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EP2701862A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung flanschbehafteter ziehteile mit gleichzeitigem beschnitt - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung flanschbehafteter ziehteile mit gleichzeitigem beschnitt

Info

Publication number
EP2701862A1
EP2701862A1 EP12717670.9A EP12717670A EP2701862A1 EP 2701862 A1 EP2701862 A1 EP 2701862A1 EP 12717670 A EP12717670 A EP 12717670A EP 2701862 A1 EP2701862 A1 EP 2701862A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
area
drawing die
cutting edge
board
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12717670.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2701862B1 (de
Inventor
Thomas Flehmig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP2701862A1 publication Critical patent/EP2701862A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2701862B1 publication Critical patent/EP2701862B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/30—Deep-drawing to finish articles formed by deep-drawing
    • 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
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/16—Additional equipment in association with the tools, e.g. for shearing, for trimming

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of flanged drawn parts from a flat and / or preformed metal circuit board using a
  • Drawing punch with at least one cutting edge or rounding, a hold-down and a drawing die, wherein the
  • Drawing die has a Zargen Suite, a flange and a support area for the board, the board placed on the support area of the drawing die and through
  • the invention relates to an apparatus for producing flanged drawn parts with a
  • Drawing punch which at least one cutting edge or
  • Drawing punch perform the cutting process in a stretch-drawing step of the board, so that during the cutting process, the material is under heavy tensile load and the
  • Flange area runs after the cut.
  • Flange area can thus not be manufactured with high process reliability dimensionally accurate drawn parts.
  • Flange area must also extend obliquely to the frame area to a scraping at the sharp cutting edge
  • Deep-drawing presses do not have a high-precision tool guide, so that trimming operations in such presses are not possible or can only be carried out with great difficulty and complexity.
  • the present invention is therefore an object
  • the object of a method is achieved in that the
  • the cutting edge or rounding provided on the drawing punch engages with a rounding or cutting edge provided at the transition between the support region and the flange region, so that regions of the blanket projecting beyond the flange region are separated during the further drawing process.
  • the support area is raised in relation to the flange area and formed in a fixed manner, so that the tool as a whole can be of considerably simplified construction.
  • Support area and flange area of the die at least equal to the thickness of the board can be a flawless
  • Flange area is trimmed before completion of the drawing process.
  • the method allows a particularly simple construction of the tool, which without
  • Cutting edge for example, on the drawing punch and the
  • the rounding along the cutting line has a varying one
  • the cutting line formed by the rounding with the cutting edge can then have, for example, a wavy course or an inclined course.
  • the rounding has a radius of at least 0.5 mm.
  • a cutting edge with a maximum radius of 0.5 mm is advantageous if a cutting edge with a maximum radius of 0.5 mm
  • inventive method be further improved by the fact that the board before pulling in the drawing die in a
  • Pulling die is pulled into a preform and the
  • preformed board provides a surplus of material, so that when reaching the end position of the drawing die the finished shaped and trimmed board is calibrated.
  • the excess material can preferably be provided in the bottom region and / or in the drawing radius.
  • Preforming process During hot forming, the blanks are heated to austenitizing temperature, thermoformed and rapidly cooled so that the drawn part is press hardened.
  • the hot forming is used in blanks made of higher-strength or ultrahigh-strength steels, for example of the 22MnB5 type.
  • Section line partially material, preferably in the form of webs to stand, i. a broken one
  • Cut line whereby the drawn part is at least partially still connected to the trim area and at the same time can be removed from the tool
  • the cut area can be separated from the good part.
  • the object indicated by a device is achieved in that the support area relative to the flange increased and fixed, wherein the height difference between the support area and the flange of the
  • Drawing dies at least the wall thickness of the reshaping
  • Flange area a rounding or cutting edge is provided, which is in engagement with a cutting punch provided on the cutting edge or rounding in engagement and trimming the
  • the device according to the invention thus comes without
  • the difference in height between the support area of the board and the flange area allows the flange of the drawn part to be formed very precisely into the flange area after it has been trimmed.
  • the device allows for a larger
  • Flexibility is achieved with respect to the alignment of the flange area relative to the frame area.
  • the cost-effective tool with its simple design reduces wear and thus the cost of producing precise, flanged drawing parts.
  • Wall thickness of the reshaped board, the collection of the flange portion of the drawn part over the height difference or over the Flanschbereisbreite can be controlled or adjusted.
  • a larger height difference between support area and flange area allows more material to be provided here and the flange area to have less feed.
  • a minimum indentation must be ensured so that the drawn drawn part can still be removed from the tool.
  • the precision of trimming the flange of the drawn part is improved in that the cutting edge of the drawing punch or the drawing die has a maximum radius of 0.5 mm.
  • the rounding along the cutting line on a varying engagement height with the cutting edge so that the cutting edge at the beginning of the cutting process is only partially or partially engaged with the rounding.
  • the rounding or the Cutting edge be provided either on the drawing punch or in the drawing die.
  • the varying in its engagement height with the cutting edge rounding allows a continuous
  • the device according to the invention can be further improved by the fact that the support area with the drawing die highly precise, for example via a
  • the drawing die is connected or formed integrally with the drawing die. If the support area is formed integrally with the drawing die, the drawing die can be produced particularly inexpensively. On the other hand, there are significant advantages in the pinning of the support area with the drawing die in terms of maintenance. In this case, there is the possibility of the support area
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a half of a first embodiment of a
  • FIG. 5 shows the embodiment of FIG. 4 upon reaching the end position of the drawing punch
  • Fig. 6 is a schematic sectional view of the course of the rounding of the support area according to a third embodiment
  • FIG. 7 in a schematic sectional view of a fourth
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention for the production of
  • Flange is formed, a frame portion 4 and a
  • the rounding has an inlet radius of at least 0.5 mm, so that the material from the support area 6 can flow unhindered into the flange area.
  • the support area 6 is raised relative to the flange area 3 and fixed
  • Embodiment h is slightly larger than the board thickness.
  • the directional arrows each indicate the direction of movement of the blank holder 7 and the drawing punch 1.
  • the drawing punch 1 also has a cutting edge 9, which preferably has a radius of 0.05 mm.
  • a cutting edge 9 which preferably has a radius of 0.05 mm.
  • the board 10 is pulled into the drawing die until the cutting edge 9 engages with the rounding 8.
  • the hold-down is shut down at the beginning of the drawing process, so that it presses the board 10 against the support area 6 of the board.
  • Drawing die 2 is particularly simple and yet allows deep drawing with simultaneous trimming of the board.
  • the support area 6 is in the present embodiment formed integrally with the drawing die, which is a
  • Wear is subject to a particularly simple manner.
  • Fig. 3 shows a schematic sectional view of a half of a device 11 for producing a
  • preformed board 12 which, for example, in
  • Device 11 for producing a preformed circuit board also consists of a die 13 and a drawing punch 14 and a holding-down device 15.
  • the preformed board 12 is inserted in the device according to a second embodiment, the preformed
  • FIG. 4. shows that the engagement of the cutting edge with the inlet contour takes place before completion of the drawing process.
  • FIG. 5 shows schematically the embodiment of a device according to the invention in the final position of the drawing punch with calibrated, preformed board 12. The insertion of the board in the flange area is minimal and so
  • the rounding 8 between support region 6 and flange region 3 is shown schematically along its section line 8b.
  • the section line 8b of the rounding 8 has a wave-shaped course, so that the cutting edge 9 of the
  • Target section contour of the rounding 8 denotes, which corresponds to the desired dimension of the board.
  • the illustration in Fig. 6 is not to scale.
  • the rounding can be corrected in a simple manner in one work step.
  • a sawtooth or a linear profile of the engagement height of the rounding can be used. This is shown, for example, in FIG. 7 schematically.
  • the rounding 8 has a small inlet radius, for example 1 mm.
  • the inlet radius is significantly larger, for example, 5 mm.
  • the cutting edge initially engages the left side first and continues its cut to the right side by retracting the draw punch into the die.
  • the cutting gaps, which are provided between the cutting edge 9, 8 'and rounding 8, 9', are preferably 0.05 mm to a maximum of 0.2 mm in order to ensure a particularly precise trimming of the board.
  • the cutting gaps which are provided between the cutting edge 9, 8 'and rounding 8, 9', are preferably 0.05 mm to a maximum of 0.2 mm in order to ensure a particularly precise trimming of the board.
  • the cutting gaps which are provided between the cutting edge 9, 8 'and rounding 8, 9', are preferably 0.05 mm to a maximum of 0.2 mm in order to ensure a particularly

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flanschbehafteten Ziehteilen aus einer Platine (10, 12) aus Metall unter Verwendung eines Ziehstempels (1) mit mindestens einer Schneidkante (9) oder Rundung (91 ), eines Niederhalters (7) und eines Ziehgesenks (2), wobei das Ziehgesenk (2) einen Zargenbereich (4), einen Flanschbereich (3) sowie einen Auflagebereich (6) für die Platine (10, 12) aufweist, die Platine (10, 12) auf den Auflagebereich (6) des Ziehgesenks (2) aufgelegt und durch Einfahren des Ziehstempels (1) in das Ziehgesenk (2) in das Ziehteil umgeformt und am Flanschbereich (3) beschnitten wird. Die Aufgabe, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche einen einfacheren Aufbau des Werkzeugs, ein sich selbstzentrierendes System und gleichzeitig eine prozesssichere, maßgenaue Herstellung von flanschbehafteten Ziehteilen ermöglicht, wird dadurch gelöst, dass der Auflagebereich (6) gegenüber dem Flanschbereich (3) erhöht und feststehend ausgebildet ist, wobei die Höhendifferenz (4) mindestens der Wanddicke der Platine (10, 12) entspricht, während des Einfahrens des Ziehstempels (1) in das Ziehgesenk (2) die am Ziehstempel (1) vorgesehene Schneidkante (9) oder Rundung (91 ) mit einer am Übergang zwischen Auflagebereich (6) und Flanschbereich (3) vorgesehenen Rundung (8) oder Schneidkante (81) in Eingriff kommt, so dass über den Flanschbereich (3) überstehende Bereiche der Platine (10, 12) während des weiteren Ziehvorgangs abgetrennt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung flanschbehafteter Ziehteile mit gleichzeitigem Beschnitt
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flanschbehafteten Ziehteilen aus einer ebenen und/oder vorgeformten Platine aus Metall unter Verwendung eines
Ziehstempels mit mindestens einer Schneidkante oder Rundung, eines Niederhalters und eines Ziehgesenks, wobei das
Ziehgesenk einen Zargenbereich, einen Flanschbereich sowie einen Auflagebereich für die Platine aufweist, die Platine auf den Auflagebereich des Ziehgesenks aufgelegt und durch
Einfahren des Ziehstempels in das Ziehgesenk in das Ziehteil umgeformt und gleichzeitig am Flanschbereich beschnitten wird. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von flanschbehafteten Ziehteilen mit einem
Ziehstempel, welcher mindestens eine Schneidkante oder
Rundung aufweist, mindestens einem Niederhalter und einem Ziehgesenk mit einem Flanschbereich, in welchem der Flansch geformt wird, einem Zargenbereich und Bodenbereich, in welchem Zargen- und Bodenbereich geformt werden sowie einem Auflagebereich für die Platine vor dem Ziehvorgang.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von flanschbehafteten Ziehteilen bekannt, mit welchen aus einer ebenen Platine Ziehteile durch Tiefziehen und Beschneiden in einem Arbeitshub hergestellt werden können. So ist aus dem Fachbuch „Schnitt-, Stanz- und
Ziehwerkzeuge", Ohler und Kaiser, 8. Auflage (2001) bekannt, das Ziehgesenk, welches den Bodenbereich, Zargenbereich und Flanschbereich des herzustellenden Ziehteils umfasst, höhenverschiebbar auszuführen, um nach dem durchgeführten Ziehvorgang das fertige Ziehteil am Flansch zu beschneiden, so dass im Ergebnis das gewünschte, flanschbehaftete Ziehteil in einem Arbeitshub des Ziehstempels gefertigt werden kann. Ein entsprechendes Ziehgesenk ist in dem genannten Fachbuch auf Seite 429 dargestellt. Aufgrund des höhenverschiebbaren Ziehgesenks ist der Aufbau des aus dem Stand der Technik bekannten Schneid-Zug-Werkzeugs jedoch relativ komplex.
Ferner gibt es bereits im Stand der Technik Verfahren und entsprechende Vorrichtungen zur Herstellung von Ziehteilen mit integriertem Beschnitt, welche zur Vermeidung eines Schabens des Flanschbereichs an der Schneidkante des
Ziehstempels den Schneidvorgang in einem Streckziehschritt der Platine durchführen, so dass beim Schneidvorgang das Material unter starker Zugbelastung steht und der
Flanschbereich nach dem Schnitt entsprechend nachläuft.
Aufgrund des relativ unkontrollierten Nachlaufens des
Flanschbereichs können so hergestellte Ziehteile nicht mit hoher Prozesssicherheit maßgenau gefertigt werden.
Schließlich besteht ein weiteres Problem darin, dass der
Flanschbereich zusätzlich schräg zum Zargenbereich verlaufen muss, um ein Schaben an der scharfen Schneidkante zu
vermeiden. Ein oft gewünschter rechtwinkliger Verlauf des Flanschbereichs zum Zargenbereich ist nicht in einem
Verfahrensschritt herstellbar.
TiefZiehpressen haben keine hochgenaue Werkzeugführung, so dass Beschnittoperationen in solchen Pressen nicht möglich sind oder nur sehr schwierig und aufwendig durchgeführt werden können. Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe
gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von flanschbehafteten Ziehteilen mit prozessintegriertem Beschneiden zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche einen einfacheren Aufbau des Werkzeugs, ein sich
selbstzentrierendes System und gleichzeitig eine
prozesssichere, maßgenaue Herstellung von flanschbehafteten Ziehteilen ermöglicht.
Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe für ein Verfahren dadurch gelöst, dass der
Auflagebereich gegenüber dem Flanschbereich erhöht und feststehend ausgebildet ist, wobei die Höhendifferenz
mindestens der Wanddicke der umzuformenden Platine
entspricht, während des Einfahrens des Ziehstempels in das Ziehgesenk die am Ziehstempel vorgesehene Schneidkante oder Rundung mit einer am Übergang zwischen Auflagebereich und Flanschbereich vorgesehenen Rundung oder Schneidkante in Eingriff kommt, so dass über den Flanschbereich überstehende Bereiche der Platine während des weiteren Ziehvorgangs abgetrennt werden.
Im Unterschied zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß der Auflagebereich gegenüber dem Flanschbereich erhöht und feststehend ausgebildet, so dass das Werkzeug insgesamt deutlich vereinfacht aufgebaut sein kann. Dadurch, dass die Höhendifferenz zwischen
Auflagebereich und Flanschbereich des Gesenks mindestens der Dicke der Platine entspricht, kann ein einwandfreier
Schneidprozess mit der Schneidkante des Ziehstempels oder des Ziehgesenks gewährleistet werden. Zusätzlich wird dadurch, dass die mindestens eine am Ziehstempel vorgesehene Schneidkante oder Rundung mit der zwischen dem Auflagebereich und Flanschbereich vorgesehenen Rundung oder Schneidkante vor Beendigung des Ziehvorgangs in Eingriff kommt, ermöglicht, dass im Gegensatz zu dem konventionellen Verfahren der
Flanschbereich vor Beendigung des Ziehvorgangs beschnitten wird. Das Verfahren ermöglicht insofern einen besonders einfachen Aufbau des Werkzeugs, welches ohne
höhenverschiebbare Bereiche auskommt und bietet hohe
Flexibilität der Anordnung des Flansches. Über den
Höhenunterschied zwischen Auflagebereich und Flanschbereich sowie über die Flanschbereichsbreite kann darüber hinaus der Einzug der Platine während des Ziehvorgangs gesteuert bzw. eingestellt werden. Gleichzeitig wird durch das Zusammenwirken zwischen der
Schneidkante beispielsweise am Ziehstempel und der
gegenüberliegender Rundung am Ziehgesenk nicht nur positiv Einfluss auf das Schnittergebnis genommen, sonder aufgrund des SelbstZentrierungseffektes der Vorteil erreicht, dass das Werkzeug in konventionellem TiefZiehpressen eingesetzt werden kann, die üblicherweise keine exakte und genaue
Stempelführung aufweisen und dadurch der Aufbau des Werkzeugs einfach gehalten werden kann. Gemäß einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens wird der
Materialfluss während des Ziehvorgangs und des Beschneidens dadurch gut steuerbar, dass der Niederhalter den
abzutrennenden Bereich der Platine während des Ziehvorgangs und des Beschneidens der abzutrennende Bereich der Platine auf den Auflagebereich des Ziehgesenks drückt. Insbesondere kann die Zugbelastung der Platine während des Beschneidens hierdurch eingestellt und damit Einfluss auf die Schneidqualität genommen werden. Bei Verwendung eines breiten Niederhalters sowie einer breiten Auflagefläche des
Ziehgesenks kann das Halbzeug insbesondere faltenfrei
geklemmt und abgestreckt werden.
Gemäß einer nächsten Ausgestaltung des Verfahrens weist die Rundung entlang der Schnittlinie eine variierende
Eingriffshöhe mit der Schneidkante des Ziehstempels oder des Ziehgesenks auf, wobei die Platine ausgehend von den zuerst mit der Schneidkante des Ziehstempels oder des Ziehgesenks in Eingriff stehenden Bereichen der Rundungen fortlaufend während des Einfahrens des Ziehstempels in das Ziehgesenk beschnitten wird. Im Unterschied zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchem das Beschneiden der Platine nach dem Ende des Ziehvorgangs auf der gesamte Länge der Schnittlinie gleichzeitig durchgeführt wird, können die Schnittkräfte und der Schnittschlag deutlich reduziert werden. Die entlang der Schnittlinie variierende
Eingriffshöhe mit der Schneidkante des Ziehstempels oder des Ziehgesenks der Rundung gewährleistet nämlich, dass die Schneidkante des Ziehstempels zu unterschiedlichen
Zeitpunkten bzw. Positionen des Ziehstempels in Eingriff mit der Rundung kommt, so dass das Beschneiden der Platine jeweils zunächst in den zuerst in Eingriff stehenden
Bereichen der Rundung beginnt und sich dann fortlaufend in Richtung der weiteren Bereiche fortpflanzt. Die durch die Rundung mit der Schneidkante gebildete Schnittlinie kann dann beispielsweise einen wellenförmigen Verlauf oder einen geneigten Verlauf aufweisen.
Bevorzugst weist die Rundung einen Radius von mindestens 0,5 mm auf. Um die Präzision des Beschneidens der Platine während des Ziehvorgangs zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn eine Schneidkante mit einem Radius von maximal 0,5 mm
verwendet wird. Gleiches gilt auch für eine nächste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem ein Schneidspalt von 0,05 mm bis maximal 0,2 mm zwischen Rundung und
Schneidkante des Ziehstempels oder des Ziehgesenks
eingehalten wird.
Aufgrund der Zusammenwirkung der Schneikante (scharfe Kante) mit der Rundung, unabhängig davon ob diese am Ziehstempel oder vorzugsweise am Ziehgesenk vorgesehen ist, ist das
Werkzeug selbstzentrierend aufgebaut und beeinflusst dadurch positiv die Schnittqualität.
Die Maßhaltigkeit der hergestellten, flanschbehafteten
Ziehteile kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch weiterverbessert werden, dass die Platine vor dem Ziehen im Ziehgesenk in einem
Vorziehgesenk in eine Vorform gezogen wird und die
vorgeformte Platine einen Materialüberschuss bereitstellt, so dass bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels die fertig geformte und beschnittene Platine kalibriert wird. Der Materialüberschuss kann bevorzugt im Bodenbereich und/oder im Ziehradius zur Verfügung gestellt werden. Im Ergebnis kann durch diese zwei Arbeitsschritte, nämlich Vorformen und
Endformen und Beschneiden ein hochmaßhaltiges,
flanschbehaftetes Ziehteil mit einfachen Mitteln
bereitgestellt werden. Schließlich kann das Verfahren weiter dadurch verbessert werden, dass die Platine im Ziehgesenk warmumgeformt wird. Dies gilt selbstverständlich auch optional für den
Vorformprozess . Beim Warmumformen werden die Platinen auf Austenitisierungstemperatur erwärmt, warm umgeformt und dabei schnell abgekühlt so dass das Ziehteil pressgehärtet ist.
Beim Warmumformen generell ergeben sich einerseits geringere Umformkräfte, andererseits ein für die Umformung
vorteilhaftes Gefüge, welches große Umformgrade zulässt.
Insbesondere wird die Warmumformung bei Platinen aus höher- bzw. höchstfesten Stählen, beispielsweise vom Typ 22MnB5, verwendet .
Alternativ ist es auch gemäß einer weitern Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, entlang der
Schnittlinie bereichsweise Material, vorzugsweise in Form von Stegen, stehen zu lassen, d.h. eine unterbrochene
Schnittlinie zu erzeugen, wodurch das Ziehteil zumindest teilweise noch mit dem Beschnittbereich verbunden ist und zugleich aus dem Werkzeug entnommen werden kann
(Schrottabfuhr über Stegen). In einem weiteren Trennprozess kann der Beschnittbereich von dem Gut-Teil abgetrennt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein „geschlitztes Halbzeug eingesetzt werden, das im Beschnittbereich mindestens einen Schlitz,
vorzugsweise mindestens zwei Schlitze, aufweist, der von einer Kante des Halbzeugs bis zur Schnittlinie verläuft, wodurch während des Beschnitts der Beschnittbereich in mehrere Einzelteile zerfällt (Schrottzerteilung) und dadurch der Schlecht-Teil einfacher aus dem Werkzeug, beispielsweise über Schrottrutschen, entfernt werden kann. Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die aufgezeigte Aufgabe durch eine Vorrichtung dadurch gelöst, dass der Auflagebereich gegenüber dem Flanschbereich erhöht und feststehend ausgebildet ist, wobei die Höhendifferenz zwischen dem Auflagebereich und dem Flanschbereich des
Ziehgesenks mindestens der Wanddicke der umzuformenden
Platine entspricht, zwischen dem Auflagebereich und dem
Flanschbereich eine Rundung oder Schneidkante vorgesehen ist, welche mit einer am Ziehstempel vorgesehenen Schneidkante oder Rundung in Eingriff steht und ein Beschneiden der
Platine während des Ziehvorgangs ermöglicht. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung kommt insofern ohne
höhenverschiebbares Ziehgesenk aus, so dass die Kosten für die Erstellung des Werkzugs deutlich verringert werden können. Darüber hinaus erlaubt die Höhendifferenz zwischen dem Auflagebereich der Platine und dem Flanschbereich, dass der Flansch des Ziehteils sehr präzise in den Flanschbereich geformt werden kann, nachdem dieser beschnitten wurde.
Zusätzlich ermöglicht die Vorrichtung, dass eine größere
Flexibilität hinsichtlich der Ausrichtung des Flanschbereichs gegenüber dem Zargenbereich erzielt wird. Das kostengünstige Werkzeug mit seinem einfachen Aufbau verringert Verschleiß und damit auch die Kosten zur Herstellung von präzisen, flanschbehafteten Ziehteilen.
Entspricht die die Höhendifferenz zwischen dem Auflagebereich und dem Flanschbereich des Ziehgesenks mindestens der
Wanddicke der umzuformenden Platine, kann der Einzug des Flanschbereichs des Ziehteils über die Höhendifferenz oder über die Flanschbereisbreite gesteuert bzw. eingestellt werden. Eine größere Höhendifferenz zwischen Auflagebereich und Flanschbereich ermöglicht, dass hier mehr Material bereitgestellt werden kann und der Flanschbereich einen geringeren Einzug aufweist. Selbstverständlich muss ein minimaler Einzug gewährleistet sein, so dass das gezogene Ziehteil noch aus dem Werkzeug entfernt werden kann.
Um die Schnittqualität bei Eingriff der Rundung mit der
Schneidkante zu verbessern und um eine verbesserte
SelbstZentrierung des Systems am Ziehstempel/Ziehgesenk zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Rundung einen
Einlaufradius von mindestens 0,5 mm aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Präzision des Beschneidens des Flansches des Ziehteils dadurch verbessert, dass die Schneidkante des Ziehstempels oder des Ziehgesenks einen Radius von maximal 0,5 mm aufweist.
Gleiches gilt auch für eine nächste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, gemäß welcher ein Schneidspalt zwischen der Schneidkante und der Rundung von 0,05 mm bis maximal 0,2 mm vorgesehen ist. Die Schneidkante und die
Rundung können dabei entweder am Ziehstempel oder im
Ziehgesenk vorgesehen sein.
Um die Schneidkräfte aber auch den Schnittschlag während des Ziehvorgangs zu verringern, weist gemäß einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Rundung entlang der Schnittlinie eine variierende Eingriffshöhe mit der Schneidkante auf, so dass die Schneidkante zu Beginn des Schneidvorgangs nur punkt- oder bereichsweise mit der Rundung in Eingriff steht. Wiederum kann die Rundung oder die Schneidkante entweder am Ziehstempel oder im Ziehgesenk vorgesehen sein. Wie bereits zum Verfahren ausgeführt, ermöglicht beispielsweise die in ihrer Eingriffshöhe mit der Schneidkante variierende Rundung einen fortlaufenden
Beschnitt entlang der Schnittlinie durch Einfahren des
Ziehstempels in das Ziehgesenk. Im Ergebnis werden die
Schneidkräfte und der Schnittschlag während des Ziehvorgangs deutlich verringert. Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weiterverbessert werden, dass der Auflagebereich mit dem Ziehgesenk hoch präzise, beispielsweise über eine
Verstiftung, verbunden ist oder einstückig mit dem Ziehgesenk ausgebildet ist. Ist der Auflagenbereich einstückig mit dem Ziehgesenk ausgebildet, kann das Ziehgesenk besonders kostengünstig hergestellt werden. Andererseits ergeben sich deutliche Vorteile bei der Verstiftung des Auflagebereichs mit dem Ziehgesenk in Bezug auf die Wartung. In diesem Fall besteht nämlich die Möglichkeit, den Auflagebereich
auszutauschen und eventuell die Rundung oder Schneidkante des Ziehgesenks auf einfache Weise nachzuarbeiten.
Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in einer schematischen Schnittansicht eine Hälfte eines ersten Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung bei noch nicht abgeschlossenem Ziehvorgang, Fig. 2 das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels, in einer schematischen Schnittansicht eine Hälfte eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Vorform in Endposition des Vorziehstempels , in einer schematischen Schnittansicht eine Hälfte eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Verwendung der vorgeformten Platine aus Fig. 3,
Fig. 5 das Ausführungsbeispiel aus Fig. 4 bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels,
Fig. 6 in einer schematischen Schnittansicht den Verlauf der Rundung des Auflagebereichs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
Fig. 7 in einer schematischen Schnittansicht ein viertes
Ausführungsbeispiel einer Einlaufkontur mit
variierender Form. Zunächst zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von
flanschbehafteten Ziehteilen mit einem Ziehstempel 1, einem Ziehgesenk 2 mit einem Flanschbereich 3, in welchem der
Flansch geformt wird, einem Zargenbereich 4 und einem
Bodenbereich 5, in welchen die Zargen- bzw. Bodenbereiche des Ziehteils geformt werden sowie einem Auflagebereich 6 zur Auflage der Platine vor dem Ziehvorgang. Daneben weist die Vorrichtung einen Niederhalter 7 sowie eine Rundung 8
zwischen Auflagebereich 6 und dem Flanschbereich 3 auf. Die Rundung weist einen Einlaufradius von mindestens 0,5 mm auf, so dass das Material aus dem Auflagebereich 6 ungehindert in den Flanschbereich fließen kann. Der Auflagebereich 6 ist gegenüber dem Flanschbereich 3 erhöht und feststehend
ausgebildet, h zeigt die Höhendifferenz zwischen dem
Auflagebereich für die Platine des Ziehgesenks 6 und dem Flanschbereich 3 des Ziehgesenks an. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel ist h etwas größer als die Platinendicke. Die Richtungspfeile zeigen jeweils die Bewegungsrichtung des Niederhalters 7 und des Ziehstempels 1 an.
Der Ziehstempel 1 weist zudem noch eine Schneidkante 9 auf, welche vorzugsweise einen Radius von 0,05 mm aufweist. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird bei dem Ziehvorgang die Platine 10 in das Ziehgesenk gezogen, bis die Schneidkante 9 mit der Rundung 8 in Eingriff kommt. Vorzugsweise wird zu Beginn des Ziehvorgangs der Niederhalter heruntergefahren, so dass dieser die Platine 10 gegen den Auflagebereich 6 der Platine drückt. Durch diese Maßnahme kann der Materialfluss während des Ziehvorgangs zusätzlich gesteuert werden.
Fährt der Ziehstempel 1, wie in Fig. 2 gezeigt, in die
Endposition, so wird aufgrund des Eingriffs der Schneidkante 9 des Ziehstempels 1 mit der Rundung 8 des Auflagenbereichs 6 die Platine beschnitten, so dass über den Flanschbereich 3 überstehende Teile der Platine 10 von dieser abgetrennt werden. Wie in Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, ist das
Ziehgesenk 2 besonders einfach aufgebaut und erlaubt dennoch ein Tiefziehen mit gleichzeitigem Beschnitt der Platine. Der Auflagebereich 6 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Ziehgesenk ausgebildet, was einer
besonders einfachen Ausgestaltung entspricht. Allerdings ist auch denkbar, den Auflagebereich 6 über einen austauschbaren Einsatz, welcher hoch präzise, beispielsweise über eine
Verstiftung, mit dem Ziehgesenk verbunden ist, zu
realisieren. In diesem Fall gelingt das Austauschen und
Nacharbeiten der Rundung 8, welche selbstverständlich
Verschleiß unterworfen ist, auf besonders einfache Art und Weise .
Fig. 3 zeigt nun in einer schematischen Schnittansicht eine Hälfte einer Vorrichtung 11 zur Herstellung einer
vorgeformten Platine 12, welche beispielsweise im
Bodenbereich einen Materialüberschuss bereitstellt. Die
Vorrichtung 11 zur Herstellung einer vorgeformten Platine besteht ebenfalls aus einem Gesenk 13 und einem Ziehstempel 14 sowie einem Niederhalter 15.
Wird, wie in Fig. 4 und 5 schematisch dargestellt, die so vorgeformte Platine 12 in der Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel eingelegt, so kann die vorgeformte
Platine 12 nicht nur zur Endform gezogen, sondern auch gleichzeitig beschnitten und kalibriert werden. Hierfür sorgt der im Bodenbereich 5 des Ziehgesenks vorgesehene
Materialüberschuss der vorgeformten Platine. Der Unterschied gegenüber der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Vorrichtung besteht darin, dass am Ziehgesenk 2 zwischen Auflagebereich 6 und Flanschbereich 3 eine Schneidkante 8' und am Ziehstempel 1 eine Rundung 9' vorgesehen sind.
Wie in Fig. 4. zeigt, dass der Eingriff der Schneidkante mit der Einlaufkontur vor Abschluss des Ziehvorgangs erfolgt. Fig. 5 zeigt schematisch das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Endposition des Ziehstempels mit kalibrierter, vorgeformter Platine 12. Der Einzug der Platine in den Flanschbereich ist minimal und das so
hergestellte Ziehteil damit sehr maßgenau.
In Fig. 6 ist die Rundung 8 zwischen Auflagebereich 6 und Flanschbereich 3 entlang ihrer Schnittlinie 8b schematisch dargestellt. Die Schnittlinie 8b der Rundung 8 hat einen wellenförmigen Verlauf, so dass die Schneidkante 9 des
Ziehstempels bei Beginn des Schneidvorgangs nur punkt- oder bereichsweise mit der Rundung 8 in Eingriff kommt und die Platine fortlaufend durch Einfahren des Ziehstempels in das Ziehgesenk beschnitten werden kann. Mit 8a ist die
Sollschnittkontur der Rundung 8 bezeichnet, welche dem gewünschten Maß der Platine entspricht. Die Darstellung in Fig. 6 ist nicht maßstabsgerecht. Über ein Kalibrieren, wie beispielsweise in Fig. 4 und 5 dargestellt, kann die Rundung auf einfache Weise in einem Arbeitsschritt korrigiert werden.
Ferner sind auch andere Verläufe der Rundung möglich.
Beispielsweise kann ein sägezahnförmiger oder auch ein linearer Verlauf der Eingriffshöhe der Rundung verwendet werden. Dies zeigt beispielsweise Fig. 7 schematisch. In Fig. 7 weist auf der linken Seite die Rundung 8 einen kleinen Einlaufradius , beispielsweise 1 mm auf. Auf der rechten Seite dagegen ist der Einlaufradius deutlich größer, beispielsweise 5 mm. Die Schneidkante kommt demnach zunächst mit der linken Seite zuerst in Eingriff und setzt ihren Schnitt zur rechten Seiten durch Einfahren des Ziehstempels in das Gesenk weiter fort . Die Schneidspalte, welche zwischen Schneidkante 9, 8' und Rundung 8, 9' vorgesehen sind, betragen vorzugsweise 0,05 mm bis maximal 0,2 mm, um einen besonders präzisen Beschnitt der Platine zu gewährleisten. Darüber hinaus weist die
Schneidkante des Ziehstempels oder des Ziehgesenks
vorzugsweise einen Radius von maximal 0,5 mm auf, um
ebenfalls einen besonders präzisen Schneidvorgang zu
gewährleisten. Im Ergebnis kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders präzise flanschbehaftete Ziehteile mit geringen Investitionskosten für das Gesenk bereitgestellt werden .

Claims

Patentan sprüche
Verfahren zur Herstellung von flanschbehafteten
Ziehteilen aus einer ebenen und/oder vorgeformten Platine (10,12) aus Metall unter Verwendung eines Ziehstempels (1) mit mindestens einer Schneidkante (9) oder Rundung {9' ) , eines Niederhalters (7) und eines Ziehgesenks (2), wobei das Ziehgesenk (2) einen Zargenbereich (4), einen Flanschbereich (3) sowie einen Auflagebereich (6) für die Platine (10) aufweist, die Platine (10) auf den
Auflagebereich (6) des Ziehgesenks (2) aufgelegt und durch Einfahren des Ziehstempels (1) in das Ziehgesenk in das Ziehteil umgeformt und am Flanschbereich (3)
beschnitten wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Auflagebereich (6) gegenüber dem Flanschbereich (3) erhöht und feststehend ausgebildet ist, wobei die
Höhendifferenz (h) zwischen Auflagebereich (6) und
Flanschbereich (3) mindestens der Wanddicke der
umzuformenden Platine (10,12) entspricht und während des Einfahrens des Ziehstempels (1) in das Ziehgesenk (2) die am Ziehstempel (1) vorgesehene mindestens eine
Schneidkante (9) mit einer am Übergang zwischen
Auflagebereich (6) und Flanschbereich (3) vorgesehenen Rundung (8) oder die am Ziehstempel (1) vorgesehene mindestens eine Rundung (9') mit einer am Übergang zwischen Auflagebereich (6) und Flanschbereich (3) vorgesehenen Schneidkante (8') in Eingriff kommt, so dass über den Flanschbereich (3) überstehende Bereiche der Platine (10,12) während des weiteren Ziehvorgangs abgetrennt werden. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s während des Ziehvorgangs und des Beschneidens der Platine (10,12) der Niederhalter (7) den abzutrennenden Bereich der Platine (10,12) auf den Auflagebereich (6) des
Ziehgesenks (2) drückt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Rundung (8) entlang der Schnittlinie eine variierende Eingriffshöhe mit der Schneidkante (9) aufweist und die Platine (10, 12) ausgehend von den zuerst mit der
Schneidkante (9, 8') in Eingriff stehenden Bereichen der Rundung (8, 9') fortlaufend während des Einfahrens des Ziehstempels (1) in das Ziehgesenk (2) geschnitten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Schneidkante (9, 8') mit einem Radius von maximal 0,5 mm verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Schneidspalt von 0,05 mm bis maximal 0,2 mm zwischen Rundung (8,9') und Schneidkante (9,8') eingehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Platine (10, 12) vor dem Ziehen im Ziehgesenk (2) in einem Vorziehgesenk (11) in eine Vorform gezogen wird und die vorgeformte Platine (12) einen Materialüberschuss bereitstellt, so dass bei Erreichen der Endposition des Ziehstempels (1) die fertig geformte und beschnittene Platine (12) kalibriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Platine (10, 12) im Ziehgesenk (2) warm umgeformt wird .
Vorrichtung zur Herstellung von flanschbehafteten
Ziehteilen mit einem Ziehstempel (1), welcher mindestens eine Schneidkante (9) oder Rundung (9') aufweist,
mindestens einem Niederhalter (7) und einem Ziehgesenk
(2) mit einem Flanschbereich
(3), in welchem der Flansch geformt wird, einem Zargenbereich
(4) und Bodenbereich
(5), in welchem Zargen- und Bodenbereich geformt werden sowie einem Auflagebereich (6) für die Platine (10,12) vor dem Ziehvorgang,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Auflagebereich (6) gegenüber dem Flanschbereich (3) erhöht und feststehend ausgebildet ist, wobei die
Höhendifferenz (h) zwischen dem Auflagebereich (6) und dem Flanschbereich (3) des Ziehgesenks (2) mindestens der Wanddicke der umzuformenden Platine (10,12) entspricht, zwischen Auflagebereich (6) und Flanschbereich (3) eine Rundung (8) vorgesehen ist, welche mit einer am
Ziehstempel (1) vorgesehenen Schneidkante (9) oder zwischen Auflagebereich (6) und Flanschbereich (3) eine Schneidkante (8') vorgesehen ist, welche mit einer am Ziehstempel (1) vorgesehenen Rundung (9') in Eingriff steht und ein Beschneiden der Platine (10,12) während des Ziehvorgangs ermöglicht. Vorrichtung nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Rundung (8, 9' ) einen Einlauf radius von mindestens 0,5 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Schneidkante (9, 8') einen Radius von maximal 0,5 mm aufweist .
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Schneidspalt zwischen der Schneidkante (9, 8') und der Rundung (8, 9' ) von 0,05 mm bis maximal 0,2 mm vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Rundung (8, 9' ) entlang der Schnittlinie eine variierende Eingriffshöhe mit der Schneidkante (9, 8') aufweist, so dass die Schneidkante (9, 8') zu Beginn des Schneidvorgangs nur punkt- oder bereichsweise mit der Rundung (8, 9' ) in Eingriff steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Auf lagebereich (6) mit dem Ziehgesenk (1) hoch präzise verbunden oder einstückig mit dem Ziehgesenk (2) ausgebildet ist.
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