SE534677C2 - Stålstanskniv - Google Patents

Description

20 25 30 534 67? typiska fall innefattar en utstansningsmaskin ett Iångsträckt metallblad som bildar en så kallad stanskniv med hjälp av vilken materialet i fråga stansas och ges sin form. Stanskniven är ett metallband, i typiska fall ett kolstàlband, vilket har en huvudkropp med två motsatta, parallella sidor, en skäregg och ett bakparti mitt emot skäreggen. Det kan vara av avsevärd längd, tex mer än en meter, och till och med upp till tio, tjugo eller trettio meter. Stanskniven är böjd till en form som svarar mot den profil som ska stansas ut, till exempel till en rektangulär form. l typiska fall innefattar en utstansningsmaskin en plan övre platta, verktygsramen, vilken är i stödjande kontakt med bakpartiet av stanskniven och vilken är anordnad för att överföra ett tryck till stanskniven som behövs för stansningsoperationen. En utstansningsmaskin innefattar även en stansform som är placerad intill verktygsramen och som fungerar såsom en fixtur som stadigt håller stanskniven i en tvärriktning. Stansformen kan vara av trämaterial och vara försedd med skåror igenom vilka stanskniven skjuter ut. Utstansningsmaskinen innefattar även en plan undre platta, skärplattan, vilken bär upp materialet som ska stansas och är anordnad för att röra sig mot skäreggen på stanskniven tills den kommer i stödjande kontakt med skäreggen. För att uppnà en fullständig skärning ska skäreggen komma i kontinuerlig kontakt med skärplattan utmed dess längd.

Dock kan detta vara svårt att uppnå beroende på tillverkningstoleranser.

Teknisk utstansningsmetodik har under många årtionden inneburit en tidskrävande och omständlig teknik för nivàreglering av stansformen och för att få ett skarpt snitt igenom kartong. Denna teknik kallas "patch up" och består av att noggrant bygga upp det rätta trycket i ett särskilt område av stansen genom att tillfoga tunna remsor av arkmaterial, t.ex. tejp, på baksidan av verktygsramen bakom stålbladet (stanskniven). För att minska behovet av patch up har i känd teknik föreslagits användning av stansknivar som kan uppta en viss grad av deformation på bakkanten, medan skäreggen samtidigt lämnas väsentligen utan någon deformation. Detta gör att hela stansformen blir automatiskt nivàreglerande när den sätts under belastning i en press. För att kunna deformera bakkanten under tryck måste skäreggen 10 15 20 25 30 534 677 vara stadd att motstå att högre tryck än bakkanten. I känd teknik ästadkoms detta genom härdning av skäreggen, medan bakkanten värmebehandlas till en lägre hàrdhet än resten av stanskniven. Dessutom har många bakprofiler föreslagits som är utformade för att underlätta komprimering av bakpartiet när det utsätts för tryck, och därmed kompensera för toleransfel som annars skulle kräva "patch up".

DE3135980C1 beskriver en stanskniv som uppvisar ett centralt bakparti som är mjukare än skäreggen och som har snedställda sidor och en generellt plan kantände. Kantänden har en bredd av 0,01-0,1 mm. Vinkeln mellan de snedställda sidorna av bakpartiet är mindre än 40°, företrädesvis mindre än 35°. Alternativa bakpartiprofiler har också föreslagits, sà som en utformning som har ett flertal parallella bakkantspartier, eller en utformning enligt vilken baksidan har parallella sidor (ej snedställda) och följaktligen en likformig bredd från sin bas till sin topp. Vad gäller utformningarna som använder flerfaldiga parallella bakkanter kommer de att leda till höga arbetskostnader beroende på sin ökade komplexitet och det faktum att dimensionerna på sâdana kanter kommer att vara relativt smá.

WO2009121383A1 refererar till ovan nämnda DE3135980C1 och pekar på att en olägenhet med de däri visade utformningarna år att de antingen inte uppnår det eftersträvade resultatet eller inte uppvisar tillräcklig bakpartistabilitet. Det vill säga antingen uppvisar bakpartiet inte tillräcklig kompressibilitet eller sä är det alltför instabílt och riskerar att vika sig àt sidan när det utsätts för tryck under en stansningsoperation. WO2009121383A1 föreslår därför en annan utformning, enligt vilken bakpartikanten tilläts ha en bredd som är tillräcklig för att åstadkomma stabilitet mot oförutsedd vikning av denna, men där kanten av bakpartiet inte sträcker sig kontinuerligt i ett enda plan, eller utmed en rak linje. Istället följer bakpartikanten en vàgform, varigenom vågtoppama pà kanten kommer att underkastas den önskade automatiska nivàreglerande deformationen vid sammantryckning av kanten.

En olägenhet med en sådan utformning är dock den diskontinuerliga 10 15 20 25 30 534 B77 kontaktlinjen mellan bakkanten och eventuell platta eller liknande som stödjer den. Sådan diskontinuitet kan leda till att otillräckligt eller ojämnt tryck appliceras pà kniven i kritiska skärområden så som hörn. En nackdel med tidigare tekniks sfansknivar är att kniven blir väsentligen dubbeleggad, vilket gör hanteringen av den besvärlig. Under böjningsoperationen och under monteringen av kniven i stansformen används knivens bakkant som referens- och/eller stöddel.

SYFTET MED UPPFlNNINGEN Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en stålstanskniv som har en utformning som resulterar i en automatisk niväregleringsförmäga hos kniven när den utsätts för tryck under en stansningsoperation, sà att en kontinuerlig kontakt àstadkoms mellan skäreggen och en skärplatta med vilken skäreggen samverkar.

Den automatiska nivàregleringseffekten skall vara resultatet av en plastisk deformation av bakpartiet av stanskniven medan skäreggen samtidigt förblir i stort sett intakt. Uppfinningen syftar till att åstadkomma en stansknivsutformning som underlättar sådan automatisk niváregleringsdeformation i en tillräcklig grad, och som har ett tillräckligt stabilt bakparti, sà att det senare inte viker sig, d v s faller ut, till någon sida när det utsätts för tryck under stansningsoperationer.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning uppnås med hjälp av en stanskniv enligt introduktionsdelen av denna specifikation och ingressen av krav 1, kännetecknad av att lufningsvinkeln mellan de snedställda sidorna av bakpartiet ligger i intervallet 30-70°, och av att kanten av bakpartiet är vass, med en radie i intervallet 1-10 um. l synnerhet resulterar kombinationen av en vass kant och den föreslagna vinkeln mellan de snedställda sidorna av 10 15 20 25 30 534 G77 bakpartiet i ett stabilt men ändà enkelt sammantryckbart bakparti.

Företrädesvis är bakpartiet utformat sàsom ett enda parti, med ett centrumplan som ligger i samma plan som ett centrumplan av knivkroppen, varvid en sådan utformning är fördelaktig frän bland annat en tillverkningssynpunkt. Det föredras att kanten av bakpartiet sträcker sig utmed en kontinuerlig linje i en längdriktning av kniven, sä att kontinuerlig linjekontakt erhålls mellan bakpartikanten och ett stöd mot vilket den vilar.

Enligt en utföringsform är lutningsvinkeln mellan nämnda snedställda sidor lika med eller mer än 40°, företrädesvis lika med eller mer än 50°. Därmed förbättras stabiliteten hos bakpartiet ytterligare mot oönskad utfallning till någon sida när det utsätts för tryck.

Företrädesvis är lutningsvinkeln mellan nämnda snedställda sidor lika med eller mindre än 60°. Därmed ästadkoms en ytterligare förbättrad kompressibilitet.

Enligt en utföringsform är radien på kanten av bakpartiet lika med eller mindre än 5 um. En mindre radie kommer att ytterligare förbättra initial kompressibilitet hos bakkanten.

Företrädesvis har bakpartiet en hårdhet som är lika med eller under 320 HV, företrädesvis lika med eller lägre än 300 HV, och ännu hellre kring 280 HV.

Därmed har det sörjts för tillräcklig kompressibilitet. Bakpartiet är mjukare än knivkroppen, såsom resultat av ett värmebehandlingsförfarande som den underkastas under tillverkning, företrädesvis ett glödgningsförfarande.

Enligt en utföringsform har bakpartiet en hårdhet som är lika med eller högre än 250 HV. Denna undre gräns är relaterad till det material som valts såsom knlvmaterial, det vill såga kolstål, företrädesvis av kvaliteten CK55 (DlN- standard), och den eventuella mjukningen därav med hjälp av glödgning. 10 20 25 30 534 67? Företrädesvis har skäreggen en hårdhet som är lika med eller högre än 500 HV, företrädesvis lika med eller högre än 600 HV eller till och med 640 HV.

En lägre hårdhet resulterar i en skäregg som är mer benägen till deformation, vilket bör undvikas eftersom deformation av denna kommer att påverka skärprestandan för skäreggen negativt.

Enligt en aspekt av uppfinningen har skäreggen en hàrdhet som är lika med eller lägre än 740 HV, företrädesvis lika med eller lägre än 700 HV. En alltför hög hàrdhet kommer att leda till en alltför skör skäregg, vilken skulle vara benägen till sprickbildning när den utsätts för böjningsoperationer under utformning av stanskniven till dess slutliga form.

Ytterligare särdrag och fördelar hos föreliggande uppfinning kommer att presenteras i följande detaljerade beskrivning och i de självständiga patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA En utföringsform av föreliggande uppfinning kommer att presenteras med hänvisning till ritningen på vilken: Fig. 1 är ett partiellt tvärsnitt av delar av en utstansningsmaskin försedd med en stanskniv enligt uppfinningen, och Fig. 2 är ett partiellt tvärsnitt av en utstansningsmaskin försedd med en stanskniv enligt uppfinningen, i en mindre skala än i fig. 1.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar tvärsnittet av en stanskniv 1 enligt föreliggande uppfinning.

Tvärsnittet visar profilen av kniven tvärs dess längdriktning. Stanskniven används i sylte att skära ark av material sä som papper, papp, kartong, Wellpapp, plastskivor, läder, gummi etc. till godtycklig form, normalt till en slutlig form. I synnerhet är stanskniven 1 enligt föreliggande uppfinning 10 15 20 25 30 534 677 utformad i syfte att användas för stansning av wellpapp.

Utstansningsmaskinen i vilken stanskniven 1 är anordnad är endera av en roterande typ i vilken stanskniven 1 bärs av en rulle och är anordnad för att rulla mot materialet som ska stansas, eller en stamptyp i vilken stanskniven 1 är föremål för en rak rörelse mot materialet som ska stansas.

Stanskniven 1 är gjord av stål, företrädesvis kolstàl, företrädesvis av kvaliteten CK55 (DIN-standard) eller någon motsvarande kvalitet.

Stanskniven innefattar en skäregg 2, ett bakparti 3 och en mellanliggande knivkropp 4 placerad mellan skäreggen 2 och bakpartiet 3. Kniven 1 har utformats av en enda homogen stàlplàt, varvid skäreggen 2 och bakpartiet 3 utformas med hjälp av bearbetningsoperatloner. Knivkroppen 4 uppvisar tvà motsatta sidor som är parallella. Kniven 1 har en avsevärd längd, och dess form påminner om den hos en Iinjal. Den kan böjas till en slutlig form som svarar mot konturen av godtycklig produkt som ska utformas med hjälp av stansning med stanskniven 1.

Höjden H av knivkroppen 4, vilken bildar den huvudsakliga delen av stanskniven 1, ligger i intervallet 20-40 mm, medan dess tjocklek tligger i intervallet 0,4~1,5 mm. Vilket specifikt förfaringssätt som kommer att väljas i varje fall kommer att i hög grad bero pà vilken sorts material som ska stansas. Knivkroppens hårdhet ligger i intervallet 300-420 beroende pà vilket specifikt stål som väljs, och beroende pä vilken specifik värmebehandling den har underkastats.

Stanskniven bildar en del av en utstansningsmaskin som, pà ett i sig känt sätt, innefattar ett stödelement 5, normalt en platta kallad verktygsramen, som vilar mot änden av bakpartlet 3 under stansningsarbete och applicerar ett tryck pà kniven. Utstansningsmaskinen innefattar även en skärplatta 6 som bår upp materialet 8 som ska stansas och som är rörligt anordnad i förhållande till komponenten som bildas av stödelementet 5 och stanskniven 10 15 20 25 30 534 577 1. Det ska förstås att skärplattan 6 inte behöver ha, men företrädesvis har, formen av en platta. Stödelementet 5 uppvisar en kontinuerlig stödyta mot vilken kanten av bakpaniet 3 kommer att vila, och via vilken ett tryck som behövs för stansningsoperationen överförs till stanskniven 1. Skärplattan 6 har företrädesvis en plan yta på vilken det företrädesvis skivformade materialet 8 som ska stansas bärs. Under stansningsarbete flyttas skärplattan 6 mot knivens 1 skäregg 2 så att materialet 8 som bärs upp på denna stansas av skäreggen 2 och tills den senare är i kontinuerlig linjär kontakt med skärplattans 6 yta. Huruvida det är kniven 1 eller skärplattan 6, eller båda, som är den rörliga delen är valfritt.

Såsom visas i fig. 2 innefattar utstansningsmaskinen även en fixtur 7, vilken skjuts fram av den del av stanskniven 1 som är försedd med bakpartiet 3 och vilken håller stanskniven 1 stadigt i en tvärriktning. Fixturen 7, ofta kallad "stansformen", är utformad av en platta i vilken det finns ett spår, igenom vilket stanskniven 1 skjuter fram såsom indikeras i fig. 2. Företrädesvis har stansformen 7fom1en av en platta och är placerad intill och i kontakt med verktygsramen 5. Företrädesvis är den gjord av ett trämaterial, fastän även andra material kan användas. Spàret igenom vilket stanskniven 1 skjuter fram har en bredd som generellt motsvarar tjockleken tav stanskniven 1 för att möjliggöra stadig fasthàllning av den senare medelst stansformen 7.

Tjockleken av stansformen 7 är betydande med avseende på höjden H av stanskniven 1 för att möjliggöra stadig fasthållning av den senare.

För att sörja för automatisk nivåreglering av kniven 1 vid stansningsarbete är bakpartiet 3 av kniven utformat för att deformeras plastiskt, medan skäreggen 2 behåller sin form. Detta åstadkoms genom en kombination av hårdhet och geometriska egenskaper hos skäreggen 2 respektive bakpartiet 3. Bakpartiet 3 har formen av en fena eller às som skjuter ut från en övre ände av knivkroppen 4. Den sträcker sig kontinuerligt i längdriktningen av kniven och har samma höjd utmed hela sin längd, när den är i sitt ännu inte 10 15 20 25 30 534 67? deformerade tillstànd. Följaktligen är det kontinuerlig linjär kontakt mellan kanten av bakpartiet 3 och stödelementet 5 när de är hopsatta.

Bakpartiet 3 uppvisar ett symmetriskt tvärsnitt (sett i en längdriktning av kniven, motsvarande den enda figuren). Det har ett centrumplan som ligger i samma plan som knivkroppens 4 centrumplan. Dessutom har det tvâ motsatta sidor som är snedställda i en vinkel o i förhållande till varandra och möts vid en ände av dessa, därmed bildande en vass kant. l verkligheten finns det dock inget sådant som en perfekt vass kant, och i detta fall har bakpartiets kant, eller kantspets, en radie r, i intervallet 1-10 pm, företrädesvis under 5 um. För att ge tillräcklig stabilitet ät bakpartiet 3 är lutningsvinkeln a mellan de tvà sidorna av bakpartiet 3 över 30°, företrädesvis över 40° eller till och med över 50°. För att sörja för tillräcklig deformationsförmága hos bakpartiet 3 är vinkeln o mindre än 70°, företrädesvis mindre än 60°.

Bakpartiet 3 av stanskniven 1 är mjukare än resten av kniven för att deformeras enklare än de andra delarna av kniven. Detta har àstadkommits med hjälp av lokal värmebehandling av detsamma, företrädesvis glödgning, under tillverkningsprocessen. Bakpartiets hårdhet ligger i intervallet 250-320 HV, företrädesvis under 300 HV, eller kring 66 % av hàrdheten hos stansknivens knivkropp 4. Enligt ett av utföringsexemplen är hárdheten anordnad att öka fràn fenans topp till dess bas, fràn omkring 66 % till 76 % av knivkroppens 4 hårdhet.

Den maximala bredden på bakpartiet 3, vid dess bas, är mindre än bredden på knivkroppen 3. Följaktligen finns det en skuldra vid basen av bakpartiet 3, där det senare möter knivkroppen 4. Tillhandahàllandet av en skuldra resulterar i utrymme för bakpartiet 3 att deformeras i utan att komma i samverkande kontakt och eventuellt ingrepp med den omgivande verktygsramen 7. Skârningen mellan bakpartiets 3 sidor och ytan som bildar nämnda skuldra är inte vass, utan något rundad med en radie i intervallet 5- 10 15 20 25 30 534 B77 10 50 pm, såsom indikeras med rg i figuren. Detta har den tekniska effekten att resultera i att detta övergàngsomràde blir mindre benäget till sprickbildning när kniven underkastas en böjningsoperation. Skärningen mellan skulderytan och sidorna av knivkroppen 4 är också något rundad, och uppvisar en radie ra i intervallet 100-200 um. Detta särdrag bidrar också till att förbättra stansknivens 1 förmåga att smidigt komma in i spåret i verktygsramen 7 under hopsättning, utan någon skärsamverkan med den senare. Skuldran 9 bildar en stödsektion för hos bakpartiet 3. Stödsektionen används vid böjnings- och eller monteringsoperationerna för att gen en kontinuerlig referens och för att bära en last som annars hade legat pá fenan, och vilken skulle ha skadat den relativt sammanpressbara fenan. Dessutom blir stanskniven pä detta sätt mindre farlig att hantera.

Höjden h av bakpartiet 3 ligger i intervallet 40-200 pm, företrädesvis 80-150 pm. Höjden h som väljs för en specifik tillämpning kommer att i hög grad bero pá vilken sorts material som ska stansas, och det särskilda behovet av deformation av bakpartiet. Om en större deformation kan förväntas för att uppnà den önskade automatiska niväregleringseffekten för en specifik tillämpning, ska en motsvarande större höjd tillhandahållas.

Skäreggen 2 har en hårdhet och en geometri som kommer att främja bevarande av dess form medan enbart bakpartiet 3 genomgår deformation under den automatiska nivàregleringsproceduren_ Följaktligen är skäreggen 2 avsevärt hårdare än bakpartiet 3. Skäreggens 2 hårdhet är över 500 HV, företrädesvis i intervallet 600-740 HV, företrädesvis 640-700 HV, och beror på en lokal härdning av skäreggen 2. Följaktligen är den även hårdare än knivkroppen 4. Dock kommer en alltför hård skäregg att leda till att den blir spröd, vilket kan leda till sprickbildning när kniven utsätts för böjningsoperationer. Därför bör hårdhet över de definierade övre gränserna undvikas. Till följd av den valda hàrdheten för skäreggen 2 och bakpartiet 3 ligger bakpartiets hårdhet 3 i intervallet 35-55 % av skäreggens 2 hårdhet. 10 534 G77 ll Skäreggen 2 uppvisar även en form som kommer att göra den mindre benägen till deformation. Företrâdesvis uppvisar änden av skäreggen 2 en plan form med en bredd wi intervallet 10-30 pm, företrädesvis i intervallet 15-20 pm. Om bredden är alltför liten kommer skäreggen 2 att vara benägen till deformation, vilket bör undvikas eftersom det kommer att påverka dess skärprestanda negativt. Om à andra sidan bredden är alltför stor kommer detta i sig att vara negativt för skärprestandan. Skäreggen är avgränsad av motsatta snedställda sidor, vilka mellan sig definierar en skäreggsvlnkel ß i intervallet 25-60°, företrädesvis i intervallet 30-52°, varvid en alltför liten vinkel kommer att leda till en alltför svag egg, och en alltför stor vinkel kommer att leda till en alltför trubblg och ineffektiv egg.

Claims (12)

10 15 20 25 30 534 677 12 PATENTKRAV

1. Stàlstanskniv för att stansa ut delar med godtycklig form från papper, kartong, papp, Wellpapp, plastskivor, läder, gummi och liknande, innefattande - en skäregg (2), - ett V-format bakparti (3) som har två snedställda sidor som definierar en lutningsvinkel mellan dem och en kant, och - en knivkropp (4) som separerar skäreggen (2) från bakpartiet (3), och där - skäreggen (2) är hårdare än bakpartiet (3), kännetecknad av att lutningsvinkeln (o) mellan de snedställda sidorna av bakpartiet (3) ligger i intervallet 30-70°, och av att kanten av bakpartiet (3) är vass, med en radie (n) i intervallet 1-10 pm.

2. Stanskniv enligt krav 1, kännetecknad av att lutningsvinkeln (o) mellan nämnda snedställda sidor är lika med eller mer än 40°.

3. Stanskniv enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att lutningsvinkeln (o) mellan nämnda snedställda sidor är lika med eller mindre än 60°.

4. Stanskniv enligt nàgot av kraven 1-3, kännetecknad av att radien (n) på kanten av bakpartiet (3) är lika med eller mindre än 5 pm.

5. Stanskniv enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att bakpartiet (3) har en höjd (h) l intervallet 40-200 pm.

6. Stanskniv enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att bakpartlets hårdhet (3) ligger i intervallet 35-64 % av skäreggens (2) hårdhet.

7. Stanskniv enligt något av kraven 1~6, kännetecknar! av att bakpartiet (3) har en hårdhet som är lika med eller lägre än 320 HV, företrädesvis lika med eller lägre än 300 HV. 10 15 534 G77 13

8. Stanskniv enligt något av kraven 1-7, kännetecknad av att bakpartiet (3) har en hårdhet som är lika med eller högre än 250 HV.

9. Stanskniv enligt nàgot av kraven 1-8, kännetecknad av att skäreggen (2) har en hårdhet som är lika med eller högre än 500 HV, företrädesvis lika med eller högre än 640 HV.

10. Stanskniv enligt nàgot av kraven 1-9, kännetecknad av att skäreggen (2) har en hårdhet som är lika med eller lägre än 740 HV, företrädesvis lika med eller lägre än 700 HV.

11. Stanskniv enligt nagot av kraven 1-10, kännetecknad av att änden av skäreggen (2) har en bredd (w) som är lika med eller över 10 pm, företrädesvis lika med eller över 15 um.

12. Stanskniv enligt något av kraven 1-11, kännetecknad av att änden av skäreggen (2) har en bredd (w) som är lika med eller under 30 um. företrädesvis lika med eller under 20 pm.