DE4002528A1

DE4002528A1 - PUNCHING TOOL

Info

Publication number: DE4002528A1
Application number: DE4002528A
Authority: DE
Inventors: Jurij Samsonovic Makazan; Nikolaj Nikolaevic Volosov; Vjaceslav Vasilevic Borodulin
Original assignee: N PROIZV OB TECHNOLOGII I OBOR
Current assignee: N PROIZV OB TECHNOLOGII I OBOR
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1990-08-02
Also published as: JPH02235532A; IT9019176A1; GB9001601D0; IT9019176A0; CN1047044A; GB2229123A; FR2642341A1; SE9000304L; SE9000304D0; SU1609533A1

Abstract

A die for sheet presswork to produce a part 22, has a male die (1), a blankholder (2) and a female die (3), each being in the form of a hollow body (4, 16, 19) having a base (5, 17, 20) and a workface (6, 18, 21). Each body (4, 16, 19) accommodates reinforcement (7) and a filler (11). The reinforcement (7) is in the form of a three-dimensional array. The workface (6, 18, 21) is formed by a layer of a polymeric material, e.g. epoxy resin, which is reinforced by reinforcing members (12). A space (15) is defined between the filler (11) and each base (5, 17, 20). The reinforcement (7) comprises horizontal bars (8) secured in each body and vertical bars (9) secured in each base. The filler (11) may be concrete. The reinforcing members (12) may be a net or, as illustrated, T-shaped metal members. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a punching tool according to the Oberbe handle of claim 1.

Das Stanzwerkzeug eignet sich besonders für einen Einsatz bei der Herstellung von Teilen für Personen- und Lastkraft wagen, Traktoren und dergleichen.The punching tool is particularly suitable for use in the manufacture of parts for people and goods wagons, tractors and the like.

Wenn Teile aus Walzblech in kleinen Serien bei minimal möglichem Zeit- und Kostenaufwand gestanzt werden sollen, können bei den bekannten Stanzwerkzeugen, die Polymerisa tionskunststoffe und andere Stoffe als Füllmittel enthal ten, die Standzeit betreffende, gewünschte Kennwerte nicht erzielt werden, weil das Füllmittel in Form von Beton infolge darin entstehender hoher Spannungen zerstört werden kann, wodurch zugleich die Betriebssicherheit des Stan zwerkzeuges herabgesetzt wird.If parts from rolled sheet in small series at minimal possible time and cost expenditure should be punched, can in the known punching tools, the Polymerisa tion plastics and other substances as fillers The desired parameters relating to the service life are not be achieved because the filler is in the form of concrete be destroyed as a result of the high voltages arising therein can, which at the same time the operational safety of the Stan tool is reduced.

In der Literaturstelle Ju. P. Kondratiev "Technologische Ausrüstungen aus mit Metall bewehrten Kunststoffen", 1963, Staatlicher Unionsverlag der Schiffbauindustrie, Leningrad, S. 144 bis 145, ist ein Stanzwerkzeug beschrieben, das eine Matrize und einen Stempel aufweist, welche jeweils einen Hohlkörper mit einer Grund- und einer Arbeitsfläche bilden. In the reference Ju. P. Kondratiev "Technological Equipment made of metal reinforced plastics ", 1963, State Union Publishing House of the Shipbuilding Industry, Leningrad, Pp. 144 to 145, a punching tool is described, the one Has die and a stamp, each one Form a hollow body with a base and a work surface.

In dem Hohlkörper ist ein Füllstoff angeordnet. Die Ar beitsfläche besteht aus einer Schicht aus einem Polymerisa tionskunststoff.A filler is arranged in the hollow body. The ar working surface consists of a layer of a polymer tion plastic.

Während des Stanzprozesses wird die bei der Verformung der Teile aufkommende Kraftbelastung vollständig von dem von Beton gebildeten Füllstoff aufgenommen, wodurch in dem Beton hohe Spannungen entstehen, insbesondere lokal bei eventuellen Versetzungen des Stempels gegen die Matrize, was eine Zerstörung des Füllstoffes und somit eine Verkür zung der Standzeit und eine Senkung der Betriebssicherheit des Stanzwerkzeuges zur Folge hat.During the stamping process, the shape of the Parts of the force load arising completely from that of Concrete formed filler added, which in the Concrete creates high tensions, especially locally possible displacements of the stamp against the die, what a destruction of the filler and thus a shortening service life and a reduction in operational safety of the punching tool.

In dem Schemataatlas von V.T. Metscherin, "Stanzen von Blechmaterial", 1975, Verlag Mashinostroenie", Moskau, Abb. 279, ist ein Stanzwerkzeug mit einem Stempel, einem Niederhalter und einer Matrize beschrieben, welche jeweils aus einem Hohlkörper mit einer Grund- und einer Arbeitsflä che bestehen. In jedem Hohlkörper sind eine Bewehrung und ein Füllstoff untergebracht. Die Arbeitsfläche besteht aus einer Schicht aus einem Polymerisationskunststoff.In the schematic atlas by V.T. Metscherin, "punching by Sheet material ", 1975, publisher Mashinostroenie", Moscow, Fig. 279, is a punching tool with a stamp, one Hold-down and a die described, each from a hollow body with a base and a work surface che exist. In each hollow body there is reinforcement and a filler housed. The work surface consists of a layer of a plastic polymer.

Während des Stanzprozesses wird der Füllstoff auf Druck beansprucht. Dabei kommt es zu Spannungen, welche zu einem allmählichen oder augenblicklichen Bruch des Füllstoffes bei eventuellen Versetzungen des Stempels gegen die Matrize führen, wodurch die Standzeit des Stanzwerkzeuges verkürzt und dessen Betriebssicherheit gesenkt wird.During the punching process, the filler is pressed claimed. This leads to tensions, which lead to one gradual or instant breakage of the filler if the stamp is moved against the die lead, which shortens the service life of the punch and its operational security is reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Stanzwerkzeug der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß eine lange Standzeit und eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet sind. The invention has for its object the punch of the generic type so that a long Service life and high operational reliability guaranteed are.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This task is carried out in the characteristic part of the Features specified claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäß gebauten Stanzwerkzeug wird die während des Stanzprozesses entstehende Kraftbelastung über die die Arbeitsflächen des Stempels, der Matrize und des Niederhalters bildende Schicht aus dem Polymerisations kunststoff auf den Füllstoff und die in der Schicht aus Polymerisationskunststoff liegenden Verfestigungselemente und über die genannten Elemente auf die Horizontal- und Vertikalstäbe und dann entsprechend auf die Hohlkörper und deren Grundflächen übertragen. Aufgrund des Spalts zwischen dem Füllstoff und je einer Grundfläche wird die unmittelbar von dem Füllstoff auf der Seite der Schicht aus Polymerisa tionskunststoff aufzunehmende Kraftbelastung auch auf die Horizontal- und Vertikalstäbe und über diese, wie erwähnt, auf die Hohlkörper und deren Grundflächen übertragen. Somit entstehen im Füllstoff bei auftretenden Kraftbelastungen des Stanzwerkzeuges keine kritischen Spannungen, welche seinen Aufbau zerstören könnten.In the punching tool built according to the invention, the force load arising during the punching process which the working surfaces of the stamp, the die and the Holding-down layer from the polymerization plastic on the filler and that in the layer Polymerization lying strengthening elements and on the above elements on the horizontal and Vertical rods and then on the hollow body and transfer their base areas. Because of the gap between the filler and one base area each of the filler on the side of the polymerisa layer force plastic to be absorbed also on the Horizontal and vertical bars and, as mentioned, transferred to the hollow body and their bases. Consequently arise in the filler when force loads occur of the punching tool no critical tensions which could destroy its structure.

Mit der Ausgestaltung des Stanzwerkzeuges nach Anspruch 2 wird gewährleistet, daß die beim Stanzvorgang entstehende Hauptkraft unmittelbar über die Vertikalstäbe auf die Grundfläche mit einer geringeren spezifischen Belastung übertragen wird.With the configuration of the punching tool according to claim 2 it is ensured that the resulting during the punching process Main force directly on the vertical bars Base area with a lower specific load is transmitted.

Mit der Weiterbildung des Stanzwerkzeuges nach Anspruch 3 wird gewährleistet, daß die Fläche des metallischen Teiles des Stanzwerkzeuges, der den größeren Teil der unmittelba ren Kraftbelastung während des Stanzprozesses aufnimmt, vergrößert wird, so daß die auf den Füllstoff einwirkende Kraft vermindert wird und demzufolge die Standzeit des Stanzwerkzeuges verlängert und dessen Betriebssicherheit erhöht werden können.With the development of the punching tool according to claim 3 ensures that the surface of the metallic part the punching tool, which the greater part of the immediate absorbs force during the punching process, is increased so that the acting on the filler Force is reduced and consequently the service life of the Extended punching tool and its operational reliability can be increased.

Anhand einer Zeichnung, die ein Stanzwerkzeug im Längs schnitt schematisch zeigt, wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.Using a drawing that shows a punching tool in the longitudinal direction Section schematically shows an embodiment the invention explained in more detail.

Das in der Zeichnung dargestellte Stanzwerkzeug hat einen Stempel 1, einen Niederhalter 2 und eine Matrize 3. Der Stempel 1 ist ein Hohlkörper 4 mit einer Grundfläche 5 und einer Arbeitsfläche 6, die aus einer Schicht aus einem Polymerisationskunststoff besteht.The punching tool shown in the drawing has a punch 1 , a hold-down device 2 and a die 3 . The stamp 1 is a hollow body 4 with a base 5 and a work surface 6 , which consists of a layer made of a polymer.

In dem Hohlkörper 4 ist eine Bewehrung 7 angeordnet, die von einem räumlichen Gitterwerk gebildet wird, das aus Horizontalstäben 8, die im Hohlkörper 4 durch Schweißen befestigt sind, und Vertikalstäben 9 besteht, die durch Bolzen 10 an der Grundfläche 5 befestigt sind. Die Verti kalstäbe 9 des räumlichen Gitterwerkes weisen einen Durch messer auf, der größer ist als der Durchmesser der Horizon talstäbe 8, wodurch sich die spezifischen Belastungen der Grundfläche 5 während des Stanzprozesses vermindern. Durch die starre Befestigung der Horizontalstäbe 8 an dem Hohl körper 4 werden die günstigsten Bedingungen für die Über tragung der Kraftbelastungen von diesen Horizontalstäben 8 auf den Hohlkörper 4 geschaffen. In dem Hohlkörper 4 ist ein Füllstoff 11 angeordnet, beispielsweise hochfester Beton. Als Polymerisationskunststoff kann ein Epoxidharz verwendet werden.In the hollow body 4 , a reinforcement 7 is arranged, which is formed by a spatial latticework consisting of horizontal bars 8 , which are fastened in the hollow body 4 by welding, and vertical bars 9 , which are fastened to the base surface 5 by bolts 10 . The vertical bars 9 of the spatial latticework have a diameter that is larger than the diameter of the horizontal valley bars 8 , which reduces the specific loads on the base 5 during the stamping process. Due to the rigid attachment of the horizontal bars 8 to the hollow body 4 , the most favorable conditions for the transmission of the force loads from these horizontal bars 8 to the hollow body 4 are created. A filler 11 , for example high-strength concrete, is arranged in the hollow body 4 . An epoxy resin can be used as the polymerization plastic.

Die Schicht aus dem Polymerisationskunststoff der Arbeits fläche 6 des Stempels 1 ist mit Verfestigungselementen 12 bewehrt, beispielsweise mit einer Bewehrungsmatte. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verfestigungselement 12 ein T-förmiges Profil, dessen Fuß oder Steg 13 an den Schnittpunkten der in der Schicht aus dem Polymerisations kunststoff liegenden Horizontalstäbe 8 durch Schweißen verbunden ist und deren Balken bzw. Querflansch 14 sich parallel zu der Arbeitsfläche 6 und unweit von dieser Arbeitsfläche 6 erstreckt.The layer of the polymer of the working surface 6 of the stamp 1 is reinforced with strengthening elements 12 , for example with a reinforcement mat. In the exemplary embodiment shown, the strengthening element 12 is a T-shaped profile, the base or web 13 of which is connected by welding at the intersection points of the horizontal rods 8 lying in the layer of polymerisation, and the beams or transverse flange 14 of which are parallel to the work surface 6 and extends not far from this work surface 6 .

Aufgrund der Anordnung der Verfestigungselemente 12 in der Schicht aus dem Polymerisationskunststoff wird ein fester Bewehrungskorb für diese Schicht erzeugt. Darüber hinaus nehmen diese Verfestigungselemente 12 die während des Stanzprozesses entstehende Kraftbelastung auf und entlasten so den Füllstoff 11 von der Einwirkung dieser Kräfte. Die Befestigung des Stegs 13 an den Schnittpunkten der Horizon talstäbe 8 trägt dazu bei, daß günstige Bedingungen für eine Übertragung der beim Stanzen auftretenden Kraftbela stung auf die Bewehrung geschaffen werden.Due to the arrangement of the strengthening elements 12 in the layer made of the polymer, a solid reinforcement cage is produced for this layer. In addition, these solidification elements 12 absorb the force load that arises during the stamping process and thus relieve the filler 11 of the action of these forces. The attachment of the web 13 at the intersections of the horizontal valley rods 8 helps to create favorable conditions for a transfer of the force loading occurring during punching to the reinforcement.

Der Steg 13 kann an den Horizontalstäben 8 nicht nur in deren Schnittpunkten, sondern auch zwischen deren Schnitt punkten befestigt werden, wenn die beim Stanzen auftreten den Kraftbelastungen des Füllstoffes stark vermindert werden müssen. Zwischen dem Füllstoff 11 und der Grundflä che 5 bleibt ein Spalt 15 bestehen.The web 13 can be fastened to the horizontal bars 8 not only at their intersection points, but also between their intersection points if the force loads on the filler which occur during punching must be greatly reduced. A gap 15 remains between the filler 11 and the base surface 5 .

Die Ausführung des Niederhalters 2 entspricht der des Stempels 1. Der Niederhalter 2 ist ein Hohlkörper 16 mit einer Grundfläche 17 und einer Arbeitsfläche 18, die aus einer Schicht aus einem Polymerisationskunststoff besteht. Die Arbeitsfläche 18 der Niederhalter 2 ist zur Arbeitsflä che 6 des Stempels 1 identisch und bildet eine einheitliche Fläche damit. Im Hohlkörper 16 befindet sich die Bewehrung 7 und derselbe Füllstoff 11 wie im Stempel 1. The design of the hold-down 2 corresponds to that of the stamp 1 . The hold-down device 2 is a hollow body 16 with a base surface 17 and a work surface 18 , which consists of a layer made of a plastic polymer. The work surface 18 of the hold-down device 2 is identical to the work surface 6 of the stamp 1 and thus forms a uniform surface. The reinforcement 7 and the same filler 11 as in the stamp 1 are located in the hollow body 16 .

Die Schicht aus Polymerisationskunststoff der Arbeitsfläche 18 der Niederhalter 2 ist wie die Schicht aus Polymerisa tionskunststoff der Arbeitsfläche 6 des Stempels 1 mit Verfestigungselementen 12 bewehrt, von denen jedes mit seinem Steg 13 an den Schnittpunkten der in der Schicht aus Polymerisationskunststoff der Niederhalter 2 liegenden Horizontalstäbe 8 durch Schweißen befestigt ist und während sein Querflansch 14 parallel zur Arbeitsfläche 18 angeord net ist und unweit von dieser Arbeitsfläche 18 liegt. Zwischen dem Füllstoff 11 des Niederhalters 2 und dessen Grundfläche 17 besteht ein Spalt 15.The layer of Polymerisationskunststoff the working surface 18 of the holder 2 as the layer of polymerisation tion plastic work surface 6 of the stamp 1 with strengthening elements 12 reinforced, each with its web 13 at the intersection points of the horizontal rods lying in the layer of Polymerisationskunststoff the hold-down 2 8 is attached by welding and while its cross flange 14 is net parallel to the work surface 18 and is not far from this work surface 18 . There is a gap 15 between the filler 11 of the hold-down device 2 and its base area 17 .

Der Aufbau der Matrize 3 entspricht dem des Stempels 1 und des Niederhalters 2. Die Matrize 3 ist ein Hohlkörper 19, dessen Abmessungen denen des Stempels 1 mit dem Niederhal ter 2 entsprechen, und der eine Grundfläche 20 und eine Arbeitsfläche 21 aufweist, die aus einer Schicht aus einem Polymerisationskunststoff wie die Arbeitsfläche 6 des Stempels 1 und die Arbeitsfläche 18 des Niederhalters 2 besteht. Im Hohlkörper 19 sind die Bewehrung 7 und derselbe Füllstoff 11 wie im Stempel 1 und im Niederhalter 2 ange ordnet.The structure of the die 3 corresponds to that of the punch 1 and the hold-down device 2 . The die 3 is a hollow body 19 , the dimensions of which correspond to those of the stamp 1 with the hold-down 2 , and which has a base surface 20 and a working surface 21 , which consists of a layer of a polymer such as the working surface 6 of the stamp 1 and the working surface 18th of the hold-down device 2 . In the hollow body 19 , the reinforcement 7 and the same filler 11 as in the punch 1 and in the hold-down 2 are arranged.

Die Befestigung der Vertikalstäbe 9 an den Grundflächen 5, 17 und 20 des Stempels 1, des Niederhalters 2 und der Matrize 3 gewährleistet eine integrale Konstruktion.The attachment of the vertical rods 9 to the bases 5 , 17 and 20 of the punch 1 , the hold-down 2 and the die 3 ensures an integral construction.

Die Schicht aus Polymerisationskunststoff der Arbeitsfläche 21 der Matrize 3 ist wie die Schicht aus Polymerisations kunststoff der Arbeitsfläche 6 des Stempels 1 und die Arbeitsfläche 18 des Niederhalters 2 mit Verfestigungsele menten 12 bewehrt, von denen jedes mit seinem Steg 13 an den Schnittpunkten der in der Schicht aus Polymerisations kunststoff der Matrize 3 liegenden Horizontalstäbe 8 durch Schweißen befestigt ist und dem Querflansch 14 parallel zur Arbeitsfläche 21 angeordnet ist und unweit von dieser Arbeitsfläche 21 liegt. Zwischen dem Füllstoff 11 der Matrize 3 und deren Grundfläche 20 bleibt ein Spalt 15 bestehen.The layer of polymerizing the working surface 21 of the die 3 is like the layer of polymerizing the working surface 6 of the punch 1 and the working surface 18 of the hold-down element 2 with reinforcing elements 12 , each of which is reinforced with its web 13 at the intersection of the layer from polymerization plastic of the die 3 lying horizontal rods 8 is fixed by welding and the transverse flange 14 is arranged parallel to the work surface 21 and is not far from this work surface 21 . A gap 15 remains between the filler 11 of the die 3 and its base 20 .

Das Stanzwerkzeug zum Stanzen von Teilen arbeitet folgen dermaßen:The punch tool for punching parts works follow so:

Im geöffneten Zustand des Stanzwerkzeuges wird auf die Matrize 3 eine Platine gelegt. Dann wird der Niederhalter 2 abgesenkt bis seine Arbeitsfläche 18 die Platine berührt. Durch den Stempel 1 wird dann die Platine zur Herstellung eines Fertigteils 22 verformt. Dabei wird die während des Stanzprozesses auftretende Kraftbelastung von der Schicht aus Polymerisationskunststoff der Arbeitsflächen 6, 18 und 20 aufgenommen und von dieser Schicht auf die Verfesti gungselemente 12 und den Füllstoff 11 übertragen.When the punching tool is open, a board is placed on the die 3 . The hold-down device 2 is then lowered until its working surface 18 touches the circuit board. The die is then deformed by the stamp 1 to produce a finished part 22 . The force load occurring during the stamping process is absorbed by the layer of polymerisation of the work surfaces 6 , 18 and 20 and is transferred from this layer to the reinforcing elements 12 and the filler 11 .

Die Kräfte werden von den Verfestigungselementen 12 auf die Bewehrung 7 und über diese auf die Hohlkörper 4, 16 und 19 und entsprechend auf deren Grundflächen 5, 17 und 20 über die Vertikalstäbe 9 übertragen, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Horizontalstäbe 8 ist.The forces are transmitted from the strengthening elements 12 to the reinforcement 7 and via this to the hollow bodies 4 , 16 and 19 and accordingly to their bases 5 , 17 and 20 via the vertical bars 9 , the diameter of which is greater than the diameter of the horizontal bars 8 .

Die Verminderung der Belastungen des Füllstoffes 11 ergibt eine Reduzierung seiner Eigenspannungen, so daß ein Bruch ausgeschlossen wird, was die Standzeit des Stanzwerkzeuges verlängert und die Betriebssicherheit erhöht.The reduction in the loads on the filler 11 results in a reduction in its internal stresses, so that breakage is ruled out, which extends the service life of the punching tool and increases operational safety.

Claims

1. punching tool with a stamp ( 1 ), with a hold-down ( 2 ) and with a die ( 3 ), each of which consists of a hollow body ( 4 , 16 , 19 ) with a base ( 5 , 17 , 20 ) and a work surface ( 6 , 18 , 21 ), which consists of a layer of polymerisation plastic, wherein a reinforcement ( 7 ) and a filler ( 11 ) are arranged in each hollow body, characterized in that the reinforcement ( 7 ) is a spatial latticework, which consists of horizontal bars ( 8 ) fastened in each hollow body ( 4 , 16 , 19 ) and vertical bars ( 9 ) fastened in each base plate ( 5 , 17 , 20 ), and that the layer of polymerisation plastic is reinforced with hardening elements ( 12 ), which are rigidly connected to the horizontal rods ( 8 ) lying in the layer of polymerisation plastic, a gap ( 15 ) being provided between the filler ( 11 ) and each base surface.

2. Punching tool according to claim 1, characterized in that the diameter of the vertical bars ( 9 ) of the spatial lattice work is larger than the diameter of the horizontal bars ( 8 ).

3. Punching tool according to claim 1 or 2, characterized in that each strengthening element ( 12 ) is a T-profile made of metal, the web ( 13 ) of which is attached at least to the intersections of the horizontal rods ( 8 ) lying in the layer of polymerisation plastic, while its transverse flange ( 14 ) paral lel to and at a short distance from the work surface ( 6 , 18 , 21 ) of the layer of polymer plastic he stretches.