DE3222440C1

DE3222440C1 - Schnittwerkzeug fuer Stanzmaschinen

Info

Publication number: DE3222440C1
Application number: DE3222440A
Authority: DE
Inventors: Wiestaw 7530 Pforzheim Kramski
Original assignee: Kramski GmbH Praezisionswerkzeuge Metallwaren
Current assignee: Kramski GmbH Praezisionswerkzeuge Metallwaren
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1983-11-17
Also published as: CH659408A5; GB8315713D0; US4543865A; NL8301120A; FR2528337A1; GB2122528B; FR2528337B1; GB2122528A; BE897022A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnittwerkzeug für Stanzmaschinen zum Ausstanzen von Teilen mit einem Durchmesser unter 3 mm aus Blechen mit einem kreiszylindrischen Oberwerkzeug mit ebener, senkrecht zur Achse des Oberwerkzeuges gelegener Schnittfläche der Größe des auszustanzenden Teiles und einem ungeteilten Unterwerkzeug in Form einer Schnittbuchse mit zylindrischer oder einer sich ggf. daran anschließend vom zu bearbeitenden Blech fort mit geringer Konizität erweiternden Bohrung, deren blechseitiger Anfangsquerschnitt dem des auszustanzenden Teiles entspricht, wobei zwischen Außendurchmesser des Oberwerkzeuges und Anfangsquerschnitt der Bohrung des Unterwerkzeuges eine geringe Differenz zur Bildung eines Sehneidspaltes gegeben ist.

Ein derartiges Schnittwerkzeug ist allgemein bekannt und findet beispielsweise im Rahmen von sog. Folgewerkzeugen von Stanzmaschinen Verwendung, um den zu bearbeitenden Blechstreifen zunächst einmal mit seitlichen Lochungen zu versehen, über die er dann durch geeignete Mittel während des weiteren stanzenden Bearbeitungsvorganges positioniert werden kann. Selbstverständlich betrifft die Erfindung auch die Lochung von Blech allgemein zur Herstellung von Werkstücken.

Bei dem genannten Lochen von Blechen besteht ein Problem darin, den ausgestanzten Butzen nach dem jeweiligen Stanzvorgang sicher nach unten durch die Schnittbuchse, d.h. über deren Bohrung, abzuführen, wobei dieses Problem natürlich gleichermaßen für die Fälle gilt, wo der Butzen nicht als Abfall anfällt, sondern wo Teile mit Kreisquerschnitt auszustanzen sind.

Hat das auszustanzende Teil einen größeren Querschnitt, so wird dem geschilderten Problem vielfach dadurch begegnet, daß im Oberwerkzeug in der Stirnfläche bzw. der Stanzfläche ein federndes Element angebracht ist, durch das das ausgestanzte Teil vom Werkzeug fortgestoßen wird. Derartige Maßnahmen sind jedoch aus Platzgründen nicht mehr möglich, wenn kleine Kreisquerschnitte von 3 mm, 2 mm oder darunter auszustanzen sind. Gerade aber bei diesen kleinen Querschnitten bleiben die ausgestanzten Teile ob ihren geringen Gewichtes besonders leicht am Oberwerkzeug hängen oder kleben, was verursacht sein kann beispielsweise dadurch, daß die zu verarbeitenden Bleche gefettet sind oder daß die ausgestanzten Teile durch den Schnittdruck flächig am Oberwerkzeug stark haften.

Man hat auf mannigfache Weise versucht, diesem besonderen Problem durch spezielle Ausbildung des Oberwerkzeuges zu Begegnen. So sind beispielsweise Oberwerkzeuge mit dachförmig ausgebildeten Vorderflächen versehen worden, um dem auszustanzenden Teil eine gewisse Winkelung zu geben, damit es sich in der Bohrung des Unterwerkzeuges verkeilt und sich auch durch Rückfederung von der aufgeprägten Winkelform vom Oberwerkzeug abhebt. Hierdurch entsteht jedoch ein Schnittwerkzeug, dessen Oberteil an Stabilität eingebüßt hat und insbesondere an den Ecken der Dachform verhältnismäßig schnell verschleißt.

Auch ist versucht worden, den Schneidspalt zwischen Bohrung des Werkzeugunterteiles und Werkzeugoberteil enger auszubilden. Auch Hiermit geht jedoch ein erhöhter Verschleiß des Werkzeuges einher, was sich auf die Werkzeugstandzeit auswirkt, und es müssen die aufzuwendenden Schnittkräfte vergrößert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug der eingangs genannten Art derart abzuändern bzw. weiter auszubilden, daß ohne nennenswerte Änderung des. Werkzeuges das ausgeschnittene Teil durch das Unterwerkzeug bzw. die Schnittbuchse festgehalten wird, wobei die Möglichkeit bleiben soll, daß sich die nach dem derzeitigen Stand der Technik optimalen Kentnisse über die Schneidspaltgröße, die abhängig ist von der Dicke und Härte des zu bearbeitenden Materials sowie von dem Durchmesser des auszustanzenden Butzens, beibehalten werden können. Die Erfindung soll sich dabei richten auf das Ausstanzen von Teilen mit einem Durchmesser unter 3 mm.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist ausgehend von einem Schnittwerkzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Bohrung des Unterwerkzeuges wenigstens eine sich in Stanzrichtung erstreckende, nutförmige Erweiterung geringer Tiefe aufweist und daß die in Stanzrichtung gehende Länge der Erweiterung mindestens der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges in die Bohrung des Unterwerkzeuges entspricht. Dabei kann die Erweiterung sich parallel zur Stanzrichtung über eine Länge von der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges in die Bohrung des Unterwerkzeuges erstrecken.

Als vorteilhaft hat es sich aber auch erwiesen, daß die

Erweiterung sich schraubengangförmig mit flacher Steigung gegenüber der Bohrungsachse über den konischen Teil der Bohrung erstreckt.

Ausgehend von einem nach den Gesichtspunkten des derzeitigen Standes der Technik bemessenen Stanzwerkzeug haben diese erfindungsgemäßen Maßnahmen die Wirkung, daß sich an den auszustanzenden Teil im Bereich der Nut ein wenn auch nur sehr kleiner Vorsprung ausbildet, der sich gegen Ende des Stanzvorganges mit der Bohrungswandung des Unter- ₎₀ Werkzeuges verklemmt und beim Rückgang des Oberwerkzeuges das ausgestanzte Teil sicher in der Bohrung des Unterwerkzeuges festhält. Soweit die Erweiterung sich parallel zur Stanzrichtung erstreckt, geschieht das genannte Verklemmen dadurch, daß das ausgestanzte Teil über die Längserstreckung der Nut hinausgeschoben wird. Soweit die Ereiterung schraubengangförmig verläuft, verklemmt sich das ausgestanzte Teil dadurch, daß es vermöge der stanzkraftbedingten Reibung gegenüber dem Oberwerkzeug die durch den schraubengangförmigen Verlauf der Nut gegebene Drehung nicht mitmachen kann.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist also sichergestellt, daß die ausgestanzten Teile nicht mit dem Oberwerkzeug wieder hochkommen und in den weiteren Bearbeitungsprozeß mitgeführt werden können, wo sie zur Störung der Werkzeuge und auch zu deren Zerstörung führen können.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen die im Blech durch den Stanzvorgang entstehende Öffnung keine Beeinträchtigung erfährt, da diese von dem kreisrunden Querschnitt des Oberwerkzeuges bestimmt wird.

Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäßen Nuten auch zu mehreren vorzugsweise symmetrisch über den Umfang der Bohrung des Unterwerkzeuges verteilt vorgesehen werden können.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß bei schraubengangförmigem Verlauf der Erweiterung deren Steigung gegenüber der Achse der Bohrung des Unterwerkzeuges im Bereich zwischen 10° und 20° liegt, wobei besonders gute Ergebnisse bei einer Steigung von 12° erzielt wurden.

Was die Dimensionierung der Erweiterung betrifft, so ist diese abhängig von der Stärke des zu verarbeitenden Bleches sowie der Härte bzw. Festigkeit des Blechmaterials. Es hat sich gezeigt, daß zweckmäßig die Tiefe der Erweiterung im Bereich zwischen 5 μηι und ²A₀ mm liegt. Dabei liegt der regelmäßige Zusammenhang der Tiefe der Erweiterung mit der Stärke des zu verarbeitenden Blechmaterials dort, daß bei dünnen Blechen geringe Tiefen der Erweiterung ausreichen, während bei dickeren Blechen die höheren Tiefen zu wählen sind. Aus der Tiefenabmessung der Erweiterung ergibt sich schließlich auch deren natürliche Breite, die bei tieferen Erweiterungen größer ist als bei sehr geringfügigen Erweiterungen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Schnittwerkzeug in Seitenansicht mit geschnittenem Unterwerkzeug und

F i g. 2 das Unterwerkzeug gemäß F i g. 1 in Draufsicht.

Gemäß F i g. 1 besteht das Schnittwerkzeug aus einem Oberwerkzeug 1 in Form eines kreiszylindrischen Schnittstempels mit quer zur Arbeitsrichtung 2 gelegenen, ebenen Vorderfläche 3 und einem Unterwerkzeug 4 in Form einer sog. Schnittbuchse. Diese weist gegenüber dem Schnittstempel 1 eine zu diesem passende Bohrung 5 auf, die sich fortgehend von dem zu bearbeitenden Blech 6 konisch erweitert, beispielsweise um einen Winkel von 0,5°.

An die konische Bohrung 5 schließt sich noch eine größere zylindrische Bohrung 7 an, durch die die ausgestanzten Teile frei nach unten fallen können.

Wie aus F i g. 1 zusammen mit der Darstellung in F i g. 2 ersichtlich, weist die konische Bohrung 5 zwei schraubengangförmig verlaufende Nuten 8 auf, deren Tiefe 9 je nach Beschaffenheit und Dicke des Blechmaterials 6 sowie dem Durchmesser des auszustanzenden Teiles im Bereich von 1 μπι bis ²Ao mm liegen, wobei die niedrigeren Maße für dünne Bleche und kleine Teilquerschnitte gelten, während die höheren Maße für dickere Bleche und größere Teilquerschnitte einzusetzen sind. Von der Tiefe der nutförmigen Erweiterung 8 hängt selbstverständlich deren Breite 10 in proportionaler Weise ab.

Die Wirkung des so beschriebenen Werkzeuges liegt darin, daß sich am auszustanzenden Butzen 11 eine der Nut 8 bzw. den Nuten 8 im Verlauf des Schnittvorganges eine entsprechende »Nase« ausbildet. Wird der ausgestanzte Butzen 11 in die Bohrung 5 weiter eingeschoben, so verklemmt sich diese Nase mit der Begrenzungskante der Nut 8, da der Butzen 11 die an sich durch den schraubengangförmigen Verlauf der Nut 8 gegebene Drehbewegung wegen der hohen Reibkräfte gegenüber dem Schnittstempel 1 nicht mitmachen kann. Dadurch wird der Butzen 11 im Unterwerkzeug 4 verklemmt, so daß er mit dem Schnittstempel 11 nicht mehr nach oben hochgehen kann. Bei dem nachfolgenden Ausschnitt weiterer Teile werden,diese durch die jeweils nachfolgenden Teile innerhalb der Bohrung 5 weiter nach unten vorgeschoben, so daß sie vermöge der Konizität der Bohrung 5 langsam aus der geschilderten Verklemmung freikommen und nach unten fallen können.

Eine Variante des anhand der F i g. 1 und 2 dargestellten Schnittwerkzeuges kann darin bestehen, daß die Nut 8 einen parallel zur Bohrungsachse 12 liegenden Verlauf erfährt und ihre von dem Blech 6 sich entfernende Länge derart bemessen wird, daß sie der Eintauchtiefe des Schnittstempels 1 in die Bohrung 5 entspricht. Taucht also beispielsweise der Schnittstempel 1 etwa 1 mm in das Unterwerkzeug 4 bzw. dessen Bohrung 5, so erhält die Nut 8 eine Längserstreckung von 1 mm und endet dort. Die Wirkung dieser Variante ist dann entsprechend dem vorstehend Gesagten derart, daß die sich durch die Nut 8 ausbildende »Nase« über das Ende der Nut hinausgeschoben wird und sich dort mit der Wandung der Bohrung 5 verklemmt.

Für die Ausbildung des Unterwerkzeuges hat es sich als zweckmäßig erwiesen, der Bohrung 5 gegenüber der Achse 12 eine Konizität im Bereich von 8' bis 60' zu geben, was jedoch selbstverständlich ebenfalls wieder von der Beschaffenheit des zu verarbeitenden Materials 6 abhängt. Grundsätzlich muß das Bestreben dahin gehen, die ausgestanzten Teile so bald wie möglich von der Wandung der Bohrung 5 freizubekommen, damit der für das Nachschieben weiterer Teile erforderliche Energieaufwand möglichst gering bleibt. Im übrigen können die gegenseitigen Abmessungen des oberen Querschnittes der Bohrung 5 einerseits und des Schnittstempels 1 andererseits im Hinblick auf die Bildung des Schneidspaltes im Rahmen des Üblichen gewählt werden.
Was den Steigungswinkel einer schraubengangförmig

verlaufenden Nut 8 betrifft, so kann dieser gegenüber der Achse 12 im Bereich von 10 bis 20° liegen. Gute Erfahrungen wurden bei einem Steigungswinkel von 12° gemacht.
Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß das durch den Stanzvorgang im Blech 6 entstehende Loch bezüglich seiner Kreisform keine Beeinträchtigung erfährt, da diese durch die ja ungeänderte Kreisquerschnittsform des Schnittstempels i bestimmt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schnittwerkzeug für Stanzmaschinen zum Ausstanzen von Teilen mit einem Durchmesser unter 3 mm aus Blechen mit einem kreiszylindrisehen Oberwerkzeug mit ebener, senkrecht zur Achse des Oberwerkzeuges gelegener Stirnfläche der Größe des auszustanzenden Teiles und einem ungeteilten Unterwerkzeug in Form einer Schnittbuchse mit zylindrischer oder einer sich ggf. daran anschließend vom zu bearbeitenden Blech fort mit geringer Konizität erweiternden Bohrung, deren blechseitiger Anfangsquerschnitt dem des auszustanzenden Teiles entspricht, wobei zwischen Außendurchmesser des Oberwerkzeuges und Anfangsquerschnitt der Bohrung des Unterwerkzeuges eine geringe Differenz zur Bildung eines Schneidspaltes gegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (5) des Unterwerkzeuges (4) wenigstens eine sich in Stanzrichtung (2) erstreckende, nutförmige Erweiterung (8) geringer Tiefe aufweist und daß die in Stanzrichtung (2) gehende Länge der Erweiterung mindestens der Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges (1) in die Bohrung des Unterwerkzeuges (4) entspricht.

2. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (8) sich schraubengangförmig mit flacher Steigung gegen- über der Bohrungsachse (12) über den konischen Teil der Bohrung (5) erstreckt.

3. Schnittwerkzeug nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung im Bereich zwischen 10? und 20° liegt.

4. Schnittwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung bei 12° liegt.

5. Schnittwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Erweiterung im Bereich zwischen 5 μπι und ²/io mm liegt.