用于制造具有基本光滑的、冲裁和增大的功能面的冲压件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于制造具有基本光滑的、冲裁和增大的功能面的冲压件的方法和装置。在所述方法中所述条带在合模时被夹紧在上部件与下部件之间，所述上部件包括冲裁凸模、用于所述冲裁凸模的导向板、设置在所述导向板或冲裁凹模上的齿圈以及推料器，所述下部件包括冲裁凹模、顶出器和内轮廓凸模，在冲裁区内在高压应力下通过的剪切来强制切断，其中在此之前所述齿圈被压入所述条带中并在待冲裁的条带上施加压应力。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于制造具有基本光滑的、冲裁和增大的功能面的冲 压件一一特别是由条带通过精密冲裁和/或成型制成的工件一一的方法，其 中所述条带在合模时被夹紧在上部件与下部件之间，所述上部分包括冲裁 凸模、用于所述冲裁凸模的导向板、设置在所述导向板或冲裁凹模上的齿 圏以及推料器，所述下部件包括冲裁凹模、顶出器和内轮廓凸模，在冲裁区内在高的压应力下通过的剪切来强制切断/分离(Trennen)，其中在此 之前所述齿圈被压入所述条带中并在待冲裁的条带上施加压应力。本专利技术还涉及一种用于制造具有基本光滑的、增大的功能面的冲压 件一一特别是由条带通过精密冲裁和/或成型制成的工件一一的装置，所述装置具有两件式的模具，所述模具至少包括主冲裁凸模、用于该冲裁凸模 的导向板、设置在该导向板或冲裁凹模上的齿圏、推料器、冲裁凹模和顶 出器，其中所述条带被夹紧在导向板和冲裁凹模之间，所述齿圏压入所述条带中。技术背景已知，对凸出的部件轮廓(例如齿部或角部)的精密冲裁通常导致在 冲裁面上的裂缝。外轮廓越尖，待冲裁的材料越厚，材料的可成型性越差， 所观察到的这种现象就越强烈。在大多数情况下，精密冲裁中的冲裁面用 作功能面，所以裂缝会成为在载荷作用下的部件断裂失效的初始点，因此 必须避免。如果通过在冲裁区内叠加高的静压压力、借助于剪切亦即塑性变形强 制切断，则在精密冲裁中实现光滑的沖裁面。冲裁面在剪切区内产生，并 因而在其质量方面受材料特性的影响(K. KONDO， Industrie-Anzeiger 97 Jg. Nr. 33， S. 547-550 )。在精密冲裁时，齿圏在沖裁开始前压入待冲裁的条带的材料中，并由 此在冲裁过程中阻止材料跟随流动/再流动(Nachflie!5en )。此外，精密冲裁件的典型特征是塌角(Kanteneinzug )和切口毛刺。 特别是在圃角处出现凹缩，该凹缩随圃角半径的变小和板厚的增加而增大。 凹缩深度可约为板厚的30%，而凹缩宽度可为板厚的40%,或更多(见 DIN 3345， Feinschneiden, 1980年8月)。所述凹缩由此与材料厚度和材料 质量有关，使得仅可以有限地对其进行控制，并且通常例如由于使在带齿 部件中的棱不锋利或者由于所引起的部件功能长度的变化而限制部件的功 能。因此，冲压凹缩减弱了部件功能，迫使制造商使用较厚的原材料。已知有很多解决方案，这些解决方案尝试通过加压冲裁(DE 2 127 495 Al)、修整(CH665 367A5) 、 H^'J ( DE 197 38 636 Al)或者在冲裁期 间的材料移动(EP 1 815 922 Al)来制造精细、光滑的剪切面。根据CH 665 367 A5和DE 197 38 636 Al的已知的解决方案不是减小 塌角，而是复杂地修整部件，因此一方面附加的加工过程和模具需要提高 成本，另一方面由于必需使用较厚的材料而引起相应的材料损失。才艮据DE2 127 495 Al的已知的剪切压力机在较高的静压压力下工作， 该压力施加在工件的整个区域内，使工件发生塑性变形。所述高的压力特 别是在模具棱边附近通过设有凸出的上夹板/压板产生。所述凸出在一定程 度上履行根据DE 2 127 495 Al未i殳置的齿圏的功能。但这种已知的方法 主要用于避免出现突出的切口毛刺。另外，在这种已知的解决方案中没有最终消除凹缩，并且材料体积/ 量沿着冲裁线移动，这伴随有形成裂缝的风险。在根据EP 1 815 922 Al的已知的解决方案中，在单工位/级(Stufe) 设备中以至少两个时间上前后相继的步骤顺序沿不同的冲裁方向加工工 件，其中在第一冲裁过程中，沿竖直的工作方向冲裁出凹缩;f艮小的与工件几何相匹配的半成品，而在至少一个另外的冲裁过程中，沿相反的工作方 向最终冲裁出部件。在此，第一分步骤的凹缩至少在角区域内会被再次填 充。然而，这种已知的方法主要用于避免出现突出的切口毛刺。另外，在这种已知的解决方案中没有最终消除凹缩，并且材料体积沿 着沖裁线移动，这伴随有形成裂缝的风险。
技术实现思路
基于现有技术，本专利技术的目的是，通过有目的地控制冲裁区内的应力 状态来避免在冲裁面上的裂缝倾向和精密冲裁件上的塌角，同时以较高的 工艺可靠性、经济而有效地实施对较厚部件的精密冲裁。所述目的通过开头所述类型的、具有权利要求1所述特征的方法和通过具有权利要求7所述特征的装置来实现。所述方法和装置的有利的实施形式可由从属权利要求中得出。按照本专利技术的解决方案的突出之处在于首次实现了在无需修整以及 材料不沿着冲裁线移动的情况下，经济地将精密冲裁方法应用于部件，例 如没有裂缝和锋利棱边的、厚度较大的带齿部件。这通过以下方式实现从冲裁过程的开始直至结束，根据工件的部分 几何和厚度，借助于平行于冲裁凸模和冲裁凹模之间的冲裁线起作用的模 具元件、以受调节的力通过沿大致横向于冲裁方向的方向对材料进行附加 的、略滞后于沖裁凸模的增压，将沖裁区内的应力状态调整成适当定位/ 位置定向(lageorientiert)的压应力。特别有利的是，用于控制冲裁区内的应力状态的参数(例如待增压的 材料体积)可以才艮据工件的材料类型、形状和几何通过虛拟的成型模拟来 确定，然后根据该成型^^莫拟设计用于朝向冲裁区推入材料的模具元件。具有重要意义的是，用按照本专利技术的方法能够沿横向方向向沖裁区内 推入材料，从而显著减小部件上的塌角。通过将冲裁区内的应力状态保持 在压力范围内，确保了冲裁面是光滑的和无裂缝的。此外，由于塌角减小， 功能面也基本上没有凹缩。因此，按照本专利技术的方法涵盖了对在宽泛的尺寸范围内的部件的高质 量的精密冲裁，所述部件例如直至大厚度的和部分几何复杂的部件，如传 动件上的齿部。此外，用按照本专利技术的方法也可以精密冲裁质量低劣的钢 材，而不会出现在冲裁面上产生裂缝的危险。按照本专利技术的装置具有简单而结实的结构。 进一步的优点和细节由下文中参照附图的说明得到。附图说明下面根据两个实施例对本专利技术进行详细说明。图中图1示出根据现有技术的精密冲裁模具的原理结构的示意性剖视图， 图2详细示出根据图1的冲裁区，图3示出按照本专利技术的没有无导向冲裁/自由沖裁(结构)的装置的剖 视图，其中根据本专利技术的方法条带处于夹紧状态，图4示出按照本专利技术的没有无导向冲裁的装置的剖视图，其中才艮据本 专利技术的方法条带处于半冲断状态，图5详细示出根据图4的冲裁区，以及图6示出按照本专利技术的有无导向冲裁的装置的剖视图，其中根据本发 明的方法条带处于半冲断状态。具体实施方式图1示出根据现有技术的精密沖裁模具在闭合状态下的原理结构。 精密冲裁模具具有上部件1和下部件2。精密冲裁模具的上部件1包 括具有齿圈3的导向板4、在该导向板4内引导的冲裁凸模5、以及推料 器6。下部件2包括沖裁凹模7、内轮廓凸模或冲孔凸模8和顶出器9。 由合金不锈钢制成的、厚度为12mm的条带10—一根据本专利技术的方法由该 条带可制造出带钢制的精密冲裁件11 (例如接合凸缘)一一根据所示的模 具位置状态被夹紧在导向板4和冲裁凹模7之间，齿圏3已压入条带10 中，从而由于齿圏的作用力阻止材料在沖裁期间跟随流动。冲裁凹模7和 内轮廓落料使精密冲裁件11被沖裁成约一半的工件厚度。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造具有基本光滑的、增大的功能面的冲压件－－特别是由条带通过精密冲裁和／或成型制成的工件－－的方法，其中所述条带在合模时被夹紧在上部件与下部件之间，所述上部件包括冲裁凸模、用于所述冲裁凸模的导向板、设置在所述导向板或冲裁凹模上的齿圈、以及推料器，所述下部件包括冲裁凹模、顶出器和内轮廓凸模，在冲裁区内在高的压应力下通过剪切来强制切断，其中在此之前所述齿圈被压入所述条带中并在待冲裁的条带上施加压应力，　其特征在于，　从冲裁过程开始直至结束，根据工件的部分几何和厚度，借助于平行于冲裁凸模和冲裁凹模之间的冲裁线起作用的模具元件、以受调节的力通过沿大致横向于冲裁方向的方向对材料进行附加的、略滞后于冲裁凸模的增压，将冲裁区内的应力状态调整成适当定位的压应力。

【技术特征摘要】
EP 2007-9-26 07018892.51. 一种用于制造具有基本光滑的、增大的功能面的冲压件——特别是由条带通过精密冲裁和/或成型制成的工件——的方法，其中所述条带在合模时被夹紧在上部件与下部件之间，所述上部件包括冲裁凸模、用于所述冲裁凸模的导向板、设置在所述导向板或冲裁凹模上的齿圈、以及推料器，所述下部件包括冲裁凹模、顶出器和内轮廓凸模，在冲裁区内在高的压应力下通过剪切来强制切断，其中在此之前所述齿圈被压入所述条带中并在待冲裁的条带上施加压应力，其特征在于，从冲裁过程开始直至结束，根据工件的部分几何和厚度，借助于平行于冲裁凸模和冲裁凹模之间的冲裁线起作用的模具元件、以受调节的力通过沿大致横向于冲裁方向的方向对材料进行附加的、略滞后于冲裁凸模的增压，将冲裁区内的应力状态调整成适当定位的压应力。2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，用于控制冲裁区内的 应力状态的参数一一例如待增压的材料体积，根据工件的材料类型、形状 和几何通过虚拟的成型模拟来确定。3. 根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，采用从凸模侧进 入工件中的差动压印凸模或附加的沖裁凸模作为用于控制应力状态的模具 元件。4. 根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，采用带有台肩的冲裁凸模作为用于控制应力状态的模具元件。5. 根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，在齿圏和/或支撑 台以及模具元件的协同作用下，在待沖裁的条带...

【专利技术属性】
技术研发人员：U施拉特，P霍拉，
申请(专利权)人：法因图尔知识产权股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]