DE3508172A1 - Werkzeug zum gleichzeitigen feinausschneiden von innen- und aussenkonturen aus einem planblech - Google Patents

Description

ELEKTROAKUSZTIKAI GYAR 6. 3. 1985

Fogarasi ut 5 D 6133

Budapest/Ungarn

Werkzeug zum gleichzeitigen Peinausachneiden von Innen- und Aussenkonturen aus einem Plantfech

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum gleichzeitigen Peinausachneiden von Innen- und Aussenkonturen aua einen Planblech, das mit einen Schnittst enpel und einer Schnittplatte für die Ausaenkontur, mit einen Lochstenpel für die Innenkontur, sowie nit einem Ausstosser des Lochabfalles und einen Auswerferring des Werkstückes versehen ist. Das erfindungsgemasse Werkzeug kann zu den rissfreien, feinflächigen Ausscheiden und Ausstanzen von Innen- und Aussenkonturen mit verhältnisnä3sig enfacherer Geometrie besonders vorteilhaft verwendet werden.

In der Peinmechanik, bzw. bei der Herstellung von ringähnlichen Konstruktionsteilen der LIaschinenindustrie, der chemischen Industrie sowie der Haushaltsmaschinenindustrie werden das Ausschneiden und Ausstanzen von Planblechen mit einer Dicke von 2 bis 25 mn öfters notwendig. Zu diesen Zwecke wird das sog. Peinausschneiden angewendet, wobei an einer speziel dazu ausgebildeten Pressmaschine mit drei voneinander unabhängig einstellbaren Kräften (Kegelring-Einpresskraft, Schnittkraft, Gegenkraft) entlang einer vorher gegebenen Kontur das Ausschneiden erfolgt.

Die feine Qualität der Schnittfläche entsteht dabei dadurch, dass die seitliche Bewegung des LIaterials des Werkstückes entlang der äusseren Kontur durch einen Kegelring der Schnittplatte verhindert wird, während dessen entlang der Innenkontur durch das Aneinanderpressen des Schnittstempels und des Gegenstückes eine relative Bewegung zwischen dem Werkstück und den Werkzeug ermöglicht wird.

Dieses bekannte Vorgehen ist mit den Nachteilen belästigt, dass die Herstellung des speziellen Werkzeuges kostspielig ist und dass eine spezielle, ebenfalls teure Pressmaschine benötigt ist. Auf eine gegebene Schnittlänge bezogen steigern sich im weiteren die Kosten des Werkzeuges und der Liaschine sprunghaft mit der Vergrösserung der Dicke des auszuschneidenden Planblechs, besonders bei Stahlblechen über 5 mm Dicke.

Die Anwendungsmöglichkeiten des bekannten Peinausschneiden sind auch mit Hinsicht auf die Zusammensetzung der Legierungen der Planbleche begrenzt. Unlegierter Kohlenstoffstahl mit einem C-Gehalt oberhalb 0,7 % kann nur mit ausserordentlicher Sorgfältigkeit oder gar nicht wegen des Entstehens vom Zementit riasfrei geschnitten werden. Bei den legierten Kohlenstoffstahlen wird die SchnittquaIitat neben der Zementit-Entstehung auch durch die Neigung zur Carbidbildung der Legierungseleraente verschlechtert.

Der selbe Werkzeugaufbau wird auch an Einfach-Stanzmaschinen angewendet, das aber mit den gleichen Nachteilen verbunden ist wie vorher erwähnt.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Peinschnittsflächen ist aus dem Zeitschrift Bulletin Japanese Society of Mechanical Engineers (1970, Band 13, Heft 59, S 737 bis 753) vorbekannt, wobei zwei Schnittplatten gegenüber einander zu dem Prezisionsaus3chneiden verwendet werden. Die zwei Schnittplatten sind als aktive Schnittelemente anzusehen, die während des Ausschneidens eine plastische Deformation, eine Zerspanung und eine scheinbare Quasi-Zerspanung verursachen. Das eine Element ist mit einer herausragenden Schnittkante versehen. Dem Werkzeug sind noch ein Ausstoss- bzw. Ausschnittsterapel zugeordnet, der gegenüber der Hauptschnittsrichtung nach Beenden der Punktion der Schnittplatten den Werkstück ausschneidet und in einem weiteren

Arbeitsgang ihn aua den Grat auswirft.

Bei diesen Verfahren wird der Prinzip des sog. "Rasierens" angewendet, der auf dem Abschneiden der Zugaben entlang der Kontur und dem Fliesspressen des Gratea beruht. Der Werkstück wird aus den Grat durch ein der bisherigen Hauptschnittsrichtung entgegengerichtetes Ausachneiden mit einem weiteren aktiven Element befreit. Dieses erfolgt unter den hydrostatischen Krafteinwirkungen des Zusammenpressen des Grates ohne Risse oder Brüche.

Fast das selbe gratfreie Peinausschneiden ist in der Zeitschrift "Werkstattechnik Z. ind. Fertig." (1975/4, S. 1984) abgeschrieben, das sich von den bisherigen nicht unterscheidet.

Der wesentlichste Uachteil der bisher beschriebenen bekannten Verfahren kann darin erblickt werden, dass zur Ausbildung der Innenkonturen jeweils ein entsprechend vorbereitetes, vorgestanztes Planblech benötigt wird, und dasa zum Ausschneiden der Aussenkonturen vorher gegebene Zugaben notwendig sind, von dere Abmessungen die Qualität der Schnittfläche abhängt. Zu den beiden Verfahren müssen spezielle Zweifach-Stanzmaschinen oder die einzelnen Kräfte voneinander abtrennende teure FeinatanznaschLnen benutzt werden.

Zur genauen Abtrennung von Planblechen wird in HU-PS 177 170 ein Verfahren mit seitlichem Fliesspressen beschrieben. Anstatt der konventionellen Scherenabtrennung wird hiebei entlang einer nicht geschlossenen Kontur ein Schnittwerkzeug mit parallellen Schnittkanten aus vier aktiven Werkzeugelementen verwendet. Die vier SIeraente sind der federnde Abpresstempel, der befestigte Gegensterapel, der bewegende und der stillstehende Fliesspresstempel mit kegeliger Kantenausbildung. Diese bekannte lösung kann bei dem Ausschneiden oder Ausstanzen von geschlossenen Konturen nicht Anwendung finden, nur bei dem Zerstückung von Tafelblechen.

χ Der 3rfladung wird die Aufgabe zu Grunde gelegt, ein 7/erkzeug zum gleichzeitigen Feinausschneiden von Innen- und Aussenkonturen aus einem Planbleoh zu schaffen, das bei einer verbesserten Flächenqualität der Schnittfläche nicht nur an kostspieligen speziellen Stanznaschinen, sondern auch z. B· an Einfach-Stanzmaschinen anwendbar ist, wobei die Werkzeugkonstruktion verhältnisnässig einfach und kostengünstig ist. Hit dem neuen Werkzeug sollen grössere Schnittiefen ermöglicht werden und auch legierte Stahle mit höherem G-Gehalt bearbeitbar sein.

Der erfindungsgemässen Weiterentwicklung entsprechend sind der Schnittstempel und die Schnittplatte mit jeweils einer kegeligen Ringfläche zur Erzeugung eines hydrostatischen Druckes und eines radialen Pliessens in der Schnittebene der Aussenkontur versehen. Gegenüber dem Lochstempel ist ein Fliesspressterapel angeordnet, der mit einem einen hydrostatischen Druck in der Schnittebene der Innenkontur erzeugenden und den lochabfall an die Innenkontur fliesspreasenden Fliesspresskegel versehen ist. Dadurch wird ermöglicht, das Feinausschnittwerkzeug auch an Einfach-Stanzaaschinen zu verwenden, die Qualität der Schnittfläche zu verbessern und auch härtere Uaterialen zu bearbeiten.

In einer erfindungsgemäss vorteilhaften Ausführungsforra ist ausserhalb der kegeligen Ringflächen jeweils eine radiale Druckfläche an den Ringflächen angeschlossen. Die Ringflächen, die Druckflächen sowie der Fliesspressterapel des Lochabfalles können den Formen der auszustanzenden Innen- und Aussenkonturen entsprechend ausgebildet sein.

In einer weiteren, erfindungsgenäss vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Schnittstenpel innerhalb der Druckfläche eine herausragende Schnittkante vorgesehen, wobei der Abstand zwischen den Fliesspresstempel des

Lochabfallea und der Schnittkante nit der Dicke dea auszustanzenden Planblechea proportional aein kann.

Im Sinne der Erfindung iat im weiteren vorteilhaft, wenn der Abatand zwiachen der Druckfläche und der Schnittkante des Schnittatempela mit der Dicke dea auszustanzenden Planblechea proportional iat.

Erfindungagemäss kann ea noch vorteilhaft aein, wenn der ',Vinkel dea Fliesspresskegela dea Flieaspreastempela mit dem auazuatanzenden Durchneaaer proportional iat. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von einen Auaführungabeiapiel mit Bezug auf die beigelegte Zeichnung näher erläutert.

In der einzigen Figur der Zeichnung iat eine Ausführungaform dea erfindungagemäaaen Werkzeuges im achematischen Schnitt dargestellt.

Wie aus der Figur eraichtlich, iat die dargestellte Ausführungaform dea erfindungagemassen Werkzeugea mit einen Schnittsteapel 1 und einer Schnittplatte 2 versehen, die jeweils durch eine obere Aufspannplatte 15, bzw. untere lufspannplatte 14 an einem Drückachlitten 9, bzw. an einem LIaschinentisch 8 einer Einfach-Stanzmaschine montiert sind. An dem Schnittatempel 1 iat eine kegelige Ringfläche 4 ausgebildet, woran innerhalb der Ringfläche 4 eine radiale Druckfläche 11 angeachlosaen iat. Innerhalb der Druckfläche 11 iat eine Schnittkante 10 angeordnet, die aua der Druckfläche 11 hinausragt.

Der auazubildenden Innenkontur 6 entsprechend ist in dem Schnittatempel 1 ein Flieaspreaatempel 7 angeordnet, der mit einem Zwangauaatoaaer 22 verbunden und durch eine Feder 12 an der Aufspannplatte 15 abgestützt ist.

An der Schnittplatte 2 ist gegenüber der Ringfläche 4 dea Schnittatempela 1 ebenfalla eine kegelige Ringfläche 4 ausgebildet, woran der Druckfläche 11 des Schnittstempels 1 gegenüberliegend ebenfalla eine Druck-

fläche 11 angeschlossen ist. Die Form der Schnittkante IO dea Schnittaterapela entapricht der Form der auazuatanzenden Auaaenkontur 3, die in der Schnittplatte 2 innerhalb der Druckfläche 11 auagebildet iat. Dem Fliesspressterapel 7 gegenüberliegend iat ein Lochstempel 13 angeordnet, der an der unteren Aufapannplatte 14 anliegt· Rund herum den Lochatempel 13 und im Inneren der Schnittplatte 2 iat ein Auawerferring 17 vorgeaehen, der durch Auawerferbolzen 18 an einer Auawerferplatte 19 angeachloaaen iat, der aeineraeita durch eine energielagernde Feder 20 federnd abgeatützt iat.

Zwiachen dem Schnittatempel 1 und der Schnittplatte 2 iat ein Planblech 5 angeordnet, woraua ein V/erkatück 16 auagebildet wird. Der Lochabfall iat mit 21 angedeutigt.

iTach Beginn dea Hubes der Stanzmaachine erreicht die Schnittkante 10 dea Schnittaterapela 1 daa Planblech 5, wonach die gegenübereinander liegenden kegeligen Ringflächen 4 entlang der Auasenkontur 3 daa Material dea Planblechea 5 radial nach auaaen flieaapreaaen, während deaaen daa Material mit den Druckflächen 11 geataucht wird.

Gleichzeitig bewegt aich der Flieaapreastempel 7 gegen der Kraft der Feder 22 rückwärts und liegt an der oberen Aufapannplatte 15 feat auf. Danach flieaapreaat der Flieaapreaakegel dea Flieaapreaatempela 7 entlang der Innenkontur 6 daa Material dea Planblecha 5 in radialer Richtung auf die Schnittebene. In dieaer Wgiae entateht sowohl bei der Innenkontur 6 ala auch bei der Auaaenkontur 3 ein hydrostatiacher Druck in den Material dea auazustanzenden Planblecha 5, aodaaa an den Schnittflächen keine Riaae oder Brüche entstehen können. Der ganze Arbeitsvorgang erfolgt also nur unter Schneidebeanapruchung.

Nach. Erreichen dea unteren Ende dea Hubea bewegt aich der Drückachlitten 9 nach oben, und der auageatenzte Werkstück 16 wird durch die energielagernde Feder 20, die Auawerferplatte 19, die Auawerferbolzen 18 und den Auawerferring 16 aus dem Werkzeug entfernt.

Gleichzeitig wird der Lochabfall 21 durch den Zwangauaatoaaer 22 der !.laachine aus den Werkzeug hinauageworfen.

Id Sinne der Erfindung iat ea zweckmäasig, die Portnen der Ringflächen 4 und der Druckflächen 11 der Auaaenkontur 3, bzw. die dea Fliesspressterapels 7 der Innenkontur 6 entaprechend auszubilden.

Der Dicke dea auazuatandes Planblecha 5 entaprechend werden der Abatand des unteraten Punktes des Fliessrpresstenpels 7 und der Schnittkante 10 des Schnitt-Stempels 1 sowie der Winkel der kegeligen Ringflächen 4, die Breite der Druckflächen 11 und der Maas der Hinauaragena der Schnittkante 10 im Vergleich zu der Druckfläche 11 gewählt. Der Winkel des Fliesspresakegela dea FIieaapresaterapela 7 wird der Menge dea Lochabfallea 21 entsprechend beatimnt. Dieae Beneaaungaaufgaben bereiten den Durchachnittafachnann keine Schwierigekeiten, sodasa eine ausführlichere Darstellung dabei nicht benötigt wird.

- io-

- Leerseite -

Claims (7)

Patentanaprüche

1. 'werkzeug zun gleichzeitigea Feinauaschneiden von Innen- und Auaaeakonturen aua einen Planblech nit einen Schnittatecpel und einer Schnittplatte der Auaaenkontur, nit einen Lochatenpel der Innenkontur, aowie mit einen Auaatoaaer dea Lochabfallea und einen Auawerferring dea Werkatückea, dadurch gekennzeichnet, daaa der Schnittatenpel (1) und die Schnittplatte (2) mit jeweila einer kegeligen Ringfläche (4) zur Erzeugung einea hydraatatiachen Drucke3 und einea radialen Plieaaena ia der Schnittebene der Auaaenkontur (3) ver-3ehen aind, und dasa gegenüber den Lochatenpel (13) ein Plieaapreaatenpel (7) angeordnet iat, der nit einen einen hydroatatischen Druck in der Schnittebene der Innenkontur (6) erzeugenden und den Lochabfall (21) an die Innenkontur (6) flieaspressenden Plieaapreaakegel veraehen iat.

2. 7/erkzeug nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, daaa ea an einer Sinfach-Stanznaachine nontiert iat.

3. Werkzeug nach Anapruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

COFY

zeichnet, dass ausserhalb der kegeligen Ringflächen (4) jeweils eine radiale Druckfläche (11) an den Ringflächen (4) angeschlossen ist.

4. Y/erkzeug nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Ringflächen (4), die Druckflächen (11) sowie der Fliesspresstempel (7) des Lochabfalles (21) den Formen der auszustanzenden Innen- und Aussenkonturen
entsprechend ausgebildet sind.

5. Werkzeug nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schnittstetnpel (1)

innerhalb der Druckfläche (11) eine herausragende Schnittkante (10) vorgesehen ist, und der Abstand zwischen dem Fliesspresstempel (7) des Lochabfalles (21) und der
Schnittkante (10) mit der Dicke des auszustanzenden
Planbleches (5) proportional ist.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der
Druckfläche (11) und der Schnittkante (10) des Schnittsteapels (1) mit der Dicke des auszustanzenden ?lan-

bleches (5) proportional ist.

7. Y/erkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel des Pliesspresskegels des Fliesspresstempels (7) mit dem auszustanzenden Durchmesser proportional ist.