DE3739029C2

DE3739029C2 - Stanz- bzw. Nibbelverfahren und Vorrichtung hierfür

Info

Publication number: DE3739029C2
Application number: DE19873739029
Authority: DE
Inventors: Kinshiro Naito; Yoshio Imamura
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2007-11-18
Also published as: IT1223157B; GB8727016D0; GB2197814A; ATA305587A; FR2606683B1; FR2606683A1; DE3739029A1; AU596465B2; AU8133787A; GB2197814B; USRE34602E; US4771663A; IT8722700A0; AT389247B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 2 und 3. Im Besonderen befaßt sich die Erfindung mit einem Mehrstufen-Stanzverfahren und einer Vorrichtung zum Stanzen eines Werkstückes in mehreren Stufen, insbesondere einem Verfahren zum Stanzen eines Werkstückes in mehreren Stufen ohne die Bildung von Graten, Umrollungen, Durchbiegungen, Schrammen und dergleichen.

Aus der DE-OS 21 49 780 ist ein Nibbelwerkzeug bekannt, welches einen Stanzstößel mit einer in einer Radialebene des Stanzstößels umlaufenden Schneidkante aufweist. Konzentrisch zu dieser Schneidkante ist auf der Unterseite des Stanzstößels ein zylindrisches Kopfteil angeordnet, dessen Durchmesser um die Hälfte der maximal zulässigen "Vorschublänge-je-Hub" kleiner ist als der Außendurchmesser oder die Weite des Stanzstößels im Bereich der Schneidkante. Das Kopfteil wird während eines Nibbel- Vorganges nicht aus dem hierbei erzeugten Schlitz zurückgezogen und begrenzt dadurch den maximalen Werkstückvorschub je Hub. Das je Hub ausgestanzte Abfallstück weist die Gestalt einer Mondsichel auf. Die hierbei erzeugte Schnittkante in dem Werkstück setzt sich aus einer Vielzahl von Zylinder-Wandungsabschnitten zusammen und ist äußerst rau und scharfkantig. Die Wärmeentwicklung beim Stanzen und der Verschleiß der Schneidkante sind relativ hoch. Nur ein Bruchteil der je Stanz-Hub erzeugten Schnittkante entspricht später der tatsächlichen Werkstück- Schnittkante.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Stanzen eines blechähnlichen Werkstückes und eine zur Durchführung dieses Verfahrens vorgesehene Vorrichtung zu schaffen, welches bzw. welche es ermöglicht, glatte Schnittkanten zu erhalten, welche keiner Nachbearbeitung bedürfen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen 1, 2 und 3 angegebenen Merkmalskombinationen gelöst.

Erfindungsgemäß wird demnach ein Verfahren geschaffen bei welchem ein blechähnliches Werkstück in mehreren Stufen mit Hilfe einer Presse, einer Stanzbearbeitung unterzogen wird, wobei die Presse ein Preßwerkzeug bzw. eine Unterstanze und ein Schlagglied enthält. Die entsprechende Vorrichtung umfaßt einen Stanzstempel mit unterschiedlich hohen Schneidteilchen, der eine axial vorstehende Schneide, eine eben verlaufende Schneide und eine Zwischenschneidkante hat, die zwischen den beiden Rändern verläuft, wobei die Schneidkanten im folgenden entsprechend als unterer vorderer, oberer hinterer und als Zwischenwand bezeichnet werden. Das Werkstück wird schrittweise in einer horizontalen Ebene in einer vorbestimmten Richtung vorgeschoben. Jener Stanzstempel mit unterschiedlich hohen Stanzflächen wird durch das Schlagglied bei einem ersten Hub bzw. einer ersten Stufe derart beaufschlagt, daß der untere vordere Rand des Stanzstempels das Werkstück im Zusammenwirken mit dem Preßwerkzeug bzw. der Unterstanze teilweise durchtrennt. Durch wiederholtes Beaufschlagen jenes Stanzstempels mit unterschiedlich hohen Stanzflächen in aufeinanderfolgenden Stufen wird durch den Zwischenrand desselben das Werkstück zerkleinernd durchtrennt und der durchgetrennte Abfall von dem Werkstück kringelförmig in einer Ausnehmung der Unterstanze in dieser Stufe gebracht, wobei der untere vordere Rand des Stanzstempels wiederholt durch das Schlagglied bei einem Hub zwischen einer Höhe unterhalb des Werkstücks und einer Höhe innerhalb der Dicke des Werkstücks beaufschlagt wird, und abschließend der Stanzstempel mit unterschiedlich hohen Stanzwirkflächen in einer letzten Stufe derart beaufschlagt wird, daß der obere Rand desselben den gekringelten Abfall von dem Werkstück abtrennt, um den Mehrstufenstanzvorgang im Zusammenwirken mit der Unterstanze zu beenden.

Um den vorstehend genannten zweiten Zweck zu erfüllen, zeichnet sich eine Vorrichtung mit einem Schlagglied zum Stanzen eines blechähnlichen Werkstückes nach der Erfindung dadurch aus, daß folgendes vorgesehen ist:

(a) ein Stanzstempel mit unterschiedlich hohen Stanzwirkteilen, der einen unteren vorderen Rand, einen oberen hinteren Rand und einen Zwischenrand hat, der zwischen den beiden Rändern verläuft,
(b) ein Preßwerkzeug bzw. eine Unterstanze, die eine Ausnehmung unterhalb des Werkstückes hat und die passend zu dem Stanzstempel mit unterschiedlich hohen Stanzwirkteilen ausgelegt ist,
(c) eine Einrichtung zum Bewegen des Werkzeuges in einer horizontalen Ebene in vorbestimmte Richtungen,
(e) eine Einrichtung zum Steuern der Hübe des Stanzstempels mit unterschiedlich hohen Stanzwirkteilen derart, daß in einer ersten Stufe der untere vordere Rand desselben teilweise im Zusammenwirken mit der Unterstanze das Werkstück durchtrennt, wobei in aufeinanderfolgenden Hüben der Zwischenrand desselben das Werkstück zerkleinernd durchtrennt und den Abfall des Werkstücks in Kringelform in die Ausnehmung der Unterstanze bringt, und wobei bei einem letzten Hub bzw. in einer letzten Stufe der obere hintere Rand desselben den kringelförmigen Abfall von dem Werkstück abtrennt, um den Mehrstufen-Stanzvorgang im Zusammenwirken mit der Unterstanze abzuschließen.

Die Einrichtung zur Steuerung der Hübe des Stanzstempels mit unterschiedlich hohen Stanzwirkteilen weist folgendes auf:

(a) eine Zylindereinrichtung zum Bewegen eines Kol bens, der an einem vertikal beweglichen Preßstempel zur Schlagbeaufschlagung des Stanzstempels mit unterschied lich hohen Stanzwirkteilen versehen ist,
(b) einem Codie rer, der für den Kolben der Zylindereinrichtung vorge sehen ist, um eine vertikale Bewegung des Kolbens zu de tektieren,
(c) einem Positionsdetektor, der mit dem Co dierer verbunden ist, um ein Stanzstempelpositionsrück kopplungssignal zu erzeugen,
(d) eine hydraulische Schal tung, die ein Servoventil zur gesteuerten Betätigung der Zylindereinrichtung hat, und
(e) eine Servoventilsteuer einrichtung zum Steuern der hydraulischen Schaltung auf der Basis eines vertikalen Stanzstempelpositionsrückkopp lungssignals, der Sollwerte für die vertikale Stanzstem pelpositionsdaten und Daten hinsichtlich der vertikalen Stanzstempelgeschwindigkeit.

Ferner weist die Einrichtung zum Steuern der Hübe des Stanzstempels mit unterschiedlich hohen Stanzwirkteilen folgendes auf:

(a) eine erste hydraulische Einrichtung, die einen ersten Zylinder enthält, um eine vertikale Po sition des Stanzstempels mit unterschiedlich hohen Stanz wirkteilen jedesmal dann zu bestimmen, wenn der Stanz stempel wiederholt durch das Schlagglied den aufeinander folgenden Hüben durch einen Schlag beaufschlagt wird, so daß der Zwischenrand desselben das Werkstück zer kleinernd und den Abfall des Werkstückes kringelförmig in die Ausnehmung der Unterstanze bringt und
(b) eine zweite hydraulische Einrichtung, die einen zweiten Zylin der enthält, der mit einer Distanzeinrichtung versehen ist, die zwischen dem Schlagglied und dem Stanzstempel wirkt, um eine vertikale Position des Stanzstempels mit unterschiedlich hohen Stanzwirkteilen zu bestimmen, wenn der Stanzstempel durch das Schlagglied der letzten Stufe beaufschlagt wird, so daß der obere hintere Rand dessel ben den kringelförmigen Abfall von dem Werkstück abtrennt.

Da beim Verfahren oder der Vorrichtung nach der Erfin dung eine viereckige oder eine runde Öffnung eines Werk stückes dadurch ausgebildet werden kann, daß das Werkstück in mehreren Stufen allmählich durchgestanzt wird, wobei sowohl die Stanzhübe (vertikale Bewegung) als auch die Werkstückvorschubposition (horizontale Bewegung) gleich zeitig gesteuert werden, ist es möglich, eine glatte durchgetrennte Fläche ohne die Bildung von Mängeln, wie Graten, Umrollungen, Durchbiegungen, Schrammen oder der gleichen zu erhalten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Verfah rens und der Vorrichtung zum Stanzen eines Blechmetall werkstückes in mehreren Stufen nach der Erfindung erge ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzug ten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht zur Verdeut lichung einer hydraulischen Revolverkopf- Stanzpresse, bei der das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung zur Anwen dung kommen,

Fig. 1B eine vergrößerte Seitenansicht der hydrau lischen Revolverkopf-Stanzpresse nach Fig. 1A,

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm einer Steuer schaltung der hydraulischen Revolverkopf- Stanzpresse nach der Erfindung,

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht zur Verdeutlichung eines Stanzstempels mit unter schiedlich hohen Stanzwirkteilen und einer Unterstanze bzw. eines Preßwerkzeuges, die bei der hydraulischen Revolverkopf-Stanz presse nach der Erfindung zur Anwendung kom men,

Fig. 4A bis 4D schematische Ansichten zur Verdeutli chung der Mehrstufenstanzvorgänge gemäß dem Verfahren nach der Erfindung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Stanzstufen des Stanzstempels beim Ver fahren nach der Erfindung, und

Fig. 6A bis 6D schematische Ansichten zur Verdeutli chung der Mehrstufenstanzvorgänge gemäß einer weiteren Ausbildungsform des Verfah rens nach der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1A und 1B wird nachste hend eine Revolverkopf-Stanzpresse näher erläutert, bei der das Verfahren nach der Erfindung zur Anwendung kommt.

Nach Fig. 1 ist eine Revolverkopf-Stanzpresse TP mit einem rechnergestützten Konstruktions- oder rechnerge stützten Herstellungssystem COA verbunden und sie ist beispielsweise in einer automatischen Metallblechbearbei tungsstraße angeordnet.

Die Revolverkopf-Stanzpresse TP weist ein Gestell FR auf. In dem Gestell FR sind ein oberer Revolverkopf und ein unterer Revolverkopf beide drehbar um eine vertikale Achse Z in einem vorbestimmten Abstand voneinander an geordnet. Eine Anzahl von Stanzstempeln ist in einer ho rozontalen x-y Fläche des oberen Revolverkopfes ange ordnet und eine Anzahl von Unterstanzen, die jeweils pas send zu den Stanzstempeln ausgelegt sind, sind in einer horizontalen Ebene des unteren Revolverkopfes angeordnet.

Eine Zylindereinrichtung CYL, die mit einem nach oben und unten beweglichen Preßstempel versehen ist, ist am Gestell FR angeordnet. Der Preßstempel ist über dem obe ren Revolverkopf angeordnet, um einen Stanzstempel mit einer Schlagbeanspruchung zu beaufschlagen, der sich dar unter befindet und um diesen zu der entsprechend passen den Unterstanze zu bewegen. Eine Y-Achsenführungsschiene YG ist an der Seitenfläche des Gestells FR vorgesehen. Ein bewegliches Element, das in der Y-Achsenrichtung durch einen Y-Achsenservomotor geführt ist, ist auf der Y-Ach senführungsschiene YG vorgesehen und ein Tisch TA mit freien Lagern ist an der oberen Fläche des beweglichen Teils befestigt.

Ein Schlitten CA ist in X-Achsenrichtung mittels eines X-Achsenservomotors beweglich, der am Y-Achsenende des Tisches TA vorgesehen ist. Ferner ist eine Werkstück spanneinrichtung zum Einspannen und Führen eines Werk stückes W, die auf dem Tisch TA in einer XY-Horizontal ebene vorgesehen ist, an dem Schlitten CA angebracht.

Bei der so ausgelegten Revolverkopf-Stanzpresse TP wird der Schlitten CA in einer X-Y-Ebene geführt und die Zylin dereinrichtung CYL wird durch ein numerisch gesteuertes System (NC-System) derart betrieben, daß ein Werkstück W in einer vorbestimmten Position plaziert werden kann und dann mit einer vorbestimmten Form gestanzt werden kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1B ist im Detail eine NC-ge steuerte Werkstückbewegungs/Positioniereinrichtung PD in einem Zwischenraum des C-förmigen Gestells FR angeord net. Das Werkstück W wird mit Hilfe einer Werkstückeinspannein richtung CL eingespannt und ist in einer Richtung senk recht zur Zeichenebene (X-Achsenrichtung) und in Rich tungen nach rechts und links (Y-Achsenrichtung) in Fig. 1B durch die Werkstückbewegungs/Positioniereinrich tung PD bewegbar.

Auf einem oberen Arm UAR des C-förmigen Rahmens FR ist in hängender Anordnung ein oberer Revolverkopf UT um eine obere Revolverkopfachse UAX drehbeweglich angeordnet. Ferner sind Stanzanordnungen der verschiedensten Ausbildungs formen konzentrisch an der oberen Fläche des oberen Re volverkopfes UT angebracht.

Eine Schlagbeaufschlagungseinrichtung STD ist an dem obe ren Arm UAR an einer entsprechend einer Stanzanordnung zugeordneten Position vorgesehen, die an dem oberen Revolverkopf UT angeordnet ist, sowie an einer solchen Stelle, die der Werkstückbewegungs/Positioniereinrichtung PD am nächsten liegt. Ein Schlagglied ST ist an dem unte ren Ende der Schlageinrichtung STD angebracht, um auf den Kopf des Stanzstempels P eine Schlagbeanspruchung aufzu bringen.

An einem unteren Arm LAR des C-förmigen Gestells FR ist ein unterer Revolverkopf LT drehbar um eine untere Revolverkopfachse LAX angeordnet. An diesem unteren Revolverkopf LT sind verschiedene Formwerkzeuge bzw. Unterstanzen D, die den verschiedenen Stanzstempeln P zugeordnet sind, in den zwei Achsen des Stanzstempels angeordnet, wobei die Unter stanzen passend zu den jeweiligen Stanzstempeln ausgelegt sind.

Der obere Revolverkopf UT und der untere Revolverkopf LT sind mit Hilfe eines Servomotors SRV angetrieben, der in einem Säulenteil COL des C-förmigen Gestells in derselben Richtung mit demselben Winkelhub mit Hilfe einer Kette CH, einer Zwischenwelle IS, zwei oberen und unteren Ket ten UCH und LCH, den oberen und unteren Revolverkopfach sen UAX und LAX angeordnet ist.

Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm zur Verdeut lichung des NC-Systems und der Steuereinrichtung für die Zylindereinrichtung CYL sowie ihre hydraulische Schaltung HYD.

In Fig. 2 ist die Zylindereinrichtung CYL mit einem Kol ben 7b und einem Preßstempel 7c versehen, der in verti kaler Richtung (Z-Achse) beweglich ist und mit dem Kolben 7b verbunden ist. Ferner ist mit CL eine Werkstückspann einrichtung bezeichnet. Mit P ist ein Stanzstempel be zeichnet. Mit D ist eine entsprechende Unterstanze bezeich net. Auf der unteren Fläche des Zylindergehäuses 7a ist ein Positionsdetektor 25 angebracht, die eine Rolle hat, die in Kontakt mit dem Preßstempel 7c bringbar ist, um die Bewegung des Preßstempels 7c in Form eines Impulssi gnales PS zu detektieren.

Die hydraulische Schaltung HYD umfaßt eine Hydraulikpumpe OP und ein Servoventil 27, das zwischen einer oberen Kam mer und einer unteren Kammer des Zylindergehäuses 7a un ter Verwendung von zwei Hydraulikleitungen OL₁ und OL₂ vorgesehen ist. Ein Druckdetektor 29 ist für die Hydrau likleitung OL₁ vorgesehen, um den Druckmitteldruck in der Leitung in Form eines elektrischen Signals zu detektieren.

Das NC-System NC umfaßt eine NC-Dateneingabeeinheit 31, eine Hauptsteuereinrichtung 33, eine Einrichtung 35 für X-Y-Achsenbefehle, eine Z -Achsenbefehlseinrichtung 37, einen Positionsdetektor 39 und eine Servoventilsteuereinrich tung 41.

Die NC-Dateneingabeeinheit 31 ist mit einem CAD/CAM (COA)-System on-line oder off-line verbunden, um die entsprechenden NC-Da ten zur Steuerung der Revolverkopf-Stanzpresse zu empfan gen und diese Daten an die Hauptsteuereinrichtung 33 ab zugeben.

Die Hauptsteuereinrichtung 33 wird von einer Arbeitsein richtung betrieben, um die verschiedenen NC-Daten von der NC-Dateneingabeeinheit 31 zu lesen. Die NC-Daten wer den hauptsächlich zur Positionierung eines Werkstückes W und zum Betreiben der Zylindereinrichtung CYL genutzt. Ferner ist die Hauptsteuereinrichtung 33 mit verschiedenen Sensoren, Grenzschaltern, Betätigungseinrichtung usw. verbunden, um in konzentrierter Weise die Revolverkopf- Stanzpresse TP zu steuern.

Die Einrichtung 35 für X-Y-Achsenbefehle liest die Positions steuerdaten von der Hauptsteuereinrichtung 33, um die X-Achsen- und Y-Achsen-Servomotoren anzutreiben, so daß das mit Hilfe der Spanneinrichtung CU gespannte Werkstück W durch den Schlitten A in einer vorbestimmten Position in der X-Y-Ebene positioniert werden kann.

Die Z -Achsenbefehlseinrichtung 37 liest eine Z-Achsenbe fehlssignal von der Hauptsteuereinrichtung 33 und gibt eine Stempelpositionsdaten Zn und Stempelgeschwindigkeit Vn aus, um das Servoventil 27 zu betreiben.

Der Positionsdetektor 39 ermittelt die momentane Posi tion des Preßstempels 7c auf der Basis des Impulssig nales PS, das von dem Positionsdetektor 25 ausgegeben wird. Dieser Positionsdetektor 25 gibt zwei Impulssignale mit unterschiedlichen Phasen (die Phasendifferenz zwischen den beiden beträgt ¹/₄) aus. Somit kann der Positions detektor 39 in Bewegungsrichtung des Preßstempels 7c auf der Basis dieser beiden phasenverschobenen Impulssignale detektieren.

Die Servoventil-Steuereinrichtung 41 empfängt Stempelpo sitionsdaten Zn und Stempelgeschwindigkeitsdaten Vn von der Z-Achsenbefehlseinrichtung 37 sowie ferner die momentane Position des Preßstempels 7c von der Z-Achsenbefehlseinrichtung 37. Die Servoventil-Steuereinrich tung 41 steuert das Servoventil 27 auf eine Soll-Position und ein Soll-Öffnungsgrad auf der Basis dieser beiden Eingabewerte.

Wie voranstehend angegeben ist, ist es möglich, den Hub des Stanzstempels P durch Steuerung des Preßstempels 7c zu steuern.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Stanzstempels P und der Unterstanze D. In der Zeichnung ist ein Stanzstempel P passend in eine hohle, zylindrische Einrichtung 43 zur Stanzstempelführung mit Hilfe eines Einstellführungs keils 45 eingesetzt. Am äußeren Umfang der Einrichtung 43 zur Stanzstempelführung ist eine Hubfeder 49 angeordnet, welche die Stanzstempelführung 43 von einem Werkstück W weg nach oben drückt.

Ein Stanzstempelkopf 51 des Stanzstempels P ist fest mit der oberen Seite des Stanzstempels P mittels einer Schrau be 53 verbunden. Am äußeren Umfang des Stanzstempelkopfs 51 ist eine Schraubenfeder 55 vorgesehen, um den Stanzstempel P von dem Werkstück W weg nach oben zu drücken. An der unteren Seite der Einrichtung 43 zur Stanzstempelführung ist eine Abstreif platte 57 vorgesehen, die mit einer Öffnung in derselben Gestalt wie der Stanzstempelrand versehen ist und diese Abstreifplatte 57 ist fest mit der Einrichtung 43 zur Stanzstempelführung mit Hilfe einer Schraube 59 verbunden.

Nach Fig. 3 ist der Stanzstempel P derart ausgebildet, daß ein unterer Randabschnitt eine rechteckige Gestalt hat und in Z-Achsenrichtung oder Höhenrichtung gekrümmt ausgebildet ist (dies wird als Rand mit unterschiedlicher Höhe bezeichnet). Dies bedeutet, daß die Höhe der Schneidkante 61 am rechtsseitigen Ende (untere Vorderseite in Bewegungs richtung des Werkstückes W) größer als die Schneidkante 63 am linksseitigen Ende ist (obere Rückseite in Bewegungsrich tung des Werkstückes W. Ferner ist die untere vordere Schneidkante 61 des Randes mit unterschiedlicher Höhe mit der oberen hinteren Schneidkante 63 über eine Zwi schenschneidkante 65 verbunden, der von irgendeiner gekrümmten Linie gebildet wird. Dies bedeutet, daß die gekrümmte Zwischenschneidkante 65 von Kurven in Verbindung miteinander ge bildet wird, die Krümmungsradien R₁ und R₂ haben, so daß ein gleichmäßiger Übergang zu den vorderen und hinteren Schneidkante 61 und 63 vorhanden ist. Ferner ist es auch mög lich, die Zwischenschneidkante 65 als eine gerade Linie auszubil den.

Wenn daher das Werkstück W sequentiell d. h.schrittweise bearbeitet wird, kann ein ausgestanztes Werkstück durch die gekrümmte Zwischenschneidkante 65 in Richtung auf die Innenseite der Unter stanze D längs einer kreisförmigen Bogenbahn gebogen wer den.

Am unteren Revolverkopf LT sind zu den jeweiligen Stanz stempeln passende Unterstanzen D koaxial zu den Stanz stempeln angeordnet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Die Unterstanze D weist eine kegelstumpfförmige, konisch ausgenommene Aussparung 69 an der Unterstanze D auf, so daß der ausgestanzte Abfall Wa nicht in Kontakt mit der Unter stanze D kommt. Somit kann der ausgestanzte Abfall Wa frei von dem Werkstück W nach unten fallen, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird.

Nachstehend wird das Verfahren zum mehrstufigen Stanzen eines Werkstückes W unter Bezugnahme auf Fig. 4 näher erläutert. Fig. 4A zeigt einen Zustand, von dem ausgehend das Mehrstufen-Stanzen ausgeführt wird. Unter diesen Um ständen wird der Preßstempel 7c durch die Zylinderein richtung CYL abgesenkt, um den Kopf 51 des Stanzstempels P mit einer Kraft zu beaufschlagen. Fig. 4(B) zeigt den Zustand, wenn der Kopf 51 des Stanzstempels P beauf schlagt wird. In diesem Zustand tritt der untere vordere Rand 61 des Randes mit unterschiedlicher Höhe des Stanz stempels P in die Unterstanze D ein, so daß das Werkstück W durch den unteren vorderen Rand 61 durchgetrenten wird. Ausgehend von dem in Fig. 4(B) gezeigten Zustand wird der Preßstempel 7c geringfügig in Richtung nach oben durch die Zylindereinrichtung CYL bewegt, wie dies in Fig. 4(C) gezeigt ist, so daß der untere vordere Rand 61 des Stanz stempels P sich in einem Höhenbereich innerhalb der Dicke t des Werkstückes W befindet, wie dies in Fig. 4(C) ge zeigt ist.

Anschließend wird das Werkstück W schrittweise vorwärts be wegt und die Anordnung wird ausgehend von dem Zustand nach Fig. 4(C) zu jenem überführt, der in Fig. 4(B) gezeigt ist. Die beiden vorstehend genannten Stufen, die in den Fig. 4(B) und 4(C) gezeigt sind, werden wiederholt ausgeführt. Dies bedeutet, daß der Preßstempel 7c durch die hydraulische Zylindereinrichtung CYL derart gesteuert wird, daß der Zwischenrand 65 des Stanzstempels P nach oben und unten bewegt wird, wie dies dargestellt ist, um ein Mehrstufen-Stanzen vorzunehmen, währenddem das Werk stück W in Vorwärtsrichtung schrittweise vorgeschoben wird.

Wenn es erforderlich ist, daß der abgetrennte Abfall Wa von dem Werkstück W abgetrennt werden soll, wird die Hub bewegung des Preßstempels 7c durch die Zylindereinrich tung CYL in einer solchen Weise gesteuert, daß sie grö ßer als jene Hubbewegung des Preßstempels 7c wird, die in den Fig. 4(B) und 4(C) gezeigt ist. Wenn daher die obere hintere Schneidkante 63 des Stanzstempels P über die Dicke t des Werkstückes W hinaus abgesenkt wird, wie dies in Fig. 4(C) gezeigt ist, trennt die obere hintere Schneidkante 63 des Randes mit unterschiedlicher Höhe den Abfall WA von dem Werkstück W ab und hierdurch ist der Mehrstu fen-Stanzvorgang beendet.

Fig. 5 zeigt die Stufen bzw. Hübe der unteren vorderen Schneidkante 61 und der oberen hinteren Schneidkante 63 des Randes des Stanzstempels P mit unterschiedlicher Höhe in bezug gesetzt zu der Abfolge der Bearbeitungszeit.

In der Zeichnung stellen die Punkte A und B die Positio nen der unteren vorderen Schneidkante 61 und der oberen hin teren Schneidkante 63 mit unterschiedlicher Höhe jeweils vor dem Mehrstufen-Stanzen dar. Somit beziehen sich die durchgezogenen Linien auf die Mehrstufen-Stanz bearbeitungsstelle der unteren vorderen Schneidkante 61, während die gebrochenen Linien sich auf die Mehrstufen- Stanzbearbeitungsstellen der oberen hinteren Schneidkante 63 beziehen.

In Fig. 5 liegen die oberen Hubgrenzen 61a der unteren vorderen Schneidkante 61 innerhalb der Dicke t des Werkstückes W und die unteren Hubgrenzwerte 61b liegen unterhalb der Dicke t des Werkstückes W. Somit ist der Hub der unteren Schneidkante 61 gleich einem Weg S. Um den abgetrennten Ab fall Wa zum Herabfallen zu bringen, wird der vorstehend genannte Hub S des Stanzstempels P derart vergrößert, daß die untere Hubgrenze der oberen hinteren Schneidkante 63 zu einer Position 63c unterhalb der Dicke t des Werkstückes W abgesenkt wird. Natürlich ist es jedoch möglich, die oberen Hubgrenzen 61a zu modifizieren, ohne daß hierbei eine Beschränkung auf den Weg bzw. den Abstand S vorgenommen wird, der in Fig. 5 gezeigt ist.

Bei dem vorstehend genannten Mehrstufen-Stanzen ist es möglich, eine hoch präzise aufeinanderfolgende Bearbei tung durchzuführen, ohne daß sich Verwerfungen oder Schram men infolge von Kontaktdruck ergeben.

Ferner wird der bei der aufeinanderfolgenden Bearbeitung angefallene Abfall innerhalb der Unterstanze längs des gekrümmten Abschnittes des gekrümmten Zwischenrandes ge bogen und zu einem kreisförmigen Bogenteil gekringelt und dann wird der Abfall in die kegelstumpfförmige, konische Aussparung 69 in der Unterstanze geleitet, bevor eine Ab trennung erfolgt, ohne daß hierbei ein Kontakt mit der Unterstanze vorhanden ist.

Ohne eine Beschränkung auf die Arbeitsabläufe des mehr stufigen Stanzens, die in Fig. 5 gezeigt sind, vorzu nehmen, ist es natürlich möglich, das Mehrstufen-Stanzen auch gemäß irgendeiner gekrümmten Linie zu steuern.

Bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausbildungs form der Revolverkopf-Stanzpresse wird die Zylindereinrichtung CYL durch die Hydraulikschaltung HYD gesteuert, die durch die Servoventilsteuereinrichtung 41 auf der Basis eines Befehlssignals von der Z-Achsenbefehls einrichtung 37 und eines Rückkopplungssignals von dem Po sitionsdetektor 39 in Form eines Rückkopplungssteuersystems mit einer Rückkopplungsschleife angetrieben wird.

Ohne jedoch eine Beschränkung hierauf vorzunehmen, kann die Revolverkopf-Stanze nach der Erfindung auch mit Hilfe eines direkten Steuersystems oder eine Aufwärtssteuerung betrieben werden.

Die Fig. 6(A) bis 6(D) zeigen ein Beispiel der Stufen des Mehrstufenstanzens eines Werkstückes W mit Hilfe eines Steuersystems.

In diesen Figuren der Zeichnung ist eine Stanzstempel hubanschlageinrichtung 141 in der Nähe des Stanzstempels P angeordnet, um den Stanzstempelhub zu steuern.

Genauer gesagt, weist die Anschlageinrichtung 141 Luft zylinder 143 und 145 auf und ist an dem oberen Arm UAR des Gestells FR angeordnet (siehe Fig. 1). Eine Kolben stange 147, die sich in Richtung nach links erstreckt, ist an einem Ende eines Luftzylinders 143 angebracht, so daß sie in Richtungen nach rechts und links beweglich ist. Eine Kolbenstange 149 ist an einem Ende eines Luftzylin ders 145 angebracht und ein Distanzstück 151 ist fest an einem Ende der Kolbenstange 149 angebracht. Wenn daher die Kolbenstange 149 sich in horizontaler Richtung be wegt, bewegt sich auch das Distanzstück 151 vor und zu rück.

Die Mehrstufen-Stanzbearbeitung des Werkstückes W wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 6A bis 6D erläutert. Fig. 6(A) zeigt einen Zustand, von dem aus das Mehrstufen-Stanzen aufgenommen wird. Unter diesen Be dingungen wird das Schlagglied 7c durch eine Schlagein richtung (nicht gezeigt) abgesenkt, um den Kopf 51 des Stanzstempels P mit einer Schlagbelastung zu beaufschla gen. Fig. 6(B) zeigt den Zustand, wenn der Kopf 51 des Stanzstempels P mit einem Schlag beaufschlagt wird. In diesem Zustand tritt die untere vordere Schneidkante 61 des Ran des des Stanzstempels P mit unterschiedlicher Höhe in die Unterstanze D ein, so daß das Werkstück W durch den unteren vorderen Rand 61 durchgetrennt wird. Ausgehend von dem in Fig. 6A gezeigten Zustand wird der Luftzylinder 143 der Anschlageinrichtung 141 betätigt, um die Kolben stange 147 in Fig. 6B nach links zu der Nähe des äußeren Umfanges des Kopfes 51 des Stanzstempels P zu bewegen.

Wenn das Schlagglied 7c ausgehend von dem Zustand nach Fig. 6(B) nach oben bewegt wird, wird die nach oben ge richtete Bewegung des Stanzstempels P durch die Kolben stange 147 begrenzt, wie dies in Fig. 6(C) gezeigt ist, und zwar in einer Position, in der die obere Endfläche des Stanzstempels P in Kontakt mit der unteren Seite der Kolbenstange 147 gebracht wird.

Durch Absenken des Schlaggliedes 7c mit Hilfe der Schlag einrichtung, wie dies in Fig. 6(B) gezeigt ist, werden die Mehrstufen-Stanzbearbeitungen wiederholt unter An wendung eines kleinen Hubes des Stanzstempels P ausge führt. Wenn es erforderlich ist, den ausgeschnittenen Abfall Wa von dem Werkstück W abzutrennen, wird der Luftzy linder 143 betätigt, um die Kolbenstange 147 in ihre Ausgangsstellung zurückzuführen, und zugleich wird der Luftzylinder 145 betätigt, um die Kolbenstange 149 in Rich tung nach links in Fig. 6(D) auszufahren, so daß das Distanzstück 151 sich auf dem Kopf 51 des Stanzstempels P befindet. Wenn unter diesen Umständen der Preßstempel 7c abgesenkt wird, trennt die obere hintere Schneidkante 63 des Stanzstempels P mit unterschiedlicher Höhe den abgetrennten Abfall Wa von dem Werkstück W ab, da das Distanzstück 151 zwischen den Preßstempel 7c und dem Kopf 51 des Stanzstempels P angeordnet ist, und dann ist die Mehrstufen-Stanzbearbeitung beendet.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung des vorange hend genannten Ausführungsbeispiels ergibt, ist es mög lich, eine Mehrstufen-Stanzbearbeitung leicht und ohne die Bildung von "Durchbiegungen" oder Stanzmarken mit hoher Genauigkeit auszuführen, da die untere Schneidkante 61 und die Zwischenschneidkante 65 des Stanzstempels P wiederholt auf einen vor bestimmten Hub derart gesteuert werden, daß ein Werk stück W durch die Steuerung des Hubes des Hydraulikzylin ders der hydraulischen Presse teilweise durchgetrennt wird und dann der obere Endrand des Stanzstempels P in ge steuerter Weise einen weiteren größeren vorbestimmten Hub auszuführen, um das Abfallmaterial von dem Werkstück W ab zutrennen, wofür der Hub des Hydraulikzylinders gesteuert wird.

Ferner ist bei der Erfindung der untere Abschnitt des Stanzstempels P mit einer rechteckigen Form und in unter schiedlicher Höhe derart ausgestaltet, daß der vordere Rand, der an der vorderen Seite in Bewegungsrichtung beim Mehrstufen-Stanzen liegt, höher als der hintere Rand ist, der auf der hinteren Seite vorgesehen ist und ferner ist ein Zwischenrand mit einer bestimmten Krümmung zwischen den vorderen und hinteren Endrändern ausgebildet. Daher wird der Abfall gut gekringelt, um die aufeinanderfol genden Bearbeitungen zu erleichtern und die bearbeitete Oberfläche ist gleichmäßig.

Claims

1. Verfahren zum Stanzen eines Schlitzes in ein blechförmiges Werkstück durch sukzessives Hindurchführen des Werkstückes durch einen, zwischen einer Stanzstößelschneidkante eines alternierend angetriebenen Stanzstößels und einer Unterwerkzeugschneidkante definierten Stanzbereich, wobei durch vollständiges Eintauchen der Stanzstößelschneidkante unter die Unterwerkzeugschneidkante ein Materialabschnitt von dem Werkstück abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzen des Werkstückes in einem sich in Vorschubrichtung verjüngenden Schneidspalt erfolgt, und daß die Bewegung des Stanzstößels hinsichtlich der Hubtiefe des Stanzstößels zeitlich derart variiert wird, daß in einem ersten Hubmodus nur ein vorderer Bereich der Stanzstößelschneidkante unter die Un terwerkzeugschneidkante abgesenkt wird, so daß ein hierbei gebildeter Streifenabschnitt an dem Werkstück verbleibt, und daß nachfolgend in einem Zwischenhubmodus der Stanzstößel in einem Hubbereich alternierend hin und herbewegt wird, in welchem die Stanzstößelschneidkante nicht vollständig über das Werkstück zurückgezogen wird und hierbei das Werkstück sukzessive durch den Stanzbereich hindurchbewegt wird, und daß abschließend die Stanzstößelschneidkante vollständig unter die Unterwerkzeugschneidkante abgesenkt wird, zum Abtrennen eines während des gebildeten kontinuierlichen Materialstreifens von dem Werkstück.

2. Vorrichtung zum kontinuierlichen Stanzen bzw. Nibbeln eines Schlitzes in ein blechähnliches Werkstück (w), mit
einem Hubzylinder (7a), welcher einen Stanzstempel (P) beaufschlagt, dessen Schneidenende zur Stempelmitte hin einen nach innen gekrümmten Boden und eine axial vorstehende Schneidkante aufweist, und
einer darunter angeordneten Matritze, welche eine konische Aussparung (69) ihrem unteren Teil hat und die komplementär zu dem Stanzstempel (P) ausgebildet ist, sowie
einer Einrichtung (35) die das Werkstück in einer horizontalen Ebene in vorbestimmte Stellungen (X, Y) bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorstehende Schneidkante (61) am Stanzstempel (P) nur in Schneidrichtung ausgebildet ist, und über Zwischenschneidkanten (65) in eben verlaufenden Schneidkanten (63) übergeht, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, zur Beeinflussung der Spanform, welche die Hubbewegung des Stanzstempels (P) steuert,
wobei diese Einrichtung eine Zylindereinrichtung (CYL) umfaßt, um einen Kolben (7b) zu bewegen, der mit einem Preßstempel (7c) vesehen ist, um den Stanzstempel (P) mit unterschiedlicher Höhe durch eine Schlagbelastung zu beaufschlagen, sowie ein Servoventil (27), um die Zylindereinrichtung (CYL) zu steuern, einen Positionsdetektor (25, 39), um eine augenblickliche vertikale Position des Stanzstempels (P) zu erfassen, eine Z-Achsenbefehlseinheit (37) um drei vertikale Zielpositionen des Stanzstempels (P) anzugeben, und eine Servoventilsteuereinrichtung (41), um die augenblickliche vertikale Position des Stanzstempels (P) mit zumindest zwei vertikalen Zielpositionen des Stanzstempels (P) zu vergleichen, und um das Servoventil (27) auf der Basis des Ergebnisses dieses Vergleiches zu steuern, und
wobei diese drei vertikalen Zielpositionen des Stanzstempels (P) eine erste vertikale Position (61b) aufweisen, in welcher die axial vorstehende Schneidkante (61) unterhalb der unteren Oberfläche des Werkstücks (w) ist und sich die oben verlaufende Schneidkante (63) oberhalb der oberen Fläche des Werkstückes (w) befindet, eine zweite vertikale Position (61a), in welcher die axial vorstehende Schneidkante (61) zwischen den oberen und den unteren Flächen des Werkstücks (w) ist und eine dritte vertikale Position (63c), in welcher die oben verlaufenden Schneidkante (63) und die axial vorstehende Schneidkante (61) sich unterhalb der unteren Fläche des Werkstückes (w) befinden.

3. Vorrichtung zum kontinuierlichen Stanzen bzw. Nibbeln eines Schlitzes in ein blechähnliches Werkstück, mit einem Hubzylinder (7a), welcher einen Stanzstempel (P) beaufschlagt, dessen Schneidenende zur Stempelmitte hin einen nach innen gekrümmten Boden und eine axial vorstehende Schneidkante aufweist, und
einer darunter angeordneten Matritze, welche eine konische Aussparung (69) in ihrem unteren Teil hat und die komplementär zu dem Stanzstempel (P) ausgebildet ist, sowie
einer Einrichtung (35) die das Werkstück in einer horizontalen Ebene in vorbestimmte Stellungen (X, Y) bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorstehende Schneidkante (61) am Stanzstempel (P) nur in Schneidrichtung ausgebildet ist, und über Zwischenschneidkanten (65) in die oben eben verlaufende Schneidkanten (63) übergeht, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, zur Beeinflussung der Spanform, welche die Hubbewegungen des Stanzstempels (P) steuert,
wobei diese Einrichtung zur Steuerung der Hubbewegung des Stanzstempels (P) einen Preßstempel (7c) umfaßt, um den Stanzstempel (P) zu beaufschlagen und um den Stanzstempel (P) in eine erste vertikale Position (61b) zu überführen, sowie eine An schlageinrichtung (141), um den Stanzstempel (P) in einer zweiten vertikalen Position (61a) zu halten, und ein Distanzstück (151) welches dafür vorgesehen ist, zwischen dem Preßstempel (7c) und dem Kopf des Stanzstempels (P) angeordnet zu sein, so daß der Stanzstempel (P) in eine dritte vertikale Position (63c) abgesenkt wird, wenn er von dem Preßstempel (7c) beaufschlagt wird, und
wobei diese drei vertikalen Zielpositionen des Stanzstempels (P) eine erste vertikale Position (61b) aufweisen, in welcher die axial vorstehende Schneidkante (61) unterhalb der unteren Oberfläche des Werkstückes (w) ist und sich die oben eben verlaufende Schneidkante (63) oberhalb der oberen Fläche des Werkstückes (w) befindet, eine zweite vertikale Position (61a), in welcher die axial vorstehende Schneidkante (61) zwischen den oberen und den unteren Flächen des Werkstückes (w) ist und eine dritte vertikale Position (61c), in welcher die oben eben verlaufende Schneidkante (63) und die axial vorstehende Schneidkante (61) sich unterhalb der unteren Fläche des Werkstückes (w) befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Stanzstempel (P) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Zwischenschneidkante (65) des Stanzstempels (P) einen ersten Krümmungsabschnitt mit einem Radius R1 und einen zweiten Krümmungsabschnitt mit einem Radius R2 aufweist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß eine Durchgangsbohrung zur Führung des Stanzstempels (P) einen zylindrischen Querschnitt aufweist, und daß ein Führungskeil (45) vorgesehen ist zur Verhinderung der Drehung des Stanzstempels (P) in der Durchgangsbohrung.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des von dem Stanzstempel (P) erzeugten Abfallstreifens länger ist als die Länge des Vor derendabschnittes des Stanzstößels (P).