JP2013517955A

JP2013517955A - 押抜き工具

Info

Publication number: JP2013517955A
Application number: JP2012552208A
Authority: JP
Inventors: アントンハース，
Original assignee: ベーレル−ウツデホルム・プレシジヨン・ストリツプ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2013-05-20
Anticipated expiration: 2031-01-17
Also published as: CN102781620A; BR112012018370A2; WO2011091454A1; EP2528711B1; DE202010004477U1; DK2528711T3; JP5549025B2; HK1172582A1; ES2653933T3; AT508551A4; PL2528711T3; AT508551B1; EP2528711A1; US9610697B2; US20120279370A1; CN102781620B; BR112012018370B1

Abstract

本発明は、平たい材料を分割又は穴あけするための押抜き工具（１）特に切断線（１）、及び工具の製造に関する。特に平床及び／又は回転押抜き機における自動調整の際、改善された特性を持つ押抜き工具を提供するため、本発明によれば、熱処理及び／又は熱調質される鋼帯から、一方の幅狭い方の側面に、刃（３１）を持つ切断部分（３）を形成され、他方の狭い方の側面に断面が凸な輪郭又は複数の突出する凸範囲（２１，２１′）から成る輪郭を持つ背部分（２）を形成され、この輪郭が、所々で縦範囲に対して横向きにかつ側面に対して直角に、削り屑の出ないように冷間成形又は圧印加工により、材料の自由な広がりにより形成される凹所（４）を持ち、広がり（Ｂ）の大きさが鋼帯の厚さ（Ｄ）より小さく、凹所の間の変形されない範囲（ａ）が、工具の使用開始の際塑性変形可能である。

Description

本発明は、熱処理及び／又は熱調質される鋼帯から形成され、一方の幅狭い方の側面に刃を形成され、他方の幅狭い方の側面に背部分を形成される、押抜き工具特に切断線に関する。

押抜き工具特に切断線は、紙、厚紙、プラスチック箔等のような平たい材料の分割又は穴あけのために、平床押抜き機又は回転押抜き機において使用される。

所望の断面形成及び解決策提案の問題は、国際公開第２００９／１２１３８３号に開示されている。この文書には、切断線の背に突起を設けることが提案され、工具を使用する際これらの突起が塑性変形可能であり、押抜き機の押抜き板と上板との間の保持板に切断線の場合によっては必要な局部的な高さ補償、工具のいわゆる調整を行う。

切断線の背にある突起は、間隙の正確な切削加工、例えば研削、フライス削り等により形成される。

更に上記の文書には、切断線の背範囲で表面脱炭を行って、最初の使用の際自動調整において突起の塑性変形を容易にする。

報告によれば、試験的に切断線の背に、別な材料の塗布により隆起が形成され、変形による最初の切断負荷の際、これらの隆起が工具の調製を行うようにする。

切断線の背部分の上記の手段及び構成形式は、最初の負荷切断の際その自動調整を可能にするが、輪郭にある凹所の費用がかかる形成という欠点、及び工具及び板を保護する押抜き機の自動調整のため、切断線の背部分の局部負荷に関係して、適切に設定可能な変形行程の問題を持っている。押抜き機の操作者により、更に工具寿命向上及び切断線の疲労破壊の回避が望まれる。

本発明の目的は、経済的に製造可能な押抜き工具、特に従来技術に比べて改善された特性を持つ切断線を製造し、自動調整の際この工具が、押抜き機の板を保護する機能を持ち、継続押抜き作動において一層長く故障のない使用時間又は一層長い寿命を持つようにすることである。更に押抜き品の品質いわゆる利用が、きれいな切断及び減少される保持点により改善されるようにする。

この目的は、押抜き工具特に切断線が熱処理及び／又は熱調質される鋼帯から形成され、一方の幅狭い方の側面に、刃を持つ切断部分を形成され、他方の狭い方の側面に断面が凸な輪郭又は複数の突出する凸範囲から成る輪郭を持つ背部分を形成され、この輪郭が、所々で縦範囲に対して横向きにかつ側面に対して直角に、削り屑の出ないように冷間成形又は圧印加工により、材料の自由な広がりにより形成される凹所を持ち、広がりの大きさが鋼帯の厚さより小さく、凹所の間の変形されない範囲が、工具の使用開始の際塑性変形可能であると、達せられる。

この目的は、背部分が、鋼帯の少なくとも側面において、この側面に対して角をなして縦範囲に対して直角に、冷間成形により、材料の広がりにより所々に形成される凹所及びそれにより形成される隆起を、背部分の輪郭を越えて持ち、刃範囲に対して逆方向に突出する隆起又は範囲が、工具の使用開始の際塑性変形可能であると、押抜き工具特に切断線においても達せられる。本発明により得られる利点は、大体において次の通りである。即ち一方では削り屑の出ない冷間変形により、工具又は切断線の背部分の正面範囲に凹所又は隆起が経済的に形成され、他方では本発明により、必要な異なる力増大が、切断線の背部分にある変形されなかった範囲又は変形により突出した隆起の刃の方への塑性変形の際の行程に関係して、それぞれの押抜き機の必要条件に従って、工具の自動調整の際合わされる。これは、平底押抜き機及び／又は回転押抜き機の板の面平行性が十分な程度に存在しないか又は調節可能である時に、大いに重要である。

塑性変形可能な範囲の構成にとって著しく重要なことは、工具の自動調整の際の変形工程に関係する材料硬化である。切断線の背部分の変形されない範囲の間の凹所は、材料硬化による局部的な塑性成形により既に形成されたので、切断線の調整のための有利な基準は、工具の使用開始の際得られる。換言すれば、刃への力の増大の局部的勾配は、切断線の自動調整の際、平床押抜き機及び／又は回転押抜き機の必要条件に応じて、自由な広がりを持つ凹所の圧印加工によって設定することができる。

本発明によれば、切断線のきつい曲げ半径の場合材料の過度の縁据込みを回避するため、冷間変形により凹所を形成する際広がりの大きさが、鋼帯の厚さより小さい。これは、切断線の背部分の凸な輪郭の形成によって行われ、据込みされる材料の所々で最初の輪郭から突出する範囲は、切断線の厚さの６０％〜８５％の厚さを持っている。このように一方では、作業中永続的に荷重を受ける押抜き機における切断線の自動調整のための有利な前提条件が得られ、他方では、工具の製造の際切断線の特に機械的曲げの際きつい半径も有利に得られる。

長時間負荷実験の際、据込みされる区域が、切断線の背部分の変形範囲において圧縮残留応力を生じ、変動しかつ／又は増大する機械的荷重の際、これらの圧縮残留応力が亀裂形成又は疲労破壊を防止する。

これに反し削り屑溝を持つ凹所が板横方向に形成されると、これらの削り屑溝は継続負荷の場合亀裂開始個所として作用し、早期に工具を破壊することがある。

輪郭にある直角な凹所が、５μｍ〜８０μｍなるべく２０μｍ〜５０μｍの大きさを持っていると、背部分の変形範囲に得られる凹所のため、硬化される区域まで変形されない範囲の寸法を制御される据込みにより、切断線の特に有利な調整が行われる。

形成される凹所の縦範囲が、変形されない背部分の範囲の縦範囲に対して、１．０〜４．９なるべく１．５〜３．０の値を生じると、工具における切断線の自動的な区域調整の際著しい利点が得られる。

更に区域調整のために有利なように、２つの凹所又は２つの変形されない範囲の間の間隔が、０．１ｍｍ〜０．９５ｍｍなるべく０．３５〜０．６５ｍｍである。

本発明による切断線の特別な実施形態によれば、背部分の凸な輪郭の断面が、１つ又は複数の丸くされるか又は多角形の範囲により形成されている。こうして工具の硬度の側方安定性及び容易な調整が行われる。

本発明の特別な構成によれば、前述したように、切断線の背部分の輪郭からの局部的隆起が、縦範囲に対して所々直角に鋼帯の側面へ形成されて側面に対して鋭角をなす凹所による材料の自由な広がりの際の冷間形成によっても形成される。実質的に側方のこの削り屑なし冷間成形は、材料流れにより輪郭に突出する隆起を生じ、背部分にこのように形成される隆起でも、負荷される際圧縮応力が残って、疲労破壊の形成を大幅に防止する。

側方圧印加工部を持つ押抜き工具は、背部分の輪郭からの隆起が、互いに角をなす側面の変形によって形成され、２０〜９０μｍの大きさを持ち、０．１〜０．９５ｍｍの長さの間隔をとっていると、特に有利である。

押抜き工具特に本発明による切断線の有利な実施例によれば、板状体が、約０．３重量％〜約０．９５重量％の炭素含有量及びなるべく下部ベイナイト範囲における変態によって得られる組織構造及び２８０ＨＶ〜４８０ＨＶの硬度を持ちかつなるべく側面に０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍなるべく０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍの深さの表面脱炭域を持つ内部区域を有する低合金鋼から成る帯状体から成っている。

更に押抜き工具特に切断線の背部分にある変形されない範囲又は隆起が、最大でも９５μｍの深さまで、３００℃と材料のオーステナイト形成温度との間の温度で形成される焼き戻し組織を持っていると、自動調整のために材料の特に良好な特性が得られる。

更にベイナイト焼入れの下部温度範囲で、鋼合金の面心立法格子から最小の炭化物を持つ体心立方原子格子への反転が行われ、その際高い材料硬度が得られる。焼戻し加熱の際３００℃の温度から、一層大きい複合体への炭化物の凝集により根拠づけられる硬度低下が起こる。もっと高い焼戻し温度では、もっと高い初期硬度にもかかわらず、パーライトの焼戻し硬度以下へベイナイトの焼戻し硬度が低下し、それにより切断線の背部分にある変形されない範囲又は隆起の特に有利に低い材料硬度値が得られる。

ベイナイト組織を持つ背部分の表面焼戻しは、輪郭範囲における所々の圧印加工前に行うこともできる。

さて切断線の背部分における輪郭の所々の圧印加工による加工の際、力が刃の方へ形成されることがあるので、５２ＨＲＣ又は５５０ＨＶ〜６１ＨＲＣ又は７２０ＨＶの大きさの硬度及び０．００４〜０．０５ｍｍの半径を持つ丸められた刃を持っている切断範囲が形成され、輪郭の圧印加工の際止め限度として作用すると、寸法技術的な理由から有利である。一次ファセット及び二次ファセット付きの切断形状付き又はなしの５０°〜１００°の切断角についても同じことが当てはまる。

工具における押抜き物品又は穴あけ物品の摩擦特性に応じて、切断線の刃範囲における切断部分の表面は、削り取られ、研削されかつ／又は被覆される実施形態を持つことができる。

まず平らな原材料から、ベイナイト組織構造及びなるべく脱炭された表面区域を持つ帯状素材が製造される。押抜き工具特に最初にあげた種類の切断線の製造方法は、本発明の別の目的によれば、第１の段階において、素材又は素帯の幅狭い方の側面に、切削加工により、凸な輪郭を持つ背部分及び錐状切断部分が形成され、それから第２の段階において、実質的に室温で、帯の縦区域に交差しかつ帯の側面に対して直角に、その全長にわたって背部分の凸な輪郭へ、削り屑の出ない形成により、材料の自由な広がりの際、所々の凹所が入れられ、背部分の変形されない範囲が、工具又は切断線の所望の幅寸法を与える要素として、刃製造の際使用される。

本発明による方法で得られる利点は、大体において、圧印加工により凸な輪郭へ後続の削り屑なし凹所形成による背部分の適切な形成が、一方では経済的な製造をもたらし、他方では工具の使用開始の際自動調整の範囲内で据込みのための変形されない範囲の所望の特性断面を生じる。

背部分の形成又は切削加工による凸な輪郭の形成は、削り屑のない冷間変形又は圧印加工に合わされねばならないので、材料の自由な広がりの際、流れ範囲は切断線に直接相当するより小さい横寸法を持っている。

圧印加工自体の際、変形及び組織の大きさに関係して、材料が局部的に硬化する。最初の押抜き負荷の際背部分の範囲の据込みにより、切断線の自動調整の際、切断線の必要な局部的又は一部範囲の幅変化は、本発明によれば、冷間変形範囲の形状及び局部的材料硬化によって適切に設定することができる。こうして切断線の経済的な製造方法が行われるだけでなく、最初の押抜き負荷の際その調整条件も最適化することができる。

平床押抜き装置及び／又は回転押抜き装置における自動調整の際高い経済性及び最良の特性で押抜き工具特に切断線の製造方法の別の実施形態は、本発明によれば、前述した方法において、第２段階において、実質的に室温で、少なくとも１つの側面において背部分の範囲に、側面に対し角をなして帯の縦範囲に対して垂直に、削り屑の出ない成形により、材料の自由な広がりの際、凹所が入れられ、このように隆起が背部分の輪郭を越えて形成され、切断範囲に対して逆方向に突出する隆起が、工具又は切断線の幅寸法を与える要素として、刃製造の際使用される。

背部分の輪郭範囲にわたる側面の所々の圧印加工の際、材料の自由な広がり又は流れが行われて、隆起を形成するこのような方法により、背部分の範囲における側面の盛り上がりを形成することなく、きつい半径で切断線の曲げを行うことができる。

自動調整の際背範囲の部分の変形のため有利な材料特性を設定するために、製造過程の第１段階の前又は後及び／又は第２段階の後に、帯の下部ベイナイトの組織構造において、変形されたままにされるか又は輪郭から突出する範囲又は隆起が、最高でも９５μｍの深さまで、３００℃と合金のオーステナイト温度との間の温度で、焼戻される。下部ベイナイト組織のこのような焼戻しは、微細炭化物の凝集を行い、その結果強度の著しい減少及び材料の流動性を著しく増大する。工具の背部分の輪郭にある変形されない範囲又は突出して据込みされる範囲の所望の大きさの塑性変形のために、焼戻されるベイナイトにおける組織構造は、工具の自動調整の際著しい利点をもたらす。

それぞれ１つの実施工程のみを示す実施例により、本発明が詳細に説明され、図面により以下に説明される。

切断線を断面図で示す。背部分の凹な輪郭を断面図で示す。塑性変形される背部分を断面図で示す。塑性変形される背部分を正面図で示す。背部分の自由な広がりで変形される凸範囲を断面図で示す。図３の凸範囲を正面図で示す。圧印工具を示す。背部分の切削加工で形成される凹所の正面図を示す。背部分の圧印工具により削り屑なしに形成される凹所の正面図を示す。図６の局部的な拡大図及び背部分にある凹所の上の高さ線を示す。切断線の側面に所々で削り屑なしに形成される凹所を持つ背部分の輪郭を断面図で示す。図７による背部分を正面図で示す。

図１は、凸に形成される背部分２及び対向して半径３１１を持つ刃３１を有する切断部分３を持つ切断線１を、概略的に断面図で示す。

図１ａは、２つの凸に突出する範囲２１，２１′を持つ切断線１の背部分２を断面図で示す。

図２には、成形力の方向Ｐを持つ工具による成形の際材料の自由な広がり２２を持つ変形された背部分２が断面図で示されている。切断線１の厚さＤで、押込み深さｔにおいて、材料の塑性押出し２２により、凸な背部分２に増大される幅Ｂが形成されるが、この幅は切断線の厚さＤより小さい大きさを持っている。

図２ａは、背部分２の凸な範囲に塑性圧印凹所４を持つ切断線１を正面図で示す。変形されない背部分２は長さａを持ち、塑性変形された範囲は符号ｂで示す長さを持っている。

図３及び３ａは、大体において図２及び図２ａと同じ図を示すが、背部分２は、きさげにより形成されて自由な材料広がり２２を持つ２つの輪郭範囲及び全幅Ｂを持っている。

図４には、切断線１の背部分２のため垂直な変形用の工具又は圧印加工車が示されている。

図５から、従来技術により工具又は切断線１の背部分２へ研削された凹所が正面図でわかり、研削溝５は切断線１の厚さ方向に延びている。

図６は、切断線１の背部分２にある本発明による圧印加工凹所を示す。

図６ａは、圧印加工凹所４を拡大した形で示す。きさげ溝６が減少された形でまだ圧印加工溝４の表面に認められる。凹所外では、きさげ溝が、その縦範囲で、圧印加工凹所４の範囲にある波形又は湾曲により、自由な広がりの際材料流れを成立させる。

図６ｂには、切断線１の背部分２の中心の凸範囲において測定された高さ推移が示されている。

図７及び図７ａは、断面図（図７）及び正面図（図７ａ）で、切断線１の側面にある圧印加工凹所４を持つ背部分２を示す。力方向Ｐ_１及びＰ_２を持つ工具により生じて側面に対し角をなす切断線１の側面にある圧印加工凹所４によって、自由な広がりの際材料流れによる長さａに高さｔを持つ隆起２３が形成される。隆起２３相互の間隔ｂは工具形状によって決定される。

１切断線
２背部分
２１凸範囲
２２広げられた材料
２３隆起
３切断部分
３１刃
３１１刃半径
４圧印加工凹所
５切削溝
Ｂ自由に広げられた輪郭
Ｄ切断線の幅
Ｐ，Ｐ_１，Ｐ_２成形力
ａ突出する範囲の長さ
ｂ凹所の長さ

Claims

押抜き工具（１）特に切断線（１）であって、少なくとも部分的に熱処理及び／又は熱調質される鋼帯から形成され、一方の幅狭い方の側面に、刃（３１）を持つ切断部分（３）を形成され、他方の狭い方の側面に断面が凸な輪郭又は複数の突出する凸範囲（２１，２１′）から成る輪郭を持つ背部分（２）を形成され、この輪郭が、所々で縦範囲に対して横向きにかつ側面に対して直角に、削り屑の出ないように冷間成形又は圧印加工により、材料の自由な広がりにより形成される凹所（４）を持ち、広がり（Ｂ）の大きさが鋼帯の厚さ（Ｄ）より小さく、凹所の間の変形されない範囲（ａ）が、工具の使用開始の際塑性変形可能である、押抜き工具。
押抜き工具（１）特に切断線（１）であって、少なくとも部分的に熱処理及び／又は熱調質される鋼帯から形成され、一方の幅狭い方の側面に、刃（３１）を持つ切断部分（３）を形成され、他方の幅狭い方の側面に背部分（２）を形成され、背部分（２）が、鋼帯の少なくとも１つの側面において、この側面に対して角をなして縦範囲に対して直角に、冷間成形により、材料の広がりにより所々に形成される凹所（４）及びそれにより形成される隆起（２３）を、背部分の輪郭を越えて持ち、刃範囲に対して逆方向に突出する隆起（２３）又は範囲が、工具の使用開始の際塑性変形可能である、押抜き工具。
背部分（２）において輪郭にある凹所（４）が、５μｍ〜８０μｍなるべく２０μｍ〜５０μｍの大きさを持っている、請求項１に記載の押抜き工具。
形成される凹所（４）の縦範囲（ｂ）が、変形されない背部分（２）の範囲の縦範囲（ａ）に対して、１．０〜４．９なるべく１．５〜３．０の値を生じる、請求項１又は３に記載の押抜き工具。
背部分（２）において、２つの凹所（４）又は２つの変形されない範囲（ａ）の間の間隔が、０．１ｍｍ〜０．９５ｍｍなるべく０．３５〜０．６５ｍｍである、請求項１，３又は４に記載の押抜き工具。
背部分（２）の凸な輪郭の断面が、縦方向における１つ又は複数の丸くされるか又は多角形の範囲により形成されている、請求項１又は３〜５の１つに記載の押抜き工具。
背部分の輪郭からの隆起が、互いに角をなす側面の変形によって形成され、２０〜９０μｍの大きさを持ち、０．１〜０．９５ｍｍの長さの間隔をとっている、請求項２に記載の押抜き工具。
約０．３重量％〜約０．９５重量％の炭素含有量及びなるべく下部ベイナイト範囲における変態によって得られる組織構造及び２８０ＨＶ〜４８０ＨＶの硬度を持ちかつなるべく側面に０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍなるべく０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍの深さの表面脱炭域を持つ内部区域を有する低合金鋼から成る帯状体から成り、押抜き工具特に切断線（１）の背部分（２）にある変形されない範囲（ａ）又は隆起（２３）が、最大でも９５μｍの深さまで、３００℃と材料のオーステナイト形成温度との間の温度で形成される焼き戻し組織を持っている、押抜き工具。
押抜き工具（１）特に切断線であって、少なくとも部分的に熱処理及び／又は熱調質される鋼帯から形成され、一方の幅狭い方の側面に、刃（３１）を持つ切断部分（３）を形成され、他方の幅狭い方の側面に請求項１〜８に記載の背部分（２）を形成され、５２ＨＲＣ又は５５０ＨＶより大きい硬度及び０．００４〜０．０５ｍｍの半径（３１１）を持つ丸められた刃（３１）を持っている押抜き工具。
刃が５０°〜１００°の切断面角を持ち、選択的に少なくとも１つの側面が、刃（３１）の方へ一次斜面及び二次斜面を持つように構成されている、請求項９に記載の押抜き工具。
押抜き工具特に切断線の製造方法であって、少なくとも部分的に熱処理されかつ／又は熱調質される鋼帯から形成され、一方の幅狭い方の側面に刃（３１）を持つ切断部分（３）を持ち、他方の幅狭い方の側面に凸な断面の輪郭又は複数の突出する凸範囲（２１，２１′）から成る輪郭を持つ背部分（２）を持つように形成され、入って来る平らな材料から、ベイナイト組織構造及びなるべく脱炭された表面区域を持つ帯状素材が製造され、それから第１の段階において、素材又は素帯の幅狭い方の側面に、切削加工により、凸な輪郭を持つ背部分及び錐状切断部分が形成され、それから第２の段階において、実質的に室温で、帯の縦区域に交差しかつ帯の側面に対して直角に、その全長にわたって背部分の凸な輪郭へ、削り屑の出ない形成により、材料の自由な広がりの際、所々の凹所（４）が入れられ、背部分（２）の変形されない範囲が、工具又は切断線の所望の幅寸法を与える要素として、刃（３１）製造の際使用される、製造方法。
押抜き工具（１）特に切断線（１）の製造方法であって、少なくとも部分的に熱処理されかつ／又は熱調質される鋼帯から形成され、一方の幅狭い方の側に刃（３１）を持つ切断部分（３）を持ち、他方の幅狭い方の側に背部分（２）を持つように形成され、入って来る平らな材料から、ベイナイト組織構造を持ちかつなるべく脱炭された表面区域を持つ帯状素材が製造され、それから第１段階において、素材又は素帯の幅狭い側面に、切削加工により一方ではなるべく凸な輪郭を持つ背部分（２）が形成され、他方では錐状切断部分（３）が形成され、それから第２段階において、実質的に室温で、少なくとも１つの側面において背部分の範囲に、側面に対し角をなして帯の縦範囲に対して垂直に、削り屑の出ない成形により、材料の自由な広がりの際、凹所（４）が入れられ、このように隆起（２３）が背部分（２）の輪郭を越えて形成され、切断範囲（３）に対して逆方向に突出する隆起（２３）が、工具又は切断線（１）の幅寸法を与える要素として、刃製造の際使用される、製造方法。
少なくとも内部区域において断面にベイナイト組織構造を持つ帯状素材が製造され、第１段階において、素材又は素帯の一方の幅狭い方の側面に背部分（２）が形成され、他方の幅狭い方の側面に錐状切断部分（３）が形成され、それから第２段階において、背部分（２）の輪郭へ、削り屑の出ないように所々に凹所が入れられ、変形されない範囲が残されるか、又は突出する隆起（２３）が形成され、中間段階及び／又は後続段階において、変形されないままに残される範囲又は輪郭（ａ）から突出する範囲又は隆起（２３）が、最大でも９５μｍの深さまで、３００℃と合金のオーステナイト形成温度との間で焼戻される、請求項１１又は１２に記載の押抜き工具（１）特に切断線の製造方法。