzen der Werkstücke in der Weise erfolgt, daß die die Materialstege aufweisenden streifenförmigen Zonen sich jeweils ausschließlich parallel zu einer einzigen Achsrichtung des Vorschubes erstrecken.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Trennschnitte nur in einer Achsrichtung notwendig sind. Wird das Vereinzeln der Werkstücke bzw. das Zertrennen des jeweiligen Nutzens auf einer beispielsweise NC-gesteuerten Trennmaschine vorgenommen, so ist es dann lediglich not­ wendig, den in dieser Trennmaschine eingespannten Nutzen zum Zentrennen in einer einzigen, d. h. in der senkrecht zu den Zonen verlaufenden Achsrichtung schrittweise dem Stanz- bzw. Trennwerkzeug zuzuführen. In einem einzigen Stanz- bzw. Trennschritt werden dann sämtliche Werkstücke, die in einer sich über die gesamte Breite des Nutzens erstreckenden und parallel zu der ausgestanzten Zone verlaufenden Reihe des Nutzens angeordnet sind, von diesem Nutzen abgetrennt. Das Stanz- und Trennwerkzeug erstreckt sich dabei selbstver­ ständlich ebenfalls über die gesamte Breite des Nutzens.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich somit Werkstücke durch Stanzen aus einer Blechtafel vereinfacht und in wesentlich kürzerer Zeit herstellen, so daß sich hiermit auch eine bessere Nutzung vorhandener Maschinenkapazitäten ergibt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Zertrennen des Nutzens vorzugsweise durch ein Stanzwerkzeug, welches beidseitig vom Trennbereich jeweils positive Schneidkanten liefert. Hierdurch ergibt sich eine hohe Maßgenauigkeit auch beim Trennen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Aus­ führungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Draufsicht eine NC-Stanz­ maschine;

Fig. 2 in Draufsicht einen mit der NC-Stanzmaschine bei dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren hergestellten Nutzen;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus diesem Nutzen;

Fig. 4 in Draufsicht ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Werkstück nach dem Abtrennen vom Nutzen (Fig. 2 und 3);

Fig. 5 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht eine Trennmaschine zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 6 die Trennmaschine nach Fig. 5, von der in der Fig. 5 linken Seite her gesehen.

In der Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine übliche NC- Stanzmaschine dargestellt.

An dem Maschinengestell 1 bzw. an einem Teil 1′ dieses Maschinen­ gestells, welcher (Teil) über einer horizontalen Werkstückauflage­ fläche 2 liegt, ist ein Werkzeugträger 3 angeordnet, der um eine vertikale Achse drehbar ist und mehrere unterschiedliche Stanz­ werkzeuge 4 (Stanzstempel) trägt. Durch Drehen des Werkzeugträgers 3 können die einzelnen Stanzwerkzeuge 4 jeweils in die Arbeits­ position A gebracht werden. Unter dem Werkzeugträger 3 befindet sich ein gleichartiger Werkzeugträger, der ebenfalls um die vertikale Achse drehbar ist und die den Stanzwerkzeugen 4 zugeordneten Matrizen trägt, die dann mit ihrer oberen Öffnung auf dem Niveau der Werkstückauflagefläche 2 liegen.

An einem seitlichen, horizontalen Ausleger 5 ist in einer ersten, horizontalen Richtung (Doppelpfeil B) ein Schlitten 6 verschiebbar geführt. Auf diesem Schlitten 6 ist ein wei­ terer Schlitten 7 in einer zweiten horizontalen Achse (Doppel­ pfeil C) verschiebbar geführt, welche senkrecht zur erstgenannten horizontalen Achse liegt. Der Schlitten 7 weist nicht näher dar­ gestellte Mittel auf, mit denen eine Blechtafel 8 am Schlitten 7 eingespannt werden kann. Zur Justierung der Blechtafel 8 be­ sitzt diese zwei Justierlöcher 9 (Fig. 2), in die nicht näher dargestellte Justierstifte am Schlitten 7 eingreifen.

Mit Hilfe der in der Fig. 1 dargestellten NC-Stanzmaschine wird in der Blechtafel 8 eine Vielzahl von Werkstücken 10 vor­ gestanzt, und zwar derart, daß die einzelnen Werkstücke 10 durch stehengebliebene stegartige Abschnitte untereinander sowie mit einem keine Stanzung aufweisenden Spannrand 11, der auch die Justierlöcher 9 aufweist, sowie ggf. auch mit einem Rand 12 ver­ bunden sind, der an der dem Spannrand 11 gegenüberliegenden Seite der rechteckförmigen oder quadratischen Blechtafel 8 stehenbleibt. Der Rand 12 kann dabei durchgehend oder mehrfach unterbrochen sein. Der Rand 12 kann auch vollständig fehlen. Dies hängt von der Formgebung der Werkstücke 10 sowie von der Formgebung und Anordnung der die Werkstücke verbindenden stegartigen Abschnitte ab. Die mit den vorgestanzten Werkstücken 10 versehene Blech­ tafel 8 wird auch als "Nutzen" bezeichnet. Bei der insbesondere in der Fig. 3 dargestellten Ausbildung dieses Nutzens sind die einzelnen Werkstücke 10 durch zwei Gruppen unterschiedlicher stegartiger Abschnitte 13 und 14 miteinander verbunden. Zur besseren Kenntlichmachung sind in der Fig. 3 diese stegartigen Abschnitte 13 und 14 durch unterschiedliche Schraffur hervor­ gehoben.

Wie die Fig. 3 weiterhin zeigt, liegen sämtliche stegartigen Ab­ schnitte 13 und 14 jeweils in mehreren parallel zueinander ver­ laufenden schmalen Zonen, die bei der dargestellten Ausführung parallel zur Längserstreckung des Spannrandes 11 und damit parallel zur Vorschubrichtung C verlaufen.

Mit Hilfe der in den Fig. 5 und 6 dargestellten und weiter unten noch näher beschriebenen Trennmaschine werden diese Zonen und damit auch die stegartigen Abschnitte 13 und 14 nacheinander ent­ fernt, so daß bei jedem Trennvorgang die in einer Reihe des Nutzens 8 liegenden Werkstücke 10 von diesem Nutzen abgetrennt werden.

Es versteht sich, daß zum Herstellen des Nutzens 8 die einzelnen Stanzwerkzeuge 4 der NC-Stanzmaschine nacheinander derart zur An­ wendung kommen, daß zunächst mit einem Stanzwerkzeug 4 die not­ wendigen Stanzungen für sämtliche Werkstücke auf der Blechtafel 8 vorgenommen werden. Erst nach erfolgter Stanzung beim letzten Werkstück in der letzten Reihe erfolgt der Werkzeugwechsel durch Drehen der Werkzeugträger. Auch mit dem neuen Werkzeug werden dann wieder die Stanzungen für sämtliche Werkstücke 10 vorge­ nommen, bevor ein weiterer Werkzeugwechsel erfolgt usw.

Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Trennmaschine besteht im wesentlichen aus einem unteren Maschinenteil bzw. -rahmen 15, an dessen Oberseite ein Rahmenteil 16 befestigt ist. Letzterer besteht aus zwei vertikalen Pfosten 17, die sich vom Rahmen 15 in vertikaler Richtung nach oben erstrecken und einen Abstand voneinander aufweisen. Die Pfosten 17 sind an ihren oberen Enden durch ein Querstück 18 miteinander verbunden. Es versteht sich, daß die Pfosten 17 und das Querstück 18 jeweils auch aus mehreren Einzelteilen bestehen können.

In dem vom Rahmenteil 16 begrenzten Raum sind bei der darge­ stellten Ausführungsform vier vertikale Führungsstangen 19 angeordnet, die jeweils an ihrem oberen Ende am Querstück 18 und an ihrem unteren Ende an der Oberseite des Rahmens 15 oder an einem dort vorgesehenen Halter befestigt sind. Die Führungs­ stangen 19 sind dabei paarweise derart angeordnet, daß sich in der Nähe jedes Pfostens 17 zwei Führungsstangen befinden, und zwar liegen diese beiden Führungsstangen jedes Paares bei der für die Fig. 6 gewählten Darstellung hintereinander, d. h. sie sind in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung des Quer­ stückes 18 gegeneinander versetzt.

Am Querstück 18 ist ein Hydraulikzylinder 20 mit Kolben 21 be­ festigt, der über das untere Ende des Zylinders 20 vorsteht und auf die Oberseite einer Kopfplatte 22 einwirkt, welche in dem von dem Rahmenteil 16 umschlossenen Raum an den Führungsstangen für eine Auf- und Abwärtsbewegung, d. h. für eine Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles D geführt ist. Nicht näher dargestellte Federelemente oder aber zusätzliche hydraulische Kolben-Zylinder­ anordnungen bewegen die Kopfplatte 22 nach oben, während der Kolben 21 des Zylinders 20 diese Kopfplatte nach unten bewegt.

An der Unterseite der Kopfplatte 22 ist ein Stempel 23 befestigt, der einen Teil des Trenn- bzw. Stanzwerkzeuges der Trennmaschine bildet. Dieser Stempel 23 ist leistenartig ausgeführt, d. h. er erstreckt sich nahezu über die gesamte Breite der von dem Rahmen­ teil 16 gebildeten Öffnung, wobei diese Breite gleich oder gering­ fügig größer ist als die Breite der Blechtafel 8 bzw. des Nutzens 8 in Richtung des Doppelpfeiles C.

An jeder Seite des Stempels 23 ist ein Niederhalter 24 angeord­ net, wobei jeder Niederhalter ebenfalls leisten- bzw. balken­ förmig ausgebildet ist und sich über die gesamte Breite der vom Rahmenteil 15 gebildeten Öffnung erstreckt. Jeder Niederhalter 24 ist an seinen beiden Enden an einer Führungsstange 19 für eine Auf- und Abwärtsbewegung in Richtung des Doppelpfeiles D geführt.

Die beiden Niederhalter 24 sind an ihrer Oberseite durch Feder­ elemente 25 mit der Kopfplatte 22 verbunden, und zwar derart, daß beim Absenken der Kopfplatte 22 mit Hilfe des Hydraulik­ zylinders 20 zunächst die Niederhalter 24 mit ihrer Unterseite gegen den Nutzen 8 zur Anlage kommen, und dort fest angepreßt anliegen, bevor der Stempel 23 wirksam wird.

Anstelle der Federelemente 25 können auch hydraulisch betätigte Kolben-Zylinder-Anordnungen, die zwischen den Niederhaltern 24 und der Kopfplatte 22 wirken, zur Anwendung kommen. Diese Aus­ bildung hat den besonderen Vorteil, daß der Niederhalterdruck regelbar ist, um diesen Niederhalterdruck an Werkstoffe unter­ schiedlicher Festigkeit anpassen zu können, d. h. um Nutzen aus verschiedenem Material und auch mit verschiedener Dicke ohne Beschädigung der Oberfläche in die einzelnen Werkstücke 10 zer­ trennen zu können.

Wie die Fig. 5 zeigt, sind die Niederhalter 24 an ihrer Unter­ seite nicht plan ausgebildet, sondern stufenförmig in der Weise, daß diese Niederhalter in unmittelbarer Nähe des Stempels 23 eine sehr schmale Druckfläche 26 bilden. Dies hat den Vorteil, daß mit der dargestellten Trennmaschine auch Trennungen dicht an Prägungen und/oder Durchzügen der vorgestanzten Werkstücke 10 möglich sind.

Dem zwischen den Niederhaltern 24 geführten Stempel 23 ist eine Matrize zugeordnet, die aus zwei Teilen 27 und 28 be­ steht, welche zwischen sich einen Spalt 29 bilden, der sich eben­ falls über die gesamte oder nahezu die gesamte Breite der vom Rahmenteil 16 gebildeten Öffnung erstreckt. Die Teile 27 und 28 sind in Spaltquerrichtung einstellbar, wie dies in der Fig. 5 mit dem Doppelpfeil E angedeutet ist. Hierdurch kann die Breite des Spaltes 29 und damit die "Schnittluft" entsprechend der Dicke der jeweils verwendeten Blechtafel 8 eingestellt werden. Es ver­ steht sich, daß die Teile 27 und 28 an der Oberseite des Rahmens 15 oder an einem dort vorgesehenen Träger befestigt sind, und diese Teile an ihrer Oberseite eine Auflagefläche bilden, gegen die der zu trennende Nutzen 8 durch die Niederhalter 24 ange­ preßt werden kann.

An einem Ausleger 30 des Rahmens 15 ist ein Schlitten 31 in horizontaler Richtung, d. h. in Richtung des Doppelpfeiles F verschiebbar geführt, und zwar in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung des balken- bzw. leistenförmigen Stempels 23. Der Schlitten 31 besitzt an seiner dem Rahmenteil 16 zu­ gewandten Seite Mittel zum Halten und Einspannen des Nutzens 8 bzw. des Spannrandes 11 dieses Nutzens. Außerdem sind dort den Justierlöchern entsprechende Justierstifte vorgesehen.

Die Arbeitsweise der dargestellten Trennmaschine läßt sich, wie folgt, beschreiben:

Zum Einspannen eines Nutzens 8 befindet sich der Schlitten 31 bei der für die Fig. 5 gewählten Darstellung in seiner linken, völlig zurückgezogenen Stellung. Nach dem Einspannen des Nutzens 8 wird der Schlitten 31 zunächst so bewegt, daß der Rand 12 gerade über das in der Fig. 5 linke Teil 27 der Matrize in den Bereich des Spaltes 29 vorsteht. Da aus Gründen der Materialersparnis der Rand 12 schmäler ist als der Spalt 29 bzw. der Stempel 23, liegt der Nutzen 8 beim Abtrennen des Randes 12 nur auf dem in der Fig. 5 linken Teil 27 der Matrize auf. Nun werden durch Betätigen des Zylinders 20 die Kopfplatte 22 und die an dieser gehalterten Teile (Niederhalter 24 und Stempel 23) abgesenkt, wobei bei einer Verbindung der Niederhalter 24 mit der Kopfplatte 22 durch hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen ein Druckausgleich in der Form erfolgen kann, daß der in der Fig. 5 linke Niederhalter 24 gegen den Nutzen und der in der Fig. 5 rechte Niederhalter gegen die Oberseite des Teiles 28 zur Anlage kommen und hierbei die exakte vertikale Führung des Stempels 23 zwischen den Nieder­ haltern 24 aufrechterhalten bleibt. Beim weiteren Absenken der Kopfplatte 22 wird dann der Rand 12 mit Hilfe des Stempels 23 von dem Nutzen 8 abgetrennt.

Nach dem sich der Stempel 23 und die Niederhalter 24 wieder nach oben bewegt haben, wird mit Hilfe des Schlittens 31 der Nutzen 8 um einen weiteren Schritt vorbewegt, so daß die auf den Rand 12 folgende erste Zone mit den stegartigen Abschnitten 13 und 14 über dem Spalt 29 zu liegen kommt. Durch Absenken der Niederhalter 24 sowie des Stempels 23 wird diese Zone dann ausgestanzt, wodurch in einem einzigen Arbeitsgang sämtliche Werkstücke 10 einer Reihe vom Nutzen 8 abgetrennt werden. Es versteht sich, daß die Breite des Stempels sowie die Breite des Spaltes 29 so gewählt sind, daß in der angestanzten Zone kein stegartiger Abschnitt 13 bzw. 14 oder ein Teil hiervon verbleibt.

Wie in Fig. 5 im Detail a dargestellt ist, wird beim Trennen des Nutzens 8 beidseitig jeder Trennlinie bzw. beidseitig jeder ausgestanzten Zone ein sog. positiver Schnitt erreicht, d. h. die Trennkante 32 weist jeweils zur Unterseite des Nutzens 8 bzw. zur Unterseite des abgetrennten Werkstückes 10 einen schräg nach innen gerichteten Verlauf auf. Durch diesen beidseitigen positiven Schnitt ist ein Trennen möglich, ohne daß die Maß­ haltigkeit der Werkstücke 10 verlorengeht.

Die Fig. 5 zeigt in der Detaildarstellung b weiterhin, daß durch den oben beschriebenen Druckausgleich beim Abtrennen des Randes 12 die beiden Niederhalter 24 fest gegen den Nutzen 8 bzw. fest gegen den in der Fig. 5 rechten Teil 28 der Matrize anliegen, so daß auch in diesem Fall der Stempel 23 zwischen den Niederhaltern 24 exakt geführt ist und beim Abtrennen des Randes 12 (Besäum­ schnitt) seitlich nicht ausweichen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Blechtafel bzw. der Nutzen 8 in Richtung des Doppelpfeiles B eine Länge von 600 mm und in Richtung des Doppelpfeiles C eine Breite zwischen 400 und 500 mm auf, wobei die Breite des Spannrandes 11 etwa 110 mm beträgt.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von Werkstücken durch Stanzen aus einer Blechtafel unter Verwendung einer NC-Stanz­ maschine, wobei das Stanzen der Werkstücke in mehreren aufeinanderfolgenden Reihen durch schrittweisen Vorschub der Blechtafel in zwei zueinander senkrechten Achsrichtungen erfolgt, wobei nach dem Stanzen sämtliche auf der Blechtafel Platz findende Werkstücke in Form eines Nutzens durch Materialstege, die in parallel zueinander und in Vorschub­ richtung verlaufenden streifenförmigen Zonen liegen, mitein­ ander und mit einem Spannrand verbunden sind, und wobei zum Vereinzeln der Werkstücke anschließend nacheinander sämtliche in einer Zone liegende Stege durch ein einziges Stanzwerkzeug entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzen der Werkstücke in der Weise erfolgt, daß die die Materialstege aufweisenden streifenförmigen Zonen sich jeweils ausschließ­ lich parallel zu einer einzigen Achsrichtung des Vorschubes erstrecken.