EP0131770B1 - Verfahren zum Feinschneiden von Werkstücken und Feinschneidwerkzeug zur Ausübung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Feinschneiden von Werkstücken und Feinschneidwerkzeug zur Ausübung des Verfahrens Download PDF

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EP0131770B1
EP0131770B1 EP84106900A EP84106900A EP0131770B1 EP 0131770 B1 EP0131770 B1 EP 0131770B1 EP 84106900 A EP84106900 A EP 84106900A EP 84106900 A EP84106900 A EP 84106900A EP 0131770 B1 EP0131770 B1 EP 0131770B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ejector
die plate
blanking
workpiece
stamping
Prior art date
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Expired
Application number
EP84106900A
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English (en)
French (fr)
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EP0131770A1 (de
Inventor
Friedrich-Wilhelm Honsberg
Willi Jürgensmeyer
Kurt Halbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dako-Werkzeugfabriken David Kotthaus & Co KG GmbH
Dako Werkzeugfabriken David Kotthaus GmbH and Co KG
Original Assignee
Dako-Werkzeugfabriken David Kotthaus & Co KG GmbH
Dako Werkzeugfabriken David Kotthaus GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6203499&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0131770(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Dako-Werkzeugfabriken David Kotthaus & Co KG GmbH, Dako Werkzeugfabriken David Kotthaus GmbH and Co KG filed Critical Dako-Werkzeugfabriken David Kotthaus & Co KG GmbH
Publication of EP0131770A1 publication Critical patent/EP0131770A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0131770B1 publication Critical patent/EP0131770B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/16—Shoulder or burr prevention, e.g. fine-blanking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49462—Gear making
    • Y10T29/49467—Gear shaping
    • Y10T29/49472—Punching or stamping

Definitions

  • the invention relates to a method for fineblanking workpieces, according to the preambles of patent claims 1 and 2, and to fineblanking tools intended for the exercise thereof, according to the preambles of patent claims 3 and 4.
  • Fine blanking differs from conventional punching technology essentially in that the workpiece is firmly clamped before and during the cutting process and guided with tight tolerances.
  • the material - usually steel strip with a thickness of 0.3 mm to about 15 mm - is clamped in the tool between a guide or press plate and a cutting plate.
  • the guide plate and / or the cutting plate carry an annular tooth adapted to the workpiece outline, which is pressed into the material.
  • the ring spike prevents the material from flowing away to the side.
  • the cutting process is carried out by means of a cutting punch guided in the guide plate with a tight tolerance and an ejector also closely tolerated in the cutting plate, which presses against the cutting punch with a counterforce of about 10 to 20% of the cutting force, so that the two punches start cutting out Guide the material and later the workpiece between them.
  • a number of internal shaping punches and, in turn, corresponding ejectors can be used for the purpose of shaping or perforating the workpiece.
  • the cutting punches usually cannot dip into the recess of the cutting plate due to the narrow tolerances, a thin cutting burr remains on the circumferential edge of the workpiece facing the cutting punch, and the cutting punch and the ejector basically have essentially the same circumferential configuration as the guide openings are analog in the guide plate and in the cutting plate.
  • EP-A1-0 043 359 regarding the prior art of fineblanking, from which the invention is based.
  • the workpiece and the method according to this document differ from the generally customary fineblanking technique explained in the introduction in that the conventional ring serrations are omitted and instead the material to be finely cut is supported on its lateral surface outside the cutting line by supporting members arranged on the side of the cutting die. This should enable tear-free cut surfaces, even with thicker materials.
  • DE-B1-27 27 445 discloses a multi-stage process with an associated device for cutting and / or punching workpieces from metallic sheets.
  • a first process step the sheet is cut, but the workpiece is not yet cut.
  • the workpiece, which was initially only cut is counter-cut in the opposite direction with a second punch.
  • the workpiece is cut out in the effective direction of the cutting punch of the first work step. Counter-cutting is to achieve workpieces with absolutely burr-free cutting surfaces.
  • the invention is therefore based on the object of specifying methods for fineblanking workpieces which allow the manufacture of finely cut workpieces which are conical or wedge-shaped at least in parts of their outer cut surfaces in a simple manner.
  • Such a problem arises, for example, in the case of spur gears, the tooth flanks of which should be at a certain inclination to one another.
  • Another of many conceivable applications would be a gear wheel, the head and tooth space surfaces of which are to be arranged at a certain inclination relative to the axis of rotation.
  • a first method according to the invention which achieves the underlying task, is that the workpiece is pressed into a recess of the cutting plate that tapers or conically narrows at least on partial circumferential areas during the cutting out and that the cut-out conical workpiece against the cutting direction is ejected again by means of the ejector the cutting plate is ejected.
  • this means that the actual cutting process is overlaid in time and place by an embossing process that takes place within the recess of the cutting plate.
  • the proportion of material that is brought into flow and cut and corresponds to the workpiece not only experiences an axial feed in the resulting direction of movement of the cutting punch, but also, at the same time, an at least partial compression towards the cutting punch axis in accordance with the inclination or conicity.
  • a fine blanking tool for practicing this method according to claim 3 according to the invention is that the inner surface of the Breakthrough in the cutting plate, forming flat surfaces, is arranged at least on parts of its circumference and on a section in the axial direction of the ejector, starting in the support plane of the material, inclined to the ejector axis and that the cut conical workpiece against the cutting direction by means of the ejector from the Cutting plate can be ejected.
  • the inner surface surface lines of the workpiece contour in the cutting plate are not completely parallel to the ejector axis, but are inclined at a distance approximately corresponding to the workpiece thickness from the support plane of the workpiece away according to the desired conicity or the desired inclination of the workpiece inclined surfaces.
  • the end section of the cutting plate facing the material or workpiece thus forms a circumferential embossing shape with inward-facing embossing surfaces located in this section.
  • the section having the embossing surfaces measured in the axial direction of the ejector is slightly larger than the material thickness of the material. Because of the tapering of the cross section of the embossing recess in the cutting plate, the material displaced here flows in the direction of the ejector axis.
  • the particular advantage of the described method for producing a workpiece with an at least partially conical or inclined cutting surface is that it does not require any further work stages, in particular also no machining.
  • the device required to carry out the method is also of simple configuration and hardly more complex than a conventional fineblanking tool which only cuts.
  • the invention proposes a two-stage process, which is characterized in that in a first step the workpiece is cut in a manner known per se in the manner of enforcement from the material and in a second step the cutting process is completed and the workpiece is pressed into a tapered or conically narrowing recess of an embossing plate, at least on partial circumferential areas, and that the embossed conical workpiece is removed from the embossing plate against the embossing direction by means of the ejector.
  • the two steps can of course be carried out in a machine in a follow-up tool.
  • the first step practically does not differ from a fineblanking process to produce a so-called "enforcement” (see VDI guidelines, p. 7, “3.6. Forming processes", example 6 from above).
  • the difference is essentially only that the "asserted material" in the process according to the invention essentially already corresponds to the finished workpiece in the outer outline.
  • This is then embossed in the second work step in a second tool step on the outer cut surfaces and at the same time finished cut.
  • a fineblanking tool for carrying out this two-stage process is characterized according to claim 4, characterized in that the tool of the first stage is designed in a manner known per se to form an enforcement and that in the tool of the second stage the inner surface of the opening in the embossing plate, forming embossing surfaces, at least is arranged on parts of its circumference and on a section in the axial direction of the ejector, starting in the plane of the embossing plate, inclined to the ejector axis and that the embossed conical workpiece can be removed from the embossing plate by means of the ejector.
  • the section having the embossing surfaces measured in the axial direction of the ejector is at least slightly larger than the material thickness of the material.
  • the tool of the second working stage does not differ from the individual tool performing the first method.
  • the cutting plate is essentially converted into an embossing plate.
  • the tool according to FIG. 1 comprises - in an initially conventional design - a cutting plate 10 with an opening 11 corresponding to the workpiece contour, in which a complementarily contoured counter-holder (ejector) 12 is arranged displaceably in the direction of its longitudinal axis 13. Above this half of the tool is a guide or press plate 14 with a contoured recess 15 for the correspondingly contoured punch 16, which is arranged coaxially with the counter-holder (ejector) 12.
  • a guide or press plate 14 with a contoured recess 15 for the correspondingly contoured punch 16 which is arranged coaxially with the counter-holder (ejector) 12.
  • at least one internal shape stamp and accordingly at least one ejector must be arranged within the counter-holder (ejector) 12 and accordingly within the cutting stamp 16, for example of the type described under "2.1. Working principle" described on page 2 of the VDI guidelines 3345.
  • the guide or press plate 14 On the side facing the material 17 (sheet metal strip), the guide or press plate 14 has an annular spike 18 which is wedge-shaped in cross section and penetrates the material 17 and prevents it from flowing out.
  • the opening 11 in the cutting plate 10 now has the peculiarity that it, starting from the material support plane 19 over a section 20 measured in the direction of the axis 13, which is slightly larger than the material thickness 21, on its inwardly facing peripheral surface 22 is at least partially inclined or conical, in such a way that - as can be clearly seen in FIG. 1 - the cross section of the recess 11 towards the counter-holder (ejector) 12 decreases at the corresponding points.
  • Cutting punch 16 and counter-holder (ejector) 12 therefore have different cross sections Q, q and diameter.
  • the inclination 23 can be approximately 3 ° -4 °, but also more.
  • the corresponding angle of inclination is indicated at 24.
  • the cut-out workpiece 25 shown in FIG. 2 results in the form of a truncated cone with a uniformly conical outer cutting surface 26 all around.
  • Fig. 1 shows the final cutting state, in the connection of which the tool halves open again.
  • the tool parts are actuated in the manner and sequence customary for fineblanking in that the cutting plate 10 and guide plate 14 are first moved against one another when the material is not deformed until they grasp the material between them. At the same time, cutting punches 16 and counterholders (ejectors) 12 run towards each other until they clamp material 17 between them.
  • the cutting punch 16 then moves downward with respect to FIG. 2, while the counter-holder (ejector) 12 follows this movement while exerting a counter pressure until the situation shown in FIG. 1 is reached.
  • FIG. 3 shows the first stage of a two-stage tool for carrying out the two-stage method.
  • This tool is constructed from a cutting plate 110, a counter-holder (ejector) 112, a guide or pressing plate 114 with ring serration 118 and a cutting punch 116 guided in the plate 114.
  • This tool and its function correspond to a conventional fineblanking tool with which enforcements are generated .
  • the "enforced" blank is identified by 127 and is shown separately once again adhering to the material 117 in FIG. 4.
  • the pre-cut blank 127 is still connected to the material 117 via a relatively strong material bridge 128. 4, the material 117 with the partially cut blank 127 is fed to the second tool stage shown in FIG. 5.
  • the individual parts of this tool level are each provided with reference numbers increased by 100.
  • plate 210 is an "embossing plate”. Analogously to the cutting plate designated by 10 in FIG. 1, it has a section 220 with an at least partially conical or inclined embossing surface 222. Accordingly, the finished workpiece 225, like the workpiece 25 in FIG. 2, has the shape of a truncated cone with an all-round cone with an analogous geometry Outer cut surface 226. Also in the two-stage process, an embossing process takes place, this time starting from a precut or cut workpiece.
  • FIG. 7 schematically shows a typical workpiece, the methods and tools according to the invention are particularly suitable for producing.
  • It is an annular spur gear 30 with teeth 31.
  • the tooth flanks 32 and 33 have a taper at an angle 35 with respect to the axis of rotation 34 of the toothed ring 30.
  • the tooth bases 36 and the tooth heads 37 can have surfaces whose surface lines run parallel to the axis 34.
  • This workpiece 30 thus shows a typical example of the fact that and how only parts of the outer cut surfaces of a finely cut workpiece can be produced in a simple manner conically or obliquely.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feinschneiden von Werkstücken, entsprechend den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 sowie zu deren Ausübung bestimmte Feinschneidwerkzeuge entsprechend den Oberbegriffen der Patentansprüche 3 und 4.
  • Von der herkömmlichen Stanztechnik unterscheidet sich das Feinschneiden (gelegentlich auch "Feinstanzen" genannt) im wesentlichen dadurch, daß das Werkstück vor und während des Schneidvorgangs fest eingespannt und mit engen Toleranzen geführt wird. Zu diesem Zweck wird der Werkstoff - in der Regel Stahlband mit Stärken von 0,3 mm bis etwa 15 mm - im Werkzeug zwischen einer Führungs- oder Preßplatte und einer Schnittplatte eingespannt. Die Führungsplatte und/oder die Schnittplatte tragen eine dem Werkstückumriß angepaßte Ringzacke, die sich in den Werkstoff einpreßt. Oie Ringzacke verhindert das seitliche Wegfließen des Materials. Der Schneidvorgang geschieht mittels eines eng toleriert in der Führungsplatte geführten Schnittstempels und eines in der Schnittplatte ebenfalls eng toleriert geführten Auswerfers, der mit einer Gegenkraft von etwa 10 bis 20 % der Schnittkraft gegen den Schnittstempel drückt, so daß die beiden Stempel von Anbeginn des Ausschneidens den Werkstoff und später das Werkstück zwischen sich einklemmend führen. Innerhalb des Schnittstempels und des Auswerfers können noch zum Zwecke der Innenformung bzw. -lochung des Werkstücks ggf. mehrere Innenformstempel und damit gegenläufig korrespondierende Ausstoßer verwendet werden. Einen Überblick über die Feinschneidtechnik gibt die Druckschrift VDI 3345 "Feinschneiden", Mai 1980, der "VDI-Richtlinien". Zum allgemeinen Stand der Technik wird auf diese Druckschrift Bezug genommen.
  • Da in der Feinschneidtechnik üblicherweise wegen der engen Toleranzen die Schnittstempel nicht in die Ausnehmung der Schnittplatte eintauchen können, verbleibt an der dem Schnittstempel zugekehrten umlaufenden Kante des Werkstücks ein dünner Schnittgrat, und der Schnittstempel und der Auswerfer besitzen grundsätzlich im wesentlichen identische Umfangskonfiguration ebenso wie die Führungsdurchbrüche in der Führungsplatte und in der Schnittplatte analog sind.
  • Zum Stand der Technik des Feinschneidens, von dem die Erfindung ausgeht, wird auf die EP-A1-0 043 359 hingewiesen. Von der eingangs erläuterten allgemein üblichen Feinschneidtechnik unterscheiden sich Werkstück und Verfahren entsprechend diesem Dokument dadurch, daß die herkömmlichen Ringzacken weggelassen werden und stattdessen das feinzuschneidende Material durch seitlich des Schneidstempels angeordnete Stützglieder an seiner Mantelfläche ausserhalb der Schnittlinie gestützt wird. Dadurch sollen abrissfreie Schnittflächen auch bei dickeren Materialien ermöglicht werden.
  • Aus der DE-B1-27 27 445 ist ein mehrstufiges Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung zum Ausschneiden und/oder Lochen von Werkstücken aus metallischen Blechen bekannt. In einer ersten Verfahrensstufe wird das Blech angeschnitten, das Werkstück aber noch nicht abgetrennt. In der zweiten Arbeitsstation wird das zunächst nur angeschnittene Werkstück in entgegengerichteter Arbeitsrichtung mit einem zweiten Schneidstempel gegengeschnitten. Schließlich erfolgt in einem dritten Arbeitsschritt und einer dritten Arbeitsstation mit einem weiteren Schneidstempel das Ausschneiden des Werkstücks in Wirkrichtung des Schnittstempels des ersten Arbeitsschritts. Durch das Gegenschneiden sollen Werkstücke mit absolut gratfreien Schnittflächen erzielt werden.
  • Weder mit den Mitteln der EP-A1-0 043 389 noch der DE-B1-27 27 445 ist es möglich, Werkstücke mit glatten, jedoch schräg verlaufenden oder konischen Schnittflächen zu erhalten.
  • Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Feinschneiden von Werkstücken anzugeben, welche auf einfache Weise die Herstellung von feingeschnittenen Werkstücken erlauben, die zumindest an Teilbereichen ihrer Außenschnittflächen konisch bzw. keilförmig gestaltet sind. Eine derartige Problemstellung ergibt sich beispielsweise bei Stirnrädern, deren Zahnflanken unter gewisser Neigung zueinander stehen sollen. Eine weitere von vielen denkbaren Anwendungen wäre ein Zahnrad, dessen Kopf- und Zahnlückenflächen zur Rotationsachse unter einer gewissen Neigung anzuordnen sind.
  • Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren, welches die zugrundegelegte Aufgabe löst, besteht darin, daß das Werkstück während des Ausschneidens in eine zumindest auf Teilumfangsbereichen sich verjüngende bzw. konisch verengende Ausnehmung der Schnittplatte hineingedrückt wird und daß das ausgeschnittene konische Werkstück entgegen der Schneidrichtung mittels des Auswerfers wieder aus der Schnittplatte ausgeworfen wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß zeitlich und örtlich der eigentliche Schneidvorgang von einem Prägevorgang, der innerhalb der Ausnehmung der Schnittplatte erfolgt, überlagert wird. Während des Schnittvorgangs erfährt der ins Fließen und zum Schnitt gebrachte, dem Werkstück entsprechende Werkstoffanteil nicht nur einen axialen Vorschub in der resultierenden Bewegungsrichtung des Schnittstempels, sondern darüberhinaus gleichzeitig eine entsprechend der Schrägung bzw. Konizität wenigstens partiell erfolgende Stauchung zur Schnittstempelachse hin.
  • Ein Feinschneidwerkzeug zur Ausübung dieses Verfahrens besteht nach Anspruch 3 erfindungsgemäß darin, daß die Innenfläche des Durchbruchs in der Schnittplatte, Plägeflächen bildend, mindestens auf Teilen ihres Umfangs sowie auf einem Abschnitt in Achsrichtung des Auswerfers, beginnend in der Auflageebene des Werkstoffs, zur Auswerferachse hin geneigt verlaufend angeordnet ist und daß das angeschnittene konische Werkstück entgegen der Schneidrichtung mittels des Auswerfers aus der Schnittplatte auswerfbar ist.
  • Abweichend von bisher üblichen Feinschneidwerkzeugen sind die Innenflächenmantellinien der Werkstückkontur in der Schnittplatte nicht zur Auswerferachse vollständig parallel, sondern in einem etwa der Werkstückdicke entsprechenden Abstand von der Auflageebene des Werkstücks weg entsprechend der gewünschten Konizität bzw. der gewünschten Neigung der Werkstück-Schrägflächen geneigt angeordnet. Der dem Werkstoff bzw. Werkstück zugekehrte Endabschnitt der Schnittplatte bildet also eine Umfangsprägeform mit in diesem Abschnitt befindlichen nach innen weisenden Prägeflächen aus.
  • Entsprechend ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der in Achsrichtung des Auswerfers gemessene, die Prägeflächen aufweisende Abschnitt geringfügig größer als die Materialstärke des Werkstoffs. Wegen der Verjüngung des Querschnitts der Prägeausnehmung in der Schnittplatte fließt das hier verdrängte Material in Richtung der Auswerferachse.
  • Der besondere Vorzug des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Werkstücks mit mindestens teilweise konischer bzw. schräger Schnittfläche besteht darin, daß es keine weiteren Arbeitsstufen erfordert, insbesondere auch keine spanabhebenden. Auch die zur Ausübung des Verfahrens benötigte Vorrichtung ist von einfacher Konfiguration und kaum aufwendiger als ein herkommliches Feinschneidwerkzeug, welches nur schneidet.
  • Nun kann es besonders problematische Werkstücke geben, beispielsweise solche, bei denen im wesentlichen dünnwandige und geringquerschnittige Ringe geschnitten werden müssen, die in sich nicht sehr eigenstabil sind und bei denen daher das einstufige "kombinierte Schneid-/Prägeverfahren" zu Komplikationen führen könnte. Für diese Fälle schlägt die Erfindung gemäß Anspruch 2 ein zweistufiges Verfahren vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem ersten Arbeitsschritt das Werkstück nach Art einer Durchsetzung aus dem Werkstoff in an sich bekannter Weise angeschnitten wird und daß in einem zweiten Arbeitsschritt der Schnittvorgang vollendet und das Werkstück in eine zumindest auf Teilumfangsbereichen sich verjüngende bzw. konisch verengende Ausnehmung einer Prägeplatte hineingedrückt wird und daß das geprägte konische Werkstück entgegen der Prägerichtung mittels des Auswerfers wieder aus der Prägeplatte entfernt wird.
  • Die beiden Arbeitsschritte können selbstverständlich und sollen zweckmäßig in einer Maschine in einem Folgewerkzeug durchgeführt werden. Der erste Schritt unterscheidet sich praktisch nicht von einem Feinschneidvorgang zur Herstellung einer sogenannten "Durchsetzung" (siehe VDI-Richtlinien, S. 7, "3.6. Umformvorgänge", Beispiel 6 v.o.). Der Unterschied besteht im wesentlichen nur darin, daß das "durchgesetzte Material" bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Außenumriß im wesentlichen bereits dem fertigen Werkstück entspricht. Dieses wird dann in dem zweiten Arbeitsschritt in einer zweiten Werkzeugstufe an den Außenschnittflächen geprägt und gleichzeitig fertig geschnitten.
  • Ein Feinschneidwerkzeug zur Ausübung dieses zweistufigen Verfahrens ist gemäß Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug der ersten Arbeitsstufe in an sich bekannter Weise zur Ausbildung einer Durchsetzung ausgebildet ist und daß im Werkzeug der zweiten Arbeitsstufe die Innenfläche des Durchbruchs in der Prägeplatte, Prägeflächen bildend, mindestens auf Teilen ihres Umfangs sowie auf einem Abschnitt in Achsrichtung des Auswerfers, beginnend in der Ebene der Prägeplatte, zur Auswerferachse hin geneigt verlaufend angeordnet ist und daß das geprägte konische Werkstück mittels des Auswerfers aus der Prägeplatte entfernbar ist.
  • Auch hier ist, wie bei dem vorgenannten Werkzeug der in Achsrichtung des Auswerfers gemessene, die Prägeflächen aufweisende Abschnitt mindestens geringfügig größer als die Materialstärke des Werkstoffs.
  • Im Prinzip unterscheidet sich das Werkzeug der zweiten Arbeitsstufe von dem das erste Verfahren ausübenden Einzelwerkzeug nicht. Hier wird lediglich die Schnittplatte im wesentlichen zur Prägeplatte umfunktioniert.
  • Die Erfindung versteht sich im übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung der beiden Verfahren und Werkzeuge, wie sie in den schematischen Zeichnungen dargestellt sind. In einer weiteren Zeichnung ist ein Beispiel für ein mit dem Verfahren und den Werkzeugen erhaltenes Werkstück dargestellt. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1 ein "einstufiges" Feinschneidwerkzeug zur Ausübung des einstufigen Verfahrens,
    • Fig. 2 eine Ansicht eines damit erzeugten Werkstücks,
    • Fig. 3 und 5 die beiden Arbeitsstufen eines "zweistufigen" Werkzeugs zur Ausübung des zweistufigen Herstellungsverfahrens,
    • Fig. 4 und 6 das jeweils nach Beendigung der Verfahrensschritte gemäß den Fig. 3 und 5 erhaltene Erzeugnis,
    • Fig. 7 eine Aufsicht auf einen außenverzahnten Ring als beispielshaftes Werkstück und
    • Fig. 8 eine Aufsicht auf einen Zahnausschnitt des Werkstücks nach Fig. 7.
  • Das Werkzeug nach Fig. 1 umfaßt - in zunächst üblicher Bauweise - eine Schnittplatte 10 mit einem der Werkstückkontur entsprechenden Durchbruch 11, in der ein komplementär konturierter Gegenhalter (Auswerfer) 12 in Richtung seiner Längsachse 13 verschieblich angeordnet ist. Oberhalb dieser Werkzeughälfte befindet sich eine Führungs- oder Preßplatte 14 mit konturierter Ausnehmung 15 für den entsprechend konturierten Schnittstempel 16, der koaxial zum Gegenhalter (Auswerfer) 12 angeordnet ist. Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß für Werkstücke, die zusätzliche Innenformen besitzen, innerhalb des Gegenhalters (Auswerfers) 12 noch mindestens ein Innenformstempel und dementsprechend innerhalb des Schnittstempels 16 mindestens ein Ausstoßer anzuordnen ist, etwa derjenigen Art, wie unter "2.1. Arbeitsprinzip" auf Seite 2 der VDI-Richtlinien 3345 beschrieben.
  • Auf der dem Werkstoff 17 (Blechstreifen) zugekehrten Seite weist die Führungs- oder Preßplatte 14 eine im Querschnitt keilförmige Ringzacke 18 auf, die in den Werkstoff 17 eindringt und dessen Auswärtsfließen verhindert.
  • Der Durchbruch 11 in der Schnittplatte 10 weist nun die Besonderheit auf, daß er, ausgehend von der Werkstoff-Auflageebene 19 über einen in Richtung der Achse 13 gemessenen Abschnitt 20 hinweg, der geringfügig größer ist als die Werkstoffdicke 21, an ihrer nach innen weisenden Umfangsfläche 22 mindestens teilweise schräg verlaufend bzw. konisch ausgebildet ist, derart, daß - wie aus Fig. 1 deutlich ersichtlich - an den entsprechenden Stellen der Querschnitt der Ausnehmung 11 zum Gegenhalter (Auswerfer) 12 hin abnimmt. Schnittstempel 16 und Gegenhalter (Auswerfer) 12 besitzen daher unterschiedliche Querschnitte Q, q bzw. Durchmesser. Die Neigung 23 kann beim dargestellten Beispiel etwa 3°-4°, jedoch auch mehr betragen. Der entsprechende Neigungswinkel ist mit 24 angegeben.
  • Nimmt man als Beispiel einmal an, die Fläche 22 über den Abschnitt 20 hinweg sei umlaufend in dem Durchbruch 11 ausgebildet, so ergibt sich als in Fig. 2 dargestelltes, ausgeschnittenes Werkstück 25 ein solches in Form eines Kegelstumpfes mit umlaufend gleichmäßig konischer Außenschnittfläche 26.
  • Bei dem mit dem Werkzeug nach Fig. 1 ausgeführten Verfahren wird zugleich mit dem Vortrieb des Schnittstempels 16 der ins Fließen gebrachte Werkstoff 27 gegen die Gegenkraft des Auswerfers 12 bezüglich Fig. 1 nach unten vorgeschoben und damit gleichzeitig in die von der Umfangsfläche 22 begrenzte "Prägeform" innerhalb der Schnittplatte 10 gedrückt. Fig. 1 zeigt den End-Schneidzustand, in dessen Anschluß sich die Werkzeughälften wieder öffnen.
  • Die Betätigung der Werkzeugteile erfolgt in der beim Feinschneiden üblichen Weise und Reihenfolge dadurch, daß zunächst bei noch unverformten Werkstoff 17 Schnittplatte 10 und Führungsplatte 14 gegeneinander bewegt werden, bis sie den Werkstoff zwischen sich fassen. Gleichzeitig laufen, zunächst ebenfalls gegenläufig, Schnittstempel 16 und Gegenhalter (Auswerfer) 12 aufeinanderzu, bis sie den Werkstoff 17 zwischen sich einklemmen.
  • Danach bewegt sich der Schnittstempel 16 bezüglich Fig. 2 nach unten, während der Gegenhalter (Auswerfer) 12 dieser Bewegung unter Ausübung eines Gegendrucks folgt, bis die in Fig. 1 dargestellte Situation erreicht ist.
  • Fig. 3 zeigt die erste Stufe eines zweistufigen Werkzeugs zur Ausübung des zweistufigen Verfahrens. Dieses Werkzeug ist aufgebaut aus einer Schnittplatte 110, einem Gegenhalter (Auswerfer) 112, einer Führungs- oder Preßplatte 114 mit Ringzacke 118 und einem in der Platte 114 geführten Schnittstempel 116. Dieses Werkzeug und seine Funktion entsprechen einem üblichen Feinschneidewerkzeug, mit dem Durchsetzungen erzeugt werden. Der "durchgesetzte" Rohling ist mit 127 bezeichnet und in Fig. 4 noch einmal anhaftend am Werkstoff 117 separat dargestellt. Der vorgeschnittene Rohling 127 ist hier noch über eine relativ starke Werkstoffbrücke 128 mit dem Werkstoff 117 verbunden. In der Raumform nach Fig. 4 wird der Werkstoff 117 mit dem teilausgeschnittenen Rohling 127 der in Fig. 5 dargestellten zweiten Werkzeugstufe zugeführt. Die Einzelteile dieser Werkzeugstufe sind jeweils mit um 100 erhöhten Bezugsziffern versehen. Ein Unterschied besteht darin, daß hier die Platte 210 eine "Prägeplatte" ist. Sie besitzt analog der in Fig. 1 mit 10 bezeichneten Schnittplatte einen Abschnitt 220 mit zumindest teilweise konischer bzw. schräg verlaufender Prägefläche 222. Dementsprechend besitzt das fertige Werkstück 225 wie das Werkstück 25 in Fig. 2 bei analoger Geometrie die Form eines Kegelstumpfes mit umlaufend konischer Außenschnittfläche 226. Auch bei dem zweistufigen Verfahren findet also ein Prägevorgang, diesmal ausgehend von einem vor- bzw. angeschnittenen Werkstück, statt.
  • In Fig. 7 ist schematisch ein typisches Werkstück dargestellt, zu dessen Herstellung sich die erfindungsgemäßen Verfahren und Werkzeuge besonders gut eignen. Es handelt sich um ein ringförmiges stirnverzahntes Rad 30 mit Zähnen 31. Wie Fig. 8 zeigt, weisen die Zahnflanken 32 und 33 bezüglich der Rotationsachse 34 des Zahnringes 30 eine Konizität unter dem Winkel 35 auf. Die Zahngründe 36 und die Zahnköpfe 37 können hingegen Flächen aufweisen, deren Mantellinien zur Achse 34 parallel verlaufen. Dieses Werkstück 30 zeigt also ein typisches beispiel dafür, daß und wie man lediglich Teile der Außenschnittflächen eines feingeschnittenen Werkstücks auf einfache Weise konisch bzw. schräg verlaufend herstellen kann.

Claims (5)

1. Verfahren zum Feinschneiden von Werkstücken (25), wobei der Werkstoff (17) zwischen einer Führungsplatte (14) (Pressplatte) und einer Schnittplatte (10) eingespannt und das Werkstück (27) mittels eines Schnittstempels (16) und eines gegen diesen wirkenden, in einer Ausnehmung der Schnittplatte (10) geführten Gegenhalters (Auswerfers) (12) ausgeschnitten sowie ggf. zusätzlich mittels Innenformstempel bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (27) während des Ausschneidens in eine zumindest auf Teilumfangsbereichen (22) sich verjüngende bzw. konisch verengende Ausnehmung der Schnittplatte (10) hineingedrückt wird und daß das ausgeschnittene konische Werkstück (25) entgegen der Schneidrichtung mittels des Auswerfers (12) wieder aus der Schnittplatte (10) ausgeworfen wird.
2. Verfahren zum Feinschneiden von Werkstücken (225), wobei der Werkstoff (117) zwischen einer Führungsplatte (114, 214) und einer Schnittplatte (110) einespannt und das Werkstück (127, 227) mittels eines Schnittstempels (116, 216) und eines gegen diesen wirkenden, in einer Ausnehmung der Schnittplatte geführten Gegenhalters (Auswerfers) (112, 212) ausgeschnitten sowie ggf. zusätzlich mittels Innenformstempel bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Arbeitsschritt (Fig. 3) das Werkstück (127) nach Art einer Durchsetzung aus dem Werkstoff (117) in an sich bekannter Weise angeschnitten wird und daß in einem zweiten Arbeitsschritt (Fig. 5) der Schnittvorgang vollendet und das Werkstück (227) in eine zumindest auf Teilumfangsbereichen (222) sich verjüngende bzw. konisch verengende Ausnehmung einer Prägeplatte (210) hineingedrückt wird und daß das geprägte konische Werkstück (225) entgegen der Prägerichtung mittels des Auswerfers (212) wieder aus der Prägeplatte (210) entfernt wird.
3. Feinschneidwerkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Schnittplatte (10) mit Durchbruch (11), in der ein entsprechend konturierter Auswerfer (12) in Richtung seiner Längsachse (13) verschieblich angeordnet ist, sowie mit einer über der Schnittplatte (10) vorgesehenen Führungs- oder Pressplatte (14) mit Ausnehmung (15) für einen entsprechend konturierten, koaxial zum Auswerfer (12) (Gegenhalter) geführten Schnittstempel (16), dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (22) des Durchbruchs in der Schnittplatte (10), Prägeflächen bildend, mindestens auf Teilen ihres Umfangs sowie auf einem Abschnitt (20) in Achsrichtung (13) des Auswerfers (12), beginnend in der Auflageebene (19) des Werkstoffs (17), zur Auswerferachse (13) hin geneigt verlaufend angeordnet ist und daß das ausgeschnittene konische Werkstück (25) entgegen der Schneidrichtung mittels des Auswerfers (12) aus der Schnittplatte (10) auswerfbar ist.
4. Feinschneidwerkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, mit einer Schnittplatte (110) mit Durchbruch (111), einem darin geführten Auswerfer (112) (Gegenhalter), einer Führung- oder Preßlatte (114) und einer in dieser geführten Schnittstempel (116) in einer ersten Arbeitsstufe sowie mit einer Prägeplatte (210) mit umlaufender Prägefläche (222), einem in der Prägeplatte (210) geführten Auswerfer (212) (Gegenhalter) und einer darüber angeordneten Führungsplatte (214) mit Prägestempel (216) in der zweiten Arbeitsstufe, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug der ersten Arbeitsstufe (Fig. 3) in an sich bekannter Weise zur Ausbildung einer Durchsetzung (Fig. 4) ausgebildet ist und daß im Werkzeug der zweiten Arbeitsstufe (Fig. 5) die Innenfläche (222) des Durchbruchs in der Prägeplatte (210), Prägeflächen bildend, mindestens auf Teilen ihres Umfangs sowie auf einem Abschnitt (220) in Achsrichtung (213) des Auswerfers (212), beginnend in der Ebene (219) der Prägeplatte (210), zur Auswerferachse (213) hin geneigt verlaufend angeordnet ist und daß das geprägte konische Werkstück (225) entgegen der Prägerichtung mittels des Auswerfers (212) aus der Prägeplatte (210) entfernbar ist.
5. Feinschneidwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Achsrichtung (13; 213) des Auswerfers (12; 212) gemessene, die Prägeflächen (22; 222) aufweisende Abschnitt (20; 220) geringfügig größer ist als die Materialstärke (21; 221) des Werkstoffs (17; 217).
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