DE102020201407B4 - Process for producing a press-hardened and trimmed sheet metal part - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines pressgehärteten und beschnittenen Blechformteils, mit den Schritten:- Einlegen eines erwärmten und austenitisierten Stahlblechmaterials (M) in ein Presshärtewerkzeug (100), welches eine Matrize (110) und einen Stempel (130) aufweist;- Warmumformen des Stahlblechmaterials (M) zu einem Blechformteil, wozu das Presshärtewerkzeug (100) eine kontinuierliche Schließbewegung (S) ausführt, wobei das Stahlblechmaterial (M) beim Warmumformen mittels eines zum Presshärtewerkzeug (100) gehörenden federnd gelagerten Niederhalters (120), der das Stahlblechmaterial (M) gegen den Stempel (130) drückt, fixiert wird, um ein Verrutschen zu verhindern;- Beschneiden des Blechformteils im Presshärtewerkzeug (100) zur Erzeugung einer Außenkontur, bevor die Schließbewegung (S) ihren unteren Totpunkt (UT) erreicht und bevor das Blechformteil fertiggeformt ist, wobei das Stahlblechmaterial (M) noch immer mittels des Niederhalters (120) fixiert wird;- Fertigformen des beschnittenen Blechformteils während die Schließbewegung (S) bis in ihren unteren Totpunkt (UT) fortgesetzt wird, wobei wenigstens eine beim Beschneiden erzeugte Außenschnittfläche (F) am Blechformteil während des Fertigformens weiter eingezogen wird, und Presshärten des Blechformteils im unteren Totpunkt (UT) der Schließbewegung (S);- Öffnen des Presshärtewerkzeugs (100) und Entnehmen des pressgehärteten und beschnittenen Blechformteils.Method for producing a press-hardened and trimmed sheet metal part, with the steps:- Inserting a heated and austenitized sheet steel material (M) into a press-hardening tool (100) which has a die (110) and a punch (130);- Hot forming of the sheet steel material (M ) to form a sheet metal part, for which the press-hardening tool (100) performs a continuous closing movement (S), with the steel sheet material (M) being hot-formed by means of a spring-loaded hold-down device (120) belonging to the press-hardening tool (100), which presses the steel sheet material (M) against the Stamp (130) presses, is fixed to prevent slipping; - trimming of the shaped sheet metal part in the press-hardening tool (100) to produce an outer contour before the closing movement (S) reaches its bottom dead center (UT) and before the shaped sheet metal part is finished, wherein the steel sheet material (M) is still fixed by means of the blank holder (120); - final forming of the trimmed n Sheet metal part while the closing movement (S) is continued to its bottom dead center (BDC), with at least one outer cut surface (F) produced during trimming on the sheet metal part being further retracted during finish forming, and press hardening of the sheet metal part in the bottom dead center (BDC) of the closing movement (S);- opening the press-hardening tool (100) and removing the press-hardened and trimmed sheet metal part.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines pressgehärteten und beschnittenen Blechformteils.The invention relates to a method for producing a press-hardened and trimmed shaped sheet metal part.
Die
Die nächstliegende
- - Erwärmen des Metallwerkstücks auf eine erste Temperatur, insbesondere auf eine Austenitisierungstemperatur, und Positionieren des Metallwerkstücks zwischen den Matrizen (d. h. zwischen Matrize und Stempel) eines Warmumformwerkzeugs;
- - durch Zusammenfahren der Matrizen wird das Metallwerkstück nun umgeformt, insbesondere tiefgezogen;
- - nach Abschluss des Umformens wird mittels Schneidelementen eine Trennoperation ausgeführt, mit welcher ein Randbereich des Metallwerkstücks abgetrennt wird.
- - Heating the metal workpiece to a first temperature, in particular to an austenitizing temperature, and positioning the metal workpiece between the dies (ie between the die and the punch) of a hot-forming tool;
- - By moving the matrices together, the metal workpiece is now formed, in particular deep-drawn;
- - After completion of the forming, a separating operation is carried out by means of cutting elements, with which an edge region of the metal workpiece is separated.
Das Umformen und Trennen erfolgen zügig. Insbesondere wird das Trennen im Wesentlichen abgeschlossen, bevor das Metallwerkstück eine zweite, niedrigere Temperatur erreicht, bei welcher sein Material eine deutlich höhere Festigkeit hat. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass bereits gegen Ende des Umformens getrennt wird.Forming and cutting are done quickly. In particular, the severing is substantially completed before the metal workpiece reaches a second, lower temperature at which its material has a significantly higher strength. However, it can also be provided that separation occurs towards the end of the forming.
Zum Stand der Technik wird ferner hingewiesen auf die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines pressgehärteten und beschnittenen Blechformteils bereitzustellen, welches wenigstens einen mit dem nächstliegenden Stand der Technik einhergehenden Nachteil nicht oder nur in einem verminderten Umfang aufweist.The invention is based on the object of providing a further advantageous method for producing a press-hardened and trimmed sheet metal part which does not have at least one disadvantage associated with the closest prior art or has it only to a reduced extent.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zusätzliche Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie auch den Figuren bzw. Zeichnungen.This object is achieved by the method according to the invention with the features of patent claim 1. Additional features result from the dependent patent claims, the following description and also the figures and drawings.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines pressgehärteten und beschnittenen Blechformteils, insbesondere eines Karosserie-Blechbauteils oder eines Achsen-Blechbauteils (für ein Kraftfahrzeug), wobei die Herstellung mithilfe eines Matrize und Stempel aufweisenden (insbesondere pressengebundenen) Presshärtewerkzeugs erfolgt, umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- - Einlegen eines zuvor auf Austenitisierungstemperatur (bspw. auf 860°C bis 950°C) erwärmten und dadurch austenitisierten Stahlblechmaterials, insbesondere in Form einer ebenen Stahlblechplatine, in das (geöffnete) Presshärtewerkzeug, wobei die Einlegetemperatur bevorzugt nur 650°C bis 850°C beträgt;
- - Warmumformen des Stahlblechmaterials bzw. der Stahlblechplatine zu einem Blechformteil, wozu das Presshärtewerkzeug eine kontinuierliche bzw. ununterbrochene Schließbewegung ausführt;
- - Beschneiden des Blechformteils im Presshärtewerkzeug zur Erzeugung einer Außenkontur, bevor die Schließbewegung ihren unteren Totpunkt erreicht;
- - Fertigformen des beschnittenen Blechformteils während die Schließbewegung bis in ihren unteren Totpunkt fortgesetzt wird und Presshärten des Blechformteils im unteren Totpunkt der Schließbewegung;
- - Öffnen des Presshärtewerkzeugs (durch eine Öffnungsbewegung) und Entnehmen des beschnittenen und pressgehärteten Blechformteils, wobei die gemittelte Entnahmetemperatur bevorzugt unter 200°C liegt.
- - Insertion of a steel sheet material previously heated to the austenitization temperature (e.g. to 860°C to 950°C) and thus austenitized, in particular in the form of a flat sheet steel blank, into the (open) press-hardening tool, the insertion temperature preferably being only 650°C to 850°C amounts to;
- - Hot forming of the sheet steel material or the sheet steel blank to form a sheet metal part, for which purpose the press-hardening tool performs a continuous or uninterrupted closing movement;
- - Cutting the sheet metal part in the press-hardening tool to produce an outer contour before the closing movement reaches its bottom dead center;
- - finish forming the trimmed sheet metal part while the closing movement is continued to its bottom dead center and press-hardening of the sheet metal part in the bottom dead center of the closing movement;
- - Opening the press-hardening tool (by an opening movement) and removing the trimmed and press-hardened shaped sheet metal part, the average removal temperature preferably being below 200°C.
Unter einer Schließbewegung wird insbesondere die mit einem Stößelabwärtshub (eines Pressenstößels) gekoppelte Abwärtsbewegung eines Werkzeugoberteils (Oberwerkzeugs) bis zu einem unteren Totpunkt verstanden. Unter einer kontinuierlichen Schließbewegung wird verstanden, dass diese Schließbewegung ohne zeitliche Unterbrechungen bis in den unteren Totpunkt ausgeführt wird, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit auch wegabhängig variieren kann.A closing movement is understood to mean, in particular, the downward movement of an upper tool part (upper tool) coupled with a downward stroke of the ram (of a press ram) to a bottom dead center. Under a continuous Closing movement is understood to mean that this closing movement is carried out without time interruptions up to bottom dead center, with the movement speed also being able to vary as a function of the path.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein Beschneiden des Blechformteils im Presshärtewerkzeug bevor das Blechformteil fertiggeformt ist, wobei das Blechformteil noch eine Vorform aufweist (Vorform-Beschnitt). Das noch nicht fertig geformte Blechformteil kann auch noch gelocht werden. Erst nach dem Beschneiden wird das Blechformteil zur Endform fertiggeformt und im unteren Totpunkt (UT) pressgehärtet, insbesondere durch Aufbringen eines ausreichend hohen Kontaktdrucks (vorzugsweise mindestens 0,1 MPa/mm2) mit gekühlten Werkzeugteilen. Dabei wird bevorzugt eine Festigkeit von wenigstens 1300 MPa erreicht. Das Beschneiden erfolgt also (im selben Schließ- bzw. Pressenhub) vor dem Presshärten, sodass einerseits die Schneidkräfte und die mechanischen Belastungen der Schneidmesser vergleichsweise gering sind und andererseits eine günstigere Schnittflächenausbildung (bspw. durch verringerte Kantenrissempfindlichkeit bzw. Rissneigung sowie niedrigen Bruchanteil) am Blechformteil erreicht wird.In the method according to the invention, the shaped sheet metal part is trimmed in the press-hardening tool before the shaped sheet metal part is finished, the shaped sheet metal part still having a preform (preform trimming). The sheet metal part that has not yet been completely formed can also be punched. Only after trimming is the shaped sheet metal part finish-formed and press-hardened at bottom dead center (BDC), in particular by applying a sufficiently high contact pressure (preferably at least 0.1 MPa/mm 2 ) with cooled tool parts. A strength of at least 1300 MPa is preferably achieved here. The trimming takes place (in the same clamping or press stroke) before the press hardening, so that on the one hand the cutting forces and the mechanical loads on the cutting knives are comparatively low and on the other hand a more favorable cut surface formation (e.g. due to reduced edge crack sensitivity or crack tendency and low breakage) on the sheet metal part is reached.
Beim Beschneiden wird mithilfe wenigstens eines im Presshärtewerkzeug angeordneten Schneidmessers oder dergleichen wenigstens eine außenkonturbildende Schnittfläche am Blechformteil erzeugt. Insbesondere ist vorgesehen, dass im Presshärtewerkzeug bereits ein Fertigbeschnitt erfolgt, derart, dass zumindest in den betreffenden Bereichen die Außenkontur nach der Entnahme des pressgehärteten Blechformteils aus dem Presshärtewerkzeug nicht mehr beschnitten werden muss. Erfindungsgemäß wird zumindest eine beim Beschneiden im Presshärtewerkzeug erzeugte Schnittfläche (Außenschnittfläche) während des Fertigformens (bis zum Erreichen der Endform) weiter eingezogen. Die Anordnung des oder der Schneidmesser im Presshärtewerkzeug erfolgt bevorzugt unter Berücksichtigung dieses „weiteren“ Einzugs, der bspw. mithilfe von Umformsimulation oder Flächen(rück)abwicklung ermittelt werden kann.During trimming, at least one cut surface that forms the outer contour is produced on the shaped sheet metal part using at least one cutting blade or the like arranged in the press-hardening tool. In particular, it is provided that a final trimming already takes place in the press-hardening tool, such that the outer contour no longer has to be trimmed after the press-hardened sheet metal part has been removed from the press-hardening tool, at least in the relevant areas. According to the invention, at least one cut surface (external cut surface) produced during trimming in the press-hardening tool is further retracted during the finish forming (until the final shape is reached). The arrangement of the cutting blade(s) in the press-hardening tool is preferably carried out taking this “further” indentation into account, which can be determined, for example, with the aid of forming simulation or surface (reverse) development.
Beim Fertigformen kann (wenigstens) eine beim Beschneiden erzeugte Schnittfläche (Außenschnittfläche) am Blechformteil über ein Schneidmesser, insbesondere ein unteres Schneidmesser, des Presshärtewerkzeugs bewegt bzw. gezogen werden, wobei der Schnittgrat an der betreffenden Schnittfläche eingeglättet wird. Die Einglättung gelingt besonders gut, da das Stahlblechmaterial noch warm ist (s. u.) bzw. noch nicht pressgehärtet ist.During final forming, (at least) one cut surface (external cut surface) produced during trimming on the shaped sheet metal part can be moved or pulled via a cutting blade, in particular a lower cutting blade, of the press-hardening tool, with the burr being smoothed out on the relevant cut surface. Smoothing works particularly well because the sheet steel material is still warm (see below) or has not yet been press-hardened.
Beim Beschneiden des Blechformteils bzw. der Vorform weist das Stahlblechmaterial bevorzugt noch eine Temperatur von mehr als 400°C, insbesondere von mehr als 450°C auf. Der Vorgang kann daher auch als Warmbeschneiden bzw. Warmbeschnitt bezeichnet werden. Die Temperatur liegt damit oberhalb einer Martensitstarttemperatur (Ms-Temperatur), bei welcher die beim Presshärten gewünschte martensitische Umwandlung beginnt, zumindest jedoch deutlich oberhalb einer Martensitfinishtemperatur (Mf-Temperatur), bei welcher die martensitische Umwandlung abgeschlossen ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass beim Beschneiden der martensitische Gefügeanteil unter 10 Vol.-% liegt.During the cutting of the shaped sheet metal part or the preform, the sheet steel material preferably still has a temperature of more than 400°C, in particular more than 450°C. The process can therefore also be referred to as hot trimming or hot trimming. The temperature is therefore above a martensite start temperature (Ms temperature) at which the martensitic transformation desired during press hardening begins, but at least significantly above a martensite finish temperature (Mf temperature) at which the martensitic transformation is complete. In particular, it is provided that the martensitic microstructural proportion is less than 10% by volume during trimming.
Das Beschneiden des Blechformteils bzw. der Vorform erfolgt bevorzugt zwischen 12 mm und 1 mm, besonders bevorzugt zwischen 6 mm und 1 mm oder zwischen 6 mm und 2 mm und insbesondere zwischen 4 mm und 1 mm oder zwischen 4 mm und 2 mm bevor die Schließbewegung ihren Totpunkt (UT) erreicht hat, sodass abhängig von der Blechdicke (des Stahlblechmaterials) noch ein ausreichender Restschließweg bzw. Restziehweg zum Fertigformen des beschnittenen Blechformteils vorhanden ist. Der Restschließweg beträgt bevorzugt mindestens 1,0 mm, insbesondere mindestens 2,0 mm.The sheet metal part or the preform is preferably trimmed between 12 mm and 1 mm, particularly preferably between 6 mm and 1 mm or between 6 mm and 2 mm and in particular between 4 mm and 1 mm or between 4 mm and 2 mm before the closing movement has reached its dead center (BDC), so that, depending on the sheet thickness (of the sheet steel material), there is still sufficient residual closing path or residual drawing path for finish forming of the trimmed sheet metal part. The remaining closing path is preferably at least 1.0 mm, in particular at least 2.0 mm.
Erfindungsgemäß wird beim Warmumformen des Stahlblechmaterials zu einem Blechformteil das Stahlblechmaterial bzw. das daraus geformte Blechformteil mittels wenigstens eines zum Presshärtewerkzeug gehörenden Niederhalters fixiert, um ein Verrutschen zu verhindern. Dabei handelt es sich um einen federnd gelagerten bzw. federkraftbeaufschlagten Niederhalter, der das Stahlblechmaterial gegen den Stempel des Presshärtewerkzeugs drückt. Das Presshärtewerkzeug kann zudem einen Blechhalter aufweisen, der das Stahlblechmaterial bzw. das daraus geformte Blechformteil im Randbereich (Flansch) gegen die Matrize des Presshärtewerkzeugs drückt.According to the invention, during the hot forming of the sheet steel material to form a shaped sheet metal part, the sheet steel material or the shaped sheet metal part formed from it is fixed by means of at least one hold-down device belonging to the press-hardening tool in order to prevent slipping. This is a spring-loaded or spring-loaded hold-down device that presses the sheet steel material against the punch of the press-hardening tool. The press-hardening tool can also have a sheet metal holder, which presses the sheet steel material or the shaped sheet metal part formed from it in the edge area (flange) against the die of the press-hardening tool.
Das Beschneiden des Blechformteils erfolgt bevorzugt mithilfe wenigstens eines unteren Schneidmessers und wenigstens eines oberen Schneidmesser. Ein unveränderlicher, d. h. fest voreingestellter Schneidspalt zwischen dem unteren Schneidmesser und dem oberen Schneidmesser kann im Bereich von 0,05 mm bis 3,00 mm, bevorzugt im Bereich von 0,05 mm bis 1,00 mm liegen, oder kann bevorzugt 0,20 mm betragen, wodurch eine günstige Schnittflächenausbildung (s. o.) am Blechformteil und/oder hohe Messerstandzeiten erreichbar sind. Bevorzugt ist wenigstens eines der Schneidmesser kühlbar und ist hierzu bspw. mit Kühlbohrungen (für eine Kühlflüssigkeit) ausgebildet.The sheet metal part is preferably trimmed using at least one lower cutting blade and at least one upper cutting blade. An unchangeable, i. H. fixed preset cutting gap between the lower cutting blade and the upper cutting blade can be in the range of 0.05 mm to 3.00 mm, preferably in the range of 0.05 mm to 1.00 mm, or can preferably be 0.20 mm, whereby a favorable cutting surface formation (see above) on the shaped sheet metal part and/or long knife service lives can be achieved. At least one of the cutting blades can preferably be cooled and is designed for this purpose, for example, with cooling bores (for a cooling liquid).
Der Schnittabfall kann verbunden über schmale, insbesondere nicht pressgehärtete, Stege am Blechformteil verbleiben und nach der gemeinsamen Entnahme aus dem Presshärtewerkzeug vom Blechformteil abgetrennt werden. Der Schnittabfall kann (nach vollständiger Abtrennung vom Blechformteil) auch über Rutschen und/oder Schächte aus dem Presshärtewerkzeug abgeführt und bspw. in Sammelbehältern aufgefangen werden. Bevorzugt werden die Schnittabfallbereiche nicht pressgehärtet.The cut waste can remain connected to the sheet metal part via narrow, in particular non-press-hardened, webs and can be separated from the sheet metal part after joint removal from the press-hardening tool. The cut waste can (after complete separation from the formed sheet metal part) also be removed from the press-hardening tool via chutes and/or shafts and, for example, collected in collection containers. Preferably, the offcut areas are not press hardened.
Ein zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Presshärtewerkzeug ist für die Verwendung in einer Umformpresse vorgesehen (sogenanntes Pressenwerkzeug) und weist ein auf dem Pressentisch anzuordnendes Werkzeugunterteil sowie ein am Pressenstößel zu befestigendes Werkzeugoberteil auf. Im Werkzeugunterteil und/oder im Werkzeugoberteil ist wenigstens ein Schneidmesser (oder dergleichen) angeordnet, mit dem ein herzustellendes Blechformteil (welches sich zwischen Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil befindet) noch während der Warmumformung (also bevor das Blechformteil zur Endform fertiggeformt ist) bei einer kontinuierlichen Schließbewegung des Werkzeugoberteils bzw. beim Stößelabwärtshub beschnitten werden kann, bevor die Schließbewegung des Werkzeugoberteils bzw. der Abwärtshub des Stößels ihren/seinen unteren Totpunkt, an dem die (abschließende) Presshärtung erfolgt, erreicht hat. Analog zu den vorausgehenden Erläuterungen ist das Presshärtewerkzeug auch dazu ausgebildet, dass (nach dem Beschneiden) ein Fertigformen des beschnittenen Blechformteils während der fortgesetzten Schließbewegung bis in den unteren Totpunkt erfolgen kann. Das Presshärtewerkzeug kann ferner wenigstens einen Lochstempel oder dergleichen zum Warmlochen aufweisen. Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Presshärtewerkzeugs ergeben sich analog zum erfindungsgemäßen Verfahren.A press-hardening tool suitable for carrying out the method according to the invention is intended for use in a forming press (so-called press tool) and has a lower tool part to be arranged on the press table and an upper tool part to be fastened to the press ram. At least one cutting blade (or the like) is arranged in the lower part of the tool and/or in the upper part of the tool, with which a shaped sheet metal part to be produced (which is located between the lower part of the tool and the upper part of the tool) is cut during the hot forming (i.e. before the shaped sheet metal part is finished forming into the final shape) with a continuous closing movement of the Can be trimmed upper part of the tool or the ram downstroke before the closing movement of the upper part of the tool or the downward stroke of the ram has reached its / its bottom dead center at which the (final) press hardening takes place. Analogously to the previous explanations, the press-hardening tool is also designed so that (after the trimming) the trimmed sheet metal part can be finish-formed during the continued closing movement down to the bottom dead center. The press-hardening tool can also have at least one punch or the like for hot punching. Further developments and refinements of the press-hardening tool result analogously to the method according to the invention.
Die Erfindung hat ferner folgende Vorteile (keine abschließende Aufzählung):
- - hohe Wirtschaftlichkeit;
- - einfacher Werkzeugaufbau möglich;
- - wenig Verschleiß des/der Schneidmesser aufgrund geringer Schneidmesserbeanspruchung;
- - geringe Schneidkraft;
- - günstige Schnittflächenausbildung, insbesondere geringe Rissneigung und kleiner Bruchanteil;
- - Energieersparnis (insbesondere im Vergleich zu einem Laserbeschnitt);
- - allenfalls geringe Gefügebeeinflussung beim Beschneiden.
- - High profitability;
- - simple tool construction possible;
- - little wear of the cutting blade(s) due to low cutting blade stress;
- - low cutting force;
- - Favorable cut surface formation, in particular low crack tendency and small fraction;
- - Energy saving (especially compared to laser trimming);
- - At most, slight structural influence when trimming.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beispielhaft näher erläutert, ohne dadurch die Erfindung in ihrem Umfang einzuschränken.
-
1 bis3 veranschaulichen in schematischen Schnittdarstellungen einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf (in zeitlicher Abfolge) zur Herstellung eines pressgehärteten und beschnittenen Blechformteils. -
4 zeigt ein Detail aus3 (entsprechend dem in3 gekennzeichneten Bereich A).
-
1 until3 illustrate in schematic sectional representations a process sequence according to the invention (in chronological order) for the production of a press-hardened and trimmed sheet metal part. -
4 shows a detail3 (according to the in3 marked area A).
Zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil befindet sich ein erwärmtes und austenitisiertes Stahlblechmaterial M (bspw. ein 22MnB5- oder ein 34MnB5-Werkstoff, gegebenenfalls auch mit Korrosionsschutzbeschichtung), das als Stahlblechplatine (gegebenenfalls auch als Tailored Blank) in das Presshärtewerkzeug 100 eingelegt und dann durch eine kontinuierliche Schließbewegung S bzw. durch Abwärtsbewegung des Werkzeugoberteils (die Schließ- bzw. Stößelgeschwindigkeit beträgt bspw. 80 mm/s bis 400 mm/s) zu einem Blechformteil warmumgeformt und pressgehärtet wird. Erfindungsgemäß wird das Blechformteil noch während der Warmumformung, also bevor die Endform erreicht ist, beschnitten (gegebenenfalls auch gelocht), danach fertiggeformt und pressgehärtet.Between the upper part of the tool and the lower part of the tool there is a heated and austenitized sheet steel material M (e.g. a 22MnB5 or a 34MnB5 material, possibly also with an anti-corrosion coating), which is inserted into the press-hardening
Mithilfe der Schneidmesser 150, 160 erfolgt der Beschnitt (Warmbeschnitt) der Außenkontur am noch nicht fertig ausgeformten Blechformteil, was auch als Vorform-Beschnitt bezeichnet werden kann. Der Beschnitt erfolgt entsprechend der Schließbewegung S von oben nach unten, bevorzugt mit einem Scherenschnitt (kreuzendes Schneiden) oder Wellenschnitt.
Bei der weiteren Schließbewegung S bis in den unteren Totpunkt UT (hier ist das Presshärtewerkzeug 100 vollständig geschlossen) wird das beschnittene Blechformteil in die vorgesehene Endform fertiggeformt und dann im unteren Totpunkt UT in bekannter Weise durch Kontaktdruck mit den gekühlten Werkzeugteilen pressgehärtet (hierfür kann eine bestimmte, insbesondere blechdickenabhängige, Zuhaltezeit vorgesehen sein, während der das Werkzeugoberteil im unteren Totpunkt UT verharrt), wie in
Bezugszeichenlistereference list
- 100100
- Presshärtewerkzeugpress hardening tool
- 110110
- Matrizedie
- 120120
- Niederhalterhold-down
- 130130
- StempelRubber stamp
- 140140
- Blechhaltersheet metal holder
- 150150
- Schneidmessercutting knife
- 160160
- Schneidmessercutting knife
- AA
- Detaildetail
- EE
- weiterer Einzugfurther entry
- Ff
- Schnittflächecut surface
- MM
- Stahlblechmaterialsheet steel material
- PP
- Schneidspaltcutting gap
- SS
- Schließbewegungclosing movement
- UTsubtitles
- unterer Totpunktbottom dead center
Claims (5)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|---|
DE102006040224A1 (en) | 2006-08-28 | 2008-03-20 | Magna Automotive Services Gmbh | Method and tool for hot working a metal workpiece |
DE102008034996A1 (en) | 2008-07-25 | 2010-02-25 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Apparatus for thermoforming, press hardening and cutting of a semifinished product of hardenable steel |
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