WO2019029935A1 - Werkzeug und verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken, insbesondere blechen - Google Patents

Werkzeug und verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken, insbesondere blechen Download PDF

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WO2019029935A1
WO2019029935A1 PCT/EP2018/068795 EP2018068795W WO2019029935A1 WO 2019029935 A1 WO2019029935 A1 WO 2019029935A1 EP 2018068795 W EP2018068795 W EP 2018068795W WO 2019029935 A1 WO2019029935 A1 WO 2019029935A1
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WO
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tool
workpiece
base body
positioning axis
cutting edge
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/068795
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Walz
Andreas BEEG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D11/00—Planing or slotting devices able to be attached to a machine tool, whether or not replacing an operative portion of the machine tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D1/00—Planing or slotting machines cutting by relative movement of the tool and workpiece in a horizontal straight line only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D13/00—Tools or tool holders specially designed for planing or slotting machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D79/00—Methods, machines, or devices not covered elsewhere, for working metal by removal of material
    • B23D79/02—Machines or devices for scraping
    • 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
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/26—Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts
    • B21D28/265—Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts with relative movement of sheet and tools enabling the punching of holes in predetermined locations of the sheet, e.g. holes punching with template

Definitions

  • the invention relates to a tool for processing plate-shaped workpieces, in particular sheets, with an upper and a lower tool, and a method for machining plate-shaped workpieces with a tool consisting of an upper and a lower tool.
  • a tool for machining a plate-shaped workpiece, in particular sheet metal comprises an upper tool, on whose base a roller is provided.
  • This tool further comprises a lower tool with a base body and a support surface, wherein opposite the support surface on the base body protrudes a counter tool body.
  • This counter-tool body is formed as an indexable insert in which a corner portion of the indexable insert protrudes from the support surface on the main body to insert a V-shaped groove in a surface of the workpiece. Subsequently, a tool change can be made in the machine to perform a punching of the machined workpiece from the plate-shaped workpiece.
  • a tool device for machining of tabular workpieces is known.
  • This tooling device has cutting tools in the form of square cutting inserts, which are aligned with a corner region on the plate-shaped tool.
  • V-shaped recesses can be produced by machining in the plate-shaped workpiece.
  • Plate-shaped workpieces often have a coating, such as a zinc layer on.
  • a coating such as a zinc layer on.
  • it is necessary to remove this coating In preparation for subsequent welding, in particular laser welding, it is necessary to remove this coating.
  • a manual removal with a scraper or a hand grinder is inaccurate. This adversely affects the strength of the weld joint of components.
  • the coating can be evaporated or melted off in a laser system. However, this is costly.
  • the invention has for its object to provide a tool and a method for processing plate-shaped workpieces through which coatings on a surface of the plate-shaped workpiece can be removed accurately and inexpensively.
  • a tool having an upper and a lower tool, each having a tool body, wherein one of the two tool body is a roller which is rotatably mounted in an axis perpendicular to the position axis of the upper or lower tool, or a ball and in that the other tool body is a scraping tool which has a cutting edge which is oriented perpendicular to the positioning axis and parallel to the bearing surface or end face of the lower or upper tool.
  • a coating such as a zinc layer
  • this coating can be removed by scraping.
  • a planar removal of the coating is made possible. This allows a precise work preparation.
  • the upper and lower tool can also be used to remove the coating with a constant width over a predefined length. This is also cost-effective, since this can be done in a processing machine such as in a stamping machine or a combination machine, ie a punching / laser processing machine.
  • the scraping tool is provided as a replaceable cutting insert in a receptacle on the base body. This allows a quick and easy conversion and adjustment of the cutting insert to the desired removal depth and / or removal width of the coating from the workpiece.
  • the cutting edge of the Abschabwerkmaschinees has a width of up to 10 mm, preferably up to 5 mm, and a Abtragtiefe of 0.1 mm, in particular of 0.05 mm. As a result, coatings of various types can be removed.
  • the roller or ball which is designed as a further tool body, is formed of an elastic material or has an elastic coating.
  • This configuration has the advantage that damage to a surface of the workpiece opposite to the scraping side can be prevented.
  • sheet unevenness or sheet thickness tolerances can be compensated.
  • the Abschabtechnikzeug is provided as a counter tool body in the lower tool and the cutting edge associated with a recess in the base body of the lower tool is provided, which extends through the base body and preferably a rear side of the cutting edge associated with an opening in the body is provided so that a suction device can be connected to the underside of the opening.
  • a suction device can be connected to the underside of the opening.
  • the upper tool preferably has an extraction. As a result, the removal can be removed to avoid further damage to the surface of the workpiece.
  • the object underlying the invention is further achieved by a method for processing plate-shaped workpieces, in which an upper and / or lower tool are moved towards each other by a motor drive control by means of a control and move between a tool according to one of the embodiments described above, a plate-shaped workpiece is, or the tool is moved relative to the plate-shaped workpiece or a relative movement between the workpiece and the tool is driven, whereby the scraping a on the plate to be machined workpiece provided coating is removed.
  • a scraping tool in a processing machine in addition to the known punching and / or cutting machining, a further work preparation by removing the coating on the workpiece can be performed by machine.
  • a constant width and a constant removal depth can be achieved by means of such a tool.
  • the coating is removed evenly across the entire width of the cutting edge of the scraping tool. This is made possible, in particular, by providing the cutting edge opposite the further tool body in the form of a roller or ball, in order to create uniform working conditions for removal.
  • FIG. 1 is a perspective view of a processing machine
  • FIG. 2 shows a perspective view of a first embodiment of a tool
  • FIG. 3 shows a schematic side view of the tool according to FIG. 2 in partial section
  • FIG. 4 shows a schematically enlarged sectional view of a detail "X" according to FIG. 2,
  • FIG. 5 shows a schematic side view of an alternative embodiment of the tool according to FIG. 2 in partial section
  • FIG. 6 shows a perspective view of an upper tool of the alternative embodiment of the tool according to FIG. 5.
  • a processing machine 11 for processing plate-shaped workpieces 12, such as sheets, is shown in perspective.
  • the machining of workpieces 12 may include punching, bending, signing, embossing, engraving, deburring, roll forming.
  • Such a processing machine 11 may further comprise a laser processing device.
  • Such a processing machine 11 is referred to as a so-called combination machine.
  • the processing machine 11 has a C-shaped base frame 14 with an upper frame leg 15 and a lower frame leg 16. In a space between the upper frame leg 15 and the lower frame legs 16, a conventional coordinate guide 17 is housed. This is used for positioning or movement of the workpiece 12 relative to a processing station 18 of the processing machine 11 and for storage and replacement and replacement of tools 20 of the processing station 18. Alternatively, such a processing machine also have a closed or O-shaped base frame 14.
  • a tool 20 is exchanged, which comprises an upper tool 21 and a lower tool 22.
  • the lower tool 22 is arranged in a lower tool holder 23 on a machine table 25, which in turn rests on the lower frame legs 16 of the base frame 14.
  • the upper tool 21 is mounted on an upper tool holder 24 of a plunger 26. This is on the upper frame leg 15 of the frame 14 in the direction of a double arrow 27, for example, hydraulically movable up and down.
  • both the upper tool 21 and the lower tool 22 in the direction of a double arrow 29 are adjustable or deliverable. Corresponding advancing movements, like the other essential machine functions, are controlled by means of a schematically illustrated control 30 of the processing machine 11.
  • the workpiece 12 is held by means of a gripping device 32 during machining with the tool 20.
  • This gripping device 32 positions the workpiece 12, which rests on the machine table 25, relative to the processing station 18. After completing a machined workpiece 34 this can be led out of the processing station 18, for example by lowering a table segment 35 of the machine table 25.
  • the tool 20 is shown schematically enlarged in FIG. 2, wherein, for example, the upper tool 21 is arranged above and the lower tool 22 is arranged below the workpiece 12.
  • the arrangement of the upper tool 21 and the lower tool 22 may also be reversed.
  • the illustration in FIG. 2 is only an example.
  • FIG. 3 shows a schematic partial section in a side view of the tool 20.
  • the upper tool 21 comprises a base body 41, on which a clamping shaft 42 is provided, with which the upper tool 21 is held in the upper tool holder 24.
  • the base body 41 and the clamping shaft 42 are located in a positioning axis 44.
  • the clamping shaft 42 opposite a first tool body 43 is provided.
  • the tool body 43 is formed as a roller 45, which is rotatably mounted about an axis 46 which is aligned perpendicular to the positioning axis 44. This roller 45 protrudes from an end face 47 of the main body 41.
  • the lower tool 22 likewise comprises a base body 51.
  • a bearing surface 52 is provided on this base body 51.
  • This support surface 52 may be releasably secured to the base body 51, for example, by a screw connection.
  • the main body 51 and the bearing surface 52 have a common positioning axis 53.
  • the positioning axis 44 and the positioning axis 53 are preferably aligned during the machining of the workpiece 12.
  • the support surface 52 and the base body 51 of the lower tool 22 have a recess 54 which extends completely from the support surface 52 through the main body 51 therethrough.
  • a further tool body 56 is provided in a receptacle.
  • This tool body 56 is designed as a scraping tool and has a cutting edge with a predetermined width, which is aligned perpendicular to the positioning axis 53.
  • This tool body 56 is positioned relative to the support surface 52 in the base body 51 such that this cutting edge protrudes by a maximum height of 0.1 mm, in particular 0.05 mm.
  • the cutting width is less than 5 mm, preferably less than 3 mm.
  • an opening 58 in the main body 51 is provided on the rear side of the tool body 56. This opening 58 extends completely from the support surface 52 through the main body 51.
  • the aperture 58 may be associated with a suction, so that an additional removal, which is not ejected downwards by the recess 54, can be sucked through this opening 58.
  • the upper tool 21 may also comprise a ball instead of the roller 45 shown in partial section in Figure 3.
  • Both the roller 45 and the ball are preferably made of an elastic material or have a coating of an elastic material.
  • a plastic material may be provided, such as a thermoset, a thermoplastic, a thermoplastic elastomer or a synthetic fiber material.
  • soft metallic materials such as a non-ferrous metal, can be used.
  • This tool 20 illustrated in FIGS. 2 and 3 makes it possible to remove a coating, such as a zinc layer, on a surface of the workpiece 12.
  • the upper and lower tools 21, 22 are moved towards one another. Subsequently, the workpiece 12 is moved to remove the coating with the gripping device 32.
  • a removal 61 can be introduced.
  • This removal 61 is provided as a work preparation, for example, for a subsequent welding operation, so that for the connection of another workpiece on the surface of the workpiece 12, which is freed from the coating, an improved cohesive connection and increased strength can be created.
  • the removal 61 produced by the scraping tool is shown enlarged in FIG. 4 in a sectional view according to detail "X" in FIG.
  • the removal 61 is plane.
  • the width B of the Abtrag 61 corresponds to the width of the cutting edge of the tool body 56 of the Abschabwerkmaschinees.
  • the depth T of the Abtrag 61 is adjusted by the positioning of the tool body 56 of the Abschabtechnikzeugs against the support surface 52. This scraping tool creates a rectangular depression with respect to the adjacent region of the surface of the workpiece 12.
  • FIG. 5 shows a schematic side view in partial section of an alternative embodiment of the tool 20.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the upper tool 21 according to the alternative embodiment of the tool 20 in FIG. 5.
  • the tool body 43 is formed on the upper tool 21 as a scraping tool and the tool body 56 on the lower tool as a roller or ball.
  • the tool bodies 43, 56 are thus provided reversed in relation to the embodiment in FIGS. 2 and 3 in the upper tool 21 and lower tool 22. Also in this embodiment, a removal of the coating on the surface of the workpiece 12 can take place, as shown in Figure 4.
  • an additional suction on the upper tool 21 may additionally be provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Werkzeug und ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (12), insbesondere Blechen, mit einem Oberwerkzeug (21), welches einen Einspannschaft (42) und einen Grundkörper (41) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionierachse (44) liegen und mit einem dem Einspannschaft (42) gegenüberliegend an einer Stirnfläche (47) des Grundkörpers (41) vorgesehenen ersten Werkzeugkörper (43), mit einem Unterwerkzeug (22), welches einen Grundkörper (51) mit einer Auflagefläche (52) zur Auflage des Werkstücks (12) aufweist und zumindest einen am Grundkörper (52) vorgesehenen weiteren Werkzeugkörper (56) aufweist, wobei der weitere Werkzeugkörper (56) in einer Positionierachse (53) des Grundkörpers (51) liegt und die Auflagefläche (52) senkrecht zur Positionierachse (53) ausgerichtet ist, wobei das Oberwerkzeug (21) und das Unterwerkzeug (22) zur Bearbeitung des dazwischen angeordneten Werkstücks (12) aufeinander zubewegbar sind, wobei einer der beiden Werkzeugkörper (43; 56) eine Rolle (45), die um eine Achse (46) senkrecht zur Positionierachse (44) drehbar gelagert ist, oder eine Kugel ist, und der weitere Werkzeugkörper (56; 43) ein Abschabwerkzeug ist, welches eine Schneidkante (57) aufweist, die senkrecht zur Positionierachse (44, 53) parallel zur Auflagefläche (52) oder Stirnfläche (47) des Unter- oder Oberwerkzeugs (22, 21) ausgebildet ist.

Description

Werkzeug und Verfahren zum Bearbeiten von
plattenförmigen Werkstücken, insbesondere Blechen
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere Blechen, mit einem Ober- und einem Unterwerkzeug, sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken mit einem aus einem Ober- und einem Unterwerkzeug bestehenden Werkzeug.
Aus der EP 3 127 628 A1 ist ein Werkzeug zum spanabhebenden Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks, insbesondere Blech, bekannt. Dieses Werkzeug umfasst ein Oberwerkzeug, an dessen Grundkörper eine Laufrolle vorgesehen ist. Dieses Werkzeug umfasst des Weiteren ein Unterwerkzeug mit einem Grundkörper und einer Auflagefläche, wobei gegenüber der Auflagefläche am Grundkörper ein Gegenwerkzeugkörper hervorsteht. Dieser Gegenwerkzeugkörper ist als eine Wendeschneidplatte ausgebildet, bei der ein Eckbereich der Wendeschneidplatte gegenüber der Auflagefläche am Grundkörper hervorsteht, um eine V-förmige Nut in eine Oberfläche des Werkstücks einzubringen. Darauffolgend kann ein Werkzeugwechsel in der Maschine erfolgen, um ein Abstanzen des spanabhebend bearbeiteten Werkstücks aus dem plattenförmigen Werkstück durchzuführen.
Aus der DE 299 11 152 U1 ist eine Werkzeugvorrichtung zur spanenden Bearbeitung von tafelförmigen Werkstücken bekannt. Diese Werkzeugvorrichtung weist Schneidwerkzeuge in Form von quadratischen Schneideinsätzen auf, welche mit einem Eckbereich auf das plattenförmige Werkzeug ausgerichtet sind. Dadurch können V-förmige Vertiefungen durch eine spanabhebende Bearbeitung im plattenförmigen Werkstück erzeugt werden.
Analoges geht aus der JP 2002-45 929 A1 hervor.
Plattenförmige Werkstücke weisen oftmals eine Beschichtung, wie beispielsweise eine Zinkschicht, auf. In Vorbereitung auf eine nachfolgende Schweißbearbeitung, insbesondere Laserschweißbearbeitung, ist es erforderlich, diese Beschichtung abzutragen. Ein manueller Abtrag mit einem Schabeisen oder einem Handschleifgerät ist ungenau. Dies wirkt sich auf die Festigkeit der Schweißverbindung von Bauteilen nachteilig aus. Alternativ kann die Beschichtung in einer Laseranlage abgedampft oder abgeschmolzen werden. Dies ist jedoch kostenintensiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken vorzuschlagen, durch welches Beschichtungen auf einer Oberfläche des plattenförmigen Werkstückes genau und kostengünstig entfernt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug gelöst, welches ein Ober- und ein Unterwerkzeug mit jeweils einem Werkzeugkörper aufweist, wobei einer der beiden Werkzeugkörper eine Rolle, die in einer Achse senkrecht zur Positionsachse des Ober- oder Unterwerkzeugs drehbar gelagert ist, oder eine Kugel ist und dass der andere Werkzeugkörper ein Abschabwerkzeug ist, welches eine Schneidkante aufweist, die senkrecht zur Positionierachse und parallel zur Auflagefläche oder Stirnfläche des Unter- oder Oberwerkzeugs ausgerichtet ist. Durch ein solches Werkzeug wird ermöglicht, dass bei einer Beschichtung, wie beispielsweise eine Zinkschicht, in Vorbereitung auf einen nachfolgenden Schweißprozess, diese Beschichtung durch Schaben abgetragen werden kann. Insbesondere ist ein planebener Abtrag der Beschichtung ermöglicht. Dadurch kann eine präzise Arbeitsvorbereitung erfolgen. Durch das Ober- und Unterwerkzeug kann auch ein Abtrag der Beschichtung mit einer konstanten Breite über eine vordefinierte Länge erfolgen. Dies ist zudem kostengünstig, da dies in einer Bearbeitungsmaschine wie beispielsweise in einer Stanzbearbeitungsmaschine oder einer Kombimaschine, also einer Stanz-/Laserbearbeitungsmaschine, erfolgen kann.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Abschabwerkzeug als ein austauschbarer Schneideinsatz in einer Aufnahme am Grundkörper vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine schnelle und einfache Umrüstung und Anpassung des Schneideinsatzes an die gewünschte Abtragtiefe und/oder Abtragbreite der Beschichtung vom Werkstück.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schneidkante des Abschabwerkzeuges eine Breite bis zu 10 mm, vorzugsweise bis zu 5 mm, und eine Abtragtiefe von 0,1 mm, insbesondere von 0,05 mm, aufweist. Dadurch können Beschichtungen verschiedener Art entfernt werden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rolle oder Kugel, welche als ein weiterer Werkzeugkörper ausgebildet ist, aus einem elastischen Material ausgebildet ist oder eine elastische Beschichtung aufweist. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass Beschädigungen an einer Oberfläche des Werkstücks, die der Abschabseite gegenüberliegt, verhindert werden können. Zudem ist ermöglicht, dass Blechunebenheiten- oder Blechdickentoleranzen ausgeglichen werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Werkzeugs ist vorgesehen, dass das Abschabwerkzeug als Gegenwerkzeugkörper im Unterwerkzeug vorgesehen ist und der Schneidkante zugeordnet eine Ausnehmung im Grundkörper des Unterwerkzeugs vorgesehen ist, die sich durch den Grundkörper hindurch erstreckt und vorzugsweise einer Rückseite der Schneidkante zugeordnet eine Durchbrechung im Grundkörper vorgesehen ist, sodass an die Unterseite der Durchbrechung eine Absaugeinrichtung anschließbar ist. Eine solche Ausgestaltung des Unterwerkzeugs ermöglicht zum einen ein Abführen der abgetragenen Beschichtung unmittelbar durch die der Schneidkante zugeordneten Ausnehmung. Sofern zusätzlich noch abgetragenes Material hinter die Schneidkante gelangen sollte, kann dieses über die Durchbrechung mittels einer Absaugung entfernt werden, sodass Beeinträchtigungen der Oberfläche des Werkstücks durch darauf verbleibenden Abtrag verhindert ist.
Sofern das Abschabwerkzeug an dem Grundkörper des Oberwerkzeugs vorgesehen ist, weist das Oberwerkzeug bevorzugt eine Absaugung auf. Dadurch kann der Abtrag entfernt werden, um weitere Beeinträchtigungen an der Oberfläche des Werkstückes zu vermeiden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken gelöst, bei dem ein Ober- und/oder Unterwerkzeug durch eine motorische Antriebssteuerung mittels einer Steuerung aufeinander zubewegt werden und zwischen einem Werkzeug nach einem der vorbeschriebenen Ausführungsformen ein plattenförmiges Werkstück verfahren wird, oder das Werkzeug gegenüber dem plattenförmigen Werkstück verfahren wird oder eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug angesteuert wird, wodurch mit dem Abschabwerkzeug eine auf dem zu bearbeitenden plattenförmigen Werkstück vorgesehene Beschichtung abgetragen wird. Somit kann durch den Einsatz dieses Werkzeuges mit einem Abschabwerkzeug in einer Bearbeitungsmaschine zusätzlich zu der bekannten Stanz- und/oder Schneidbearbeitung auch eine weitere Arbeitsvorbereitung durch Abtragen der Beschichtung auf dem Werkstück maschinell durchgeführt werden. Zudem kann mittels eines solchen Werkzeugs eine konstante Breite und eine konstante Abtragtiefe erzielt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Beschichtung planeben über die gesamte Breite der Schneidkante des Abschabwerkzeugs abgetragen wird. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass der Schneidkante gegenüberliegend der weitere Werkzeugkörper in Form einer Rolle oder Kugel vorgesehen ist, um gleichbleibende Arbeitsbedingungen für einen Abtrag zu schaffen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Bearbeitungsmaschine,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Werkzeuges,
Figur 3 eine schematische Seitenansicht des Werkzeugs gemäß Figur 2 im Teilschnitt,
Figur 4 eine schematisch vergrößerte Schnittansicht eines Details „X“ gemäß Figur 2,
Figur 5 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeuges gemäß Figur 2 im Teilschnitt,
Figur 6 eine perspektivische Ansicht auf ein Oberwerkzeug der alternativen Ausführungsform des Werkzeugs gemäß Figur 5.
In Figur 1 ist perspektivisch eine Bearbeitungsmaschine 11 zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken 12, wie beispielsweise Blechen, dargestellt. Die Bearbeitung von Werkstücken 12 kann dabei ein Stanzen, Biegen, Signieren, Prägen, Gravieren, Entgraten, Rollumformen umfassen. Eine solche Bearbeitungsmaschine 11 kann des Weiteren auch eine Laserbearbeitungseinrichtung umfassen. Eine solche Bearbeitungsmaschine 11 wird als eine sogenannte Kombimaschine bezeichnet.
Die Bearbeitungsmaschine 11 weist ein C-förmiges Grundgestell 14 mit einem oberen Gestellschenkel 15 und einem unteren Gestellschenkel 16 auf. In einem Zwischenraum zwischen dem oberen Gestellschenkel 15 und dem unteren Gestellschenkel 16 ist eine herkömmliche Koordinatenführung 17 untergebracht. Diese dient zur Positionierung beziehungsweise Bewegung des Werkstücks 12 gegenüber einer Bearbeitungsstation 18 der Bearbeitungsmaschine 11 sowie zur Magazinierung und zum Ein- und Auswechseln von Werkzeugen 20 der Bearbeitungsstation 18. Alternativ kann eine solche Bearbeitungsmaschine auch ein geschlossenes beziehungsweise O-förmiges Grundgestell 14 aufweisen.
An der Bearbeitungsstation 18 ist ein Werkzeug 20 eingewechselt, welches ein Oberwerkzeug 21 und ein Unterwerkzeug 22 umfasst. Das Unterwerkzeug 22 ist in einer Unterwerkzeugaufnahme 23 an einem Maschinentisch 25 angeordnet, der seinerseits auf dem unteren Gestellschenkel 16 des Grundgestells 14 ruht. Das Oberwerkzeug 21 ist an einer Oberwerkzeugaufnahme 24 eines Stößels 26 gelagert. Dieser ist an dem oberen Gestellschenkel 15 des Gestells 14 in Richtung eines Doppelpfeils 27 beispielsweise hydraulisch auf und ab bewegbar. Um eine Hubachse 28 des Stößels 26 sind sowohl das Oberwerkzeug 21 als auch das Unterwerkzeug 22 in Richtung eines Doppelpfeils 29 einstellbar bzw. zustellbar. Entsprechende Zustellbewegungen werden ebenso wie die übrigen wesentlichen Maschinenfunktionen mittels einer schematisch dargestellten Steuerung 30 der Bearbeitungsmaschine 11 gesteuert.
Das Werkstück 12 wird mittels einer Greifvorrichtung 32 während der Bearbeitung mit dem Werkzeug 20 gehalten. Diese Greifvorrichtung 32 positioniert das Werkstück 12, welches auf dem Maschinentisch 25 aufliegt, relativ zur Bearbeitungsstation 18. Nach dem Fertigstellen eines bearbeiteten Werkstücks 34 kann dieses beispielsweise durch Absenken eines Tischsegmentes 35 des Maschinentischs 25 aus der Bearbeitungsstation 18 herausgeführt werden.
In Figur 2 ist schematisch vergrößert das Werkzeug 20 dargestellt, wobei beispielsweise das Oberwerkzeug 21 oberhalb und das Unterwerkzeug 22 unterhalb des Werkstücks 12 angeordnet ist. Die Anordnung des Oberwerkzeugs 21 und des Unterwerkzeugs 22 kann auch vertauscht sein. Die Darstellung in Figur 2 ist nur beispielhaft.
Die Figur 3 zeigt einen schematischen Teilschnitt in einer Seitenansicht des Werkzeugs 20.
Das Oberwerkzeug 21 umfasst einen Grundkörper 41, an welchem ein Einspannschaft 42 vorgesehen ist, mit welchem das Oberwerkzeug 21 in der Oberwerkzeugaufnahme 24 gehalten ist. Der Grundkörper 41 und der Einspannschaft 42 liegen in einer Positionierachse 44. Dem Einspannschaft 42 gegenüberliegend ist ein erster Werkzeugkörper 43 vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist der Werkzeugkörper 43 als eine Rolle 45 ausgebildet, welche um eine Achse 46, die senkrecht zur Positionierachse 44 ausgerichtet ist, drehbar gelagert. Diese Rolle 45 ragt gegenüber einer Stirnfläche 47 des Grundkörpers 41 hervor.
Das Unterwerkzeug 22 umfasst ebenfalls einen Grundkörper 51. An diesem Grundkörper 51 ist eine Auflagefläche 52 vorgesehen. Diese Auflagefläche 52 kann beispielsweise durch eine Schraubverbindung lösbar zum Grundkörper 51 befestigt sein. Der Grundkörper 51 und die Auflagefläche 52 weisen eine gemeinsame Positionierachse 53 auf. Die Positionierachse 44 und die Positionierachse 53 fluchten vorzugsweise bei der Bearbeitung des Werkstücks 12.
Die Auflagefläche 52 und der Grundkörper 51 des Unterwerkzeugs 22 weisen eine Ausnehmung 54 auf, welche sich von der Auflagefläche 52 vollständig durch den Grundkörper 51 hindurch erstreckt. Dieser Ausnehmung 54 zugeordnet ist in einer Aufnahme ein weiterer Werkzeugkörper 56 vorgesehen. Dieser Werkzeugkörper 56 ist als ein Abschabwerkzeug ausgebildet und weist eine Schneide mit einer vorbestimmten Breite auf, welche senkrecht zur Positionierachse 53 ausgerichtet ist. Dieser Werkzeugkörper 56 ist zur Auflagefläche 52 im Grundkörper 51 derart positioniert, dass diese Schneide um eine Höhe von maximal 0,1 mm, insbesondere 0,05 mm, hervorsteht. Die Schneidenbreite ist kleiner als 5 mm, vorzugsweise kleiner als 3 mm.
Durch dieses Abschabwerkzeug ist ermöglicht, einen Abtrag 61 in eine Beschichtung an dem Werkstück 12 einzubringen, wie dies schematisch an der Unterseite des Werkstücks 12 in Figur 2 dargestellt und nachfolgend noch zu Figur 4 beschrieben ist.
Durch die Ausnehmung 54 kann ein Abtrag der Beschichtung von der Oberfläche des Werkstückes 12 nach unten abtransportiert werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass rückseitig zum Werkzeugkörper 56 eine Durchbrechung 58 im Grundkörper 51vorgesehen ist. Diese Durchbrechung 58 erstreckt sich von der Auflagefläche 52 vollständig durch den Grundkörper 51 hindurch. An einer Unterseite des Grundkörpers 51 kann der Durchbrechung 58 zugeordnet eine Absaugung vorgesehen sein, sodass ein zusätzlicher Abtrag, der durch die Ausnehmung 54 nicht nach unten ausgeworfen wird, durch diese Durchbrechung 58 abgesaugt werden kann.
Das Oberwerkzeug 21 kann anstelle der in Figur 3 im Teilschnitt dargestellten Rolle 45 auch eine Kugel umfassen. Sowohl die Rolle 45 als auch die Kugel bestehen bevorzugt aus einem elastischen Material oder weisen eine Beschichtung aus einem elastischen Material auf. Insbesondere kann ein Kunststoffmaterial vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Duroplast, ein Thermoplast, ein thermoplastisches Elastomer oder ein Kunstfaserwerkstoff. Auch können weiche metallische Materialien, wie ein Buntmetall, eingesetzt werden.
Dieses in den Figuren 2 und 3 dargestellte Werkzeug 20 ermöglicht den Abtrag einer Beschichtung, wie beispielsweise einer Zinkschicht, auf einer Oberfläche des Werkstückes 12. Das Ober- und Unterwerkzeug 21, 22 werden aufeinander zubewegt. Darauffolgend wird das Werkstück 12 zum Abtragen der Beschichtung mit der Greifvorrichtung 32 verfahren. Dabei kann beispielsweise ein Abtrag 61 eingebracht werden. Dieser Abtrag 61 ist als Arbeitsvorbereitung, beispielsweise für einen nachfolgenden Schweißvorgang, vorgesehen, sodass für die Anbindung eines weiteren Werkstücks an der Oberfläche des Werkstücks 12, welches von der Beschichtung befreit ist, eine verbesserte stoffschlüssige Verbindung und erhöhte Festigkeit geschaffen werden kann. Der durch das Abschabwerkzeug hergestellte Abtrag 61 ist gemäß dem Detail „X“ in Figur 2 in einer Schnittdarstellung vergrößert in Figur 4 dargestellt. Der Abtrag 61 erfolgt planeben. Die Breite B des Abtrages 61 entspricht der Breite der Schneide des Werkzeugkörpers 56 des Abschabwerkzeuges. Die Tiefe T des Abtrages 61 wird durch die Positionierung des Werkzeugkörpers 56 des Abschabwerkzeugs gegenüber der Auflagefläche 52 eingestellt. Durch dieses Abschabwerkzeug wird eine rechteckförmige Vertiefung gegenüber dem benachbarten Bereich der Oberfläche des Werkstücks 12 geschaffen.
In Figur 5 ist eine schematische Seitenansicht im Teilschnitt einer alternativen Ausführungsform des Werkzeugs 20 dargestellt. Die Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf das Oberwerkzeug 21 gemäß der alternativen Ausführungsform des Werkzeugs 20 in Figur 5.
Bei dieser alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Werkzeugkörper 43 am Oberwerkzeug 21 als Abschabwerkzeug und der Werkzeugkörper 56 am Unterwerkzeug als Rolle oder Kugel ausgebildet ist. Die Werkzeugkörper 43, 56 sind also gegenüber der Ausführungsform in den Figuren 2 und 3 im Oberwerkzeug 21 und Unterwerkzeug 22 vertauscht vorgesehen. Auch bei dieser Ausführungsform kann ein Abtrag der Beschichtung auf der Oberfläche des Werkstücks 12 erfolgen, wie dies in Figur 4 dargestellt ist.
Sofern eine Entfernung der abgetragenen Beschichtung von der Oberfläche des Werkstücks 12 gewünscht ist, kann zusätzlich noch eine Absaugung an dem Oberwerkzeug 21 vorgesehen sein.

Claims (9)

  1. Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (12), insbesondere Blechen,
    - mit einem Oberwerkzeug (21), welches einen Einspannschaft (42) und einen Grundkörper (41) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionierachse (44) liegen und mit einem dem Einspannschaft (42) gegenüberliegend an einer Stirnfläche (47) des Grundkörpers (41) vorgesehenen ersten Werkzeugkörper (43),
    - mit einem Unterwerkzeug (22), welches einen Grundkörper (51) mit einer Auflagefläche (52) zur Auflage des Werkstücks (12) aufweist und zumindest einen am Grundkörper (52) vorgesehenen weiteren Werkzeugkörper (56) aufweist, wobei der weitere Werkzeugkörper (56) in einer Positionierachse (53) des Grundkörpers (51) liegt und die Auflagefläche (52) senkrecht zur Positionierachse (53) ausgerichtet ist,
    - wobei das Oberwerkzeug (21) und das Unterwerkzeug (22) zur Bearbeitung des dazwischen angeordneten Werkstücks (12) aufeinander zubewegbar sind, dadurch gekennzeichnet,
    - dass einer der beiden Werkzeugkörper (43, 56) eine Rolle (45), die um eine Achse (46) senkrecht zur Positionierachse (44) drehbar gelagert ist, oder eine Kugel ist, und
    - dass der weitere Werkzeugkörper (56; 43) ein Abschabwerkzeug ist, welches eine Schneidkante (57) aufweist, die senkrecht zur Positionierachse (44, 53) und parallel zur Auflagefläche (52) oder Stirnfläche (47) des Unter- oder Oberwerkzeugs (22, 21) ausgebildet ist.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Werkzeugkörper (56) als ein austauschbarer Schneideinsatz in eine Aufnahme am Grundkörper (41, 51) vorgesehen ist.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (57) des Werkzeugkörpers (56) eine Breite bis zu 10 mm, vorzugsweise bis zu 5 mm, aufweist und gegenüber der Auflagefläche (52) oder Stirnfläche (47) um bis zu 0,1 mm, insbesondere bis 0,05 mm, hervorsteht.
  4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Werkzeugkörper (43), der als Rolle (45) oder Kugel ausgebildet ist, aus einem elastischen Material besteht oder eine elastische Beschichtung aufweist.
  5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Werkzeugkörper (56) im Unterwerkzeug (22) als Gegenwerkzeugkörper vorgesehen ist und die Schneidkante (57) einer Ausnehmung (54) zugeordnet ist, welche sich von der Auflagefläche (52) durch den Grundkörper (51) hindurch erstreckt und vorzugsweise an einer Rückseite der Schneidkante (57) des weiteren Werkzeugkörpers (56) eine Durchbrechung (58) im Grundkörper (51) vorgesehen ist, an die auf der Unterseite eine Absaugeinrichtung anschließbar ist.
  6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Werkzeugkörper (56) an dem Grundkörper (41) des Oberwerkzeuges (21) vorgesehen ist und das Oberwerkzeug (21) eine Absaugung aufweist.
  7. Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (12), insbesondere Blechen,
    - bei dem ein Werkzeug (20) mit einem Oberwerkzeug (21) und einem Unterwerkzeug (22) bereitgestellt wird,
    - bei dem das Oberwerkzeug (21) entlang einer Hubachse (28) mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug (21) zu bearbeitenden Werkstück (12) und in Gegenrichtung bewegbar ist,
    - bei dem das Unterwerkzeug (22) dem Oberwerkzeug (21) gegenüberliegend ausgerichtet und zu diesem verfahren wird, und
    - bei dem mit einer Steuerung das Oberwerkzeug (21) und/oder das Unterwerkzeug (22) verfahrbar angesteuert werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass das Werkzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Bearbeitung der Werkstücke (12) eingesetzt wird und dass eine auf dem Werkstück (12) vorgesehene Beschichtung abgetragen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf dem Werkstück (12) planeben über die gesamte Breite einer Schneidkante (57) eines weiteren Werkzeugkörpers (56) des Werkzeugs (20) abgetragen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Werkstück (12) zwischen dem Werkzeug (20) verfahren wird, oder dass das Werkzeug (20) entlang dem plattenförmigen Werkstück (12) verfahren wird, oder dass das plattenförmige Werkstück (12) und das Werkzeug (20) mit einer Verfahrbewegung relativ zueinander angesteuert werden.
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