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Verfahren zum Kaltprägen von Formen für Prägestempel
Die Erfindung bezieht sich auf das Senken bzw. Prägen mit Hilfe eines Gesenkes, insbesondere auf die Herstellung on Gesenken oder Stanzformen für Formstempel, die für die Kopfbildung auf kaltem Wege von Schlitzschrauben u. dgl. verwendet weiden. Das Erzeugnis ist beispielsweise eine Kreuzschlitzschraube.
Die Stanzformen, die gegenwärtig bei der Herstellung von Stempeln für die Kopibildung derartiger Schrauben Verwendung finden werden durch ein Verfahren hergestellt, bei dem ein Mutterstempel in einen Block aus geeignetem Material eindringt, der sorgfältig aus einem Material hoher Qualität und Härte gearbeitet ist. Dieses Verfahren erfordert oft, dass das Stanzen in mehreren Stufen ausgeführt wird, bevor der eigentliche Stanzvorgang beendet ist. Nach jeder Stufe muss der Stempel entfernt, gereinigt, geschmiert und in die Matrize in genauer Lage wieder eingesetzt werden, was alles Zeit und Sorgfalt erfordert, wobei zu den Herstellungskosten die entsprechenden Kosten für die Formen hinzukommen.
Wenn grössere Kräfte angewandt werden, um das soeben angeführte vielstufige Verfahren zu vermeiden, so stellt sich heraus, dass sich das Formmaterial von dem vordringenden Stempel ablöst oder mit andern Worten, nicht die genaue Form und die genauen Konturen des Stempels hat, was zur Bildung einer Form führt, die ungenau ist und daher nicht in der Lage ist, Kopfbildner-Stempel herzustellen, die eine genaue Wiedergabe des Mutter-Stempels sind. Die Ungenauigkeit des sich daraus ergebenden Schraubenschlitzes ist noch etwas grösser. Die Ungenauigkeit der Form wird dabei in ihrem Ausmass vergrössert, da sie doppelt übertragen wird. Die Ungenauigkeit der Schraubenschlitze bildet einen kommerziellen Nachteil, der ernste Ausmasse annehmen kann.
Es wurden Versuche unternommen, um die zuvor erwähnte Schwierigkeit zu überwinden, indem der Mutterstempel entsprechend der zu erwartenden Abweichung des Formmaterials in ausgleichender Weise abgeändert wurde. Diese Methode zur Berichtigung des Fehlers beruht natürlich auf Erfahrungswerten und ist unsicher. Es ist auch ein Letternstanzstempel bekannt, bei dem die äussere Schneidekante wesentlich tiefer in das Material eindringt als die inneren Schneidenkanten, so dass ein sehr hoher Pressdruck bei diesem Werkzeug erforderlich ist und die Zeit erheblich verlängert wird, die zur Herstellung eines Buchstabens mit diesem Werkzeug erforderlich ist. Dieses bekannte Werkzeug hat ausserdem den Nachteil, dass durch das tiefe Eindringen der äusseren Schneidkanten in das Material der Stempel einem erhöhten Verschleiss und einer erhöhten Beanspruchung ausgesetzt ist.
Infolgedessen muss die Schneidkante sehr hart sein, wenn sie tief in das Material eindringen soll, so dass die Gefahr besteht, dass sie infolge ihrer grossen Härte leicht ausbricht und das Werkzeug nur eine kurze Lebensdauer hat.
Der hauptsächliche Gegenstand der Erfindung besteht in einem Verfahren zum Stanzen von Formen, bei dem die genannte Schwierigkeit nicht auftritt, da beim Schlitzen vor dem Auftreffen des Mutterstempels am Schlitzgrund gewährleistet ist, dass das Material der Stanzform dicht an dem Mutterstempel lie- gen bleibt, so dass ein Schlitz hergestellt wird, der eine genaue Umkehr der Stempelfonn bildet.
Die Form muss natürlich nach dem Stanzvorgang bearbeitet werden, um alles Metall zu entfernen, das über die Öffnung des Schlitzes oder des Hohlraumes der Form hinausragt, damit die gewünschte flache oder gekrümmte Fläche neben dem Schlitz entsteht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Kaltprägen von Formen für Formstempel, bei welchem ein Stempel in das die Form bildende Material unter Verdrängung eines Teiles des Materials nach aussen und oben gepresst und auf eine diesen Teil umgebende Zone Druck ausgeübt wird. Die Erfindung besteht im Wesen darin, dass zunächst zur Verdrängung des Materials auf den Stempel allein und hierauf zusätzlich auf ein ringförmiges, den Stempel direkt umgebendes Gebiet, Druck ausgeübt wird.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen : Fig. 1, 2 und 3 schematische Schnittansichten der aufeinanderfolgenden Phasen des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 4 eine vergrösserte Teilansicht, die der Phase der Fig. 3 entspricht und Fig. 5 und 6 fertige Formen zur Herstellung von Kopfbildner-Stempeln für Flach-und Rundkopfs hrauben.
Obwohl die Erfindung an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben wird, versteht es sich, dass dadurch die Erfindung nicht begrenzt sein soll und dass sich zahlreiche Änderungen und Abweichungen der Erfindung für den Fachmann ergeben.
In den Fig. 1 bis 4 ist der Block des Formmaterials. der beispielsweise aus Stahl mit den erforderli- chen Eigenschaften besteht, mit 10 bezeichnet. Der Mutterstempel 11 wird fest mit Gleitsitz von einer Büchse 12 umgeben, die ihrerseits in gleicher Weise in einem Stanzenhalter 13 gehalten ist. Ein Stopfen 14 sitzt in der Büchse 12 auf der Oberseite des Stempels 11.
Bei der ersten Stufe des Verfahrens, nachdem die einzelnen Teile, wie in der Zeichnung dargestellt, zusammengesetzt worden sind, wird eine abwärts gerichtete Kraf. auf den Stopfer 14 ausgeübt, die den Stopfen und den Stempel 11 gegen die Büchse 12 und den Halter 13 nach unten drückt. Der Stempel dringt in den Formblock 10 ein und bewirkt den ersten Teil der Herstellung einer Vertiefung darin und ein entsprechendes Aufwärts- und Auswärtsquellen des Metalls, das die Schwellung 15 am Rande der Vertiefung bildet, die die Büchse 12 etwas, wie in Fig. 2 zu sehen ist, anhebt.
Die Anwendung des Druckes auf den Stopfen und den Stempel ermöglicht nur in dieser Phase des Verfahrens einen verhältnismässig Inbe- grenzten anfänglichen Materialfluss, der erwünscht ist, um eine Verformung oder einen Fehler des Stem-
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Beim nächsten Schritt des Verfahrens wird gleichzeitig Druck auf den Stopfen 14 und die Büchse 12 ausgeübt, wodurch der Stempel etwas weiter in die Form eindringt und zur gleichen Zeit das Metall der Schwellung 15 in den Raum 17 zwischen der Büchse 12 und den Flanken des Stempels gedrückt wird, so dass dieses Metall sich dicht an allen Flächen dieses Stempelteiles anlegt, der unter die Fläche 18 des Blockes 10 eindringt. Durch diesen Schritt wird ein Formhohlraum oder eine Kut 19 gebildet, die ein genaues Gegenstück zum Stempelkopf bildet.
Der Stempel, der Stempelhalter und die zugehörigen Te'le werden dann abgehoben und die Form wird bearbeitet zur Erzeugung der fertigen Fläche in dem Gebiet des Schlitzes 19, die den gewünschten Kopfbildner-Stempeln entspricht, die in der Form hergestellt werden sollen. Diese können zum Stanzen von Schlitzen in Flachkopfschrauben gestaltet werden, in welchem Fall die Form in der in Fig. 5 dargestellten Weise fertiggestellt wird, oder in Rundkopfschrauben (Fig. 6) oder andere Schraubenköpfe, wobei die Formfläche 18 entsprechend gestaltet wird.
Das Verfahren der Erfindungwird in kontinuierlicher Weise auf irgendeiner geeigneten hydraulischen Presse oder einer ähnlichen Vorrichtung durchgeführt und es ist nicht erforaerlich, den Stempel herauszunehmen und wieder einzusetzen, wie es anfangs beschrieben wurde, oder den Pressdruck in mehreren getrennten Stufen wie bisher anzuwenden. Durch das Werkzeug nach der Erfindung wird die Zeit, die zur Herstellung der Stempel erforderlich ist, ganz erheblich herabgesetzt, so dass die Fertigung und damit das fertige Erzeugnis wesentlich verbilligt wird. Gegenüber dem bekannten Letternstanzstempel ergibt das Verfahren nach der Erfindung ein Werkzeug, das wesentlich einfacher und leichter herzustellen ist und eine bedeutend längere Lebensdauer hat und das darüber hinaus beträchtlich rauhere Betriebsbedingungen verträgt, da es nicht sehr empfindlich ist.
Durch die Erfindung wird eine wirtschaftliche Massenproduktion von Werkzeugen für die Kopfbildung von Schrauben ermöglicht, die einwandfreie Schlitze und Schraubenköpfe ergeben und die zu ihrer Bedienung keine geschulten Fachkräfte benötigen noch bei gleichen Schrauben eine Vielzahl von Stempeln für einen Pressstempel, der einen bestimmten Schraubenkopf bildet.
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Process for cold stamping molds for stamps
The invention relates to the countersinking or embossing with the help of a die, in particular to the production of dies or cutting dies for forming punches, which u for the formation of heads on the cold route of slotted screws. Like. Used pastures. The product is, for example, a Phillips screw.
The dies currently used in the manufacture of punches for forming the head of such screws are made by a process in which a master punch penetrates a block of suitable material carefully machined from a material of high quality and hardness. This process often requires the punching to be performed in several stages before the actual punching process is completed. After each stage, the punch must be removed, cleaned, lubricated and reinserted in the die in the exact position, which all requires time and care, with the corresponding costs for the molds being added to the manufacturing costs.
If greater forces are used to avoid the multi-step process just mentioned, it turns out that the molding material becomes detached from the advancing punch or, in other words, does not have the exact shape and the exact contours of the punch, which leads to the formation of a Form which is inaccurate and therefore unable to produce head-forming stamps that are an accurate reproduction of the mother stamp. The inaccuracy of the resulting screw slot is even greater. The inaccuracy of the shape is increased in its extent because it is transferred twice. The inaccuracy of the screw slots is a commercial disadvantage that can be serious.
Attempts have been made to overcome the aforementioned problem by modifying the master punch in a compensatory manner in accordance with the expected deviation of the molding material. This method of correcting the error is of course based on experience and is unsafe. A letter punch is also known in which the outer cutting edge penetrates much deeper into the material than the inner cutting edge, so that a very high pressure is required with this tool and the time required to produce a letter with this tool is considerably increased is. This known tool also has the disadvantage that due to the deep penetration of the outer cutting edges into the material, the punch is exposed to increased wear and tear.
As a result, the cutting edge has to be very hard if it is to penetrate deeply into the material, so that there is a risk that it will break out easily due to its great hardness and that the tool will only have a short service life.
The main object of the invention consists in a method for punching shapes in which the problem mentioned does not occur, since when slitting, before the mother punch hits the slot base, it is ensured that the material of the punching mold remains close to the mother punch, so that a slot is made that forms an exact reversal of the stamp barrel.
The shape must of course be machined after the stamping process to remove any metal that protrudes beyond the opening of the slot or cavity of the mold to create the desired flat or curved surface adjacent to the slot.
The invention relates to a method for cold stamping molds for molding punches, in which a punch is pressed into the material forming the mold while displacing a part of the material outwards and upwards and pressure is exerted on a zone surrounding this part. The essence of the invention consists in initially exerting pressure on the stamp alone to displace the material and then additionally on an annular area directly surrounding the stamp.
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Further details and features of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings.
1, 2 and 3 show schematic sectional views of the successive phases of the method according to the invention, FIG. 4 an enlarged partial view which corresponds to the phase in FIG. 3 and FIGS. 5 and 6 finished molds for the production of head-forming stamps for flat and round head screws.
Although the invention is described with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings, it goes without saying that the invention is not intended to be limited thereby and that numerous changes and deviations from the invention will become apparent to those skilled in the art.
In Figures 1 to 4, the block is the molding material. which consists, for example, of steel with the required properties, denoted by 10. The nut punch 11 is firmly surrounded with a sliding fit by a sleeve 12, which in turn is held in a punch holder 13 in the same way. A plug 14 is seated in the sleeve 12 on the top of the punch 11.
At the first stage of the process, after the individual parts have been put together as shown in the drawing, there is a downward force. exerted on the stopper 14, which presses the stopper and the punch 11 against the sleeve 12 and the holder 13 downwards. The punch penetrates the mold block 10 and effects the first part of the creation of a recess therein and a corresponding upward and outward swelling of the metal which forms the swelling 15 at the edge of the recess which the sleeve 12 closes somewhat, as in FIG see is lifts.
The application of the pressure to the stopper and the punch enables a relatively limited initial flow of material only in this phase of the process, which is desirable in order to avoid a deformation or an error in the punch.
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In the next step of the process, pressure is exerted simultaneously on the plug 14 and the sleeve 12, whereby the punch penetrates a little further into the mold and at the same time pushes the metal of the swelling 15 into the space 17 between the sleeve 12 and the flanks of the punch so that this metal lies tightly against all surfaces of this stamp part which penetrates under the surface 18 of the block 10. This step forms a mold cavity or a groove 19 which forms an exact counterpart to the punch head.
The stamp, the stamp holder and the associated parts are then lifted off and the mold is machined to produce the finished surface in the area of the slot 19 which corresponds to the desired head-forming stamps which are to be produced in the mold. These can be designed for punching slots in flat head screws, in which case the shape is finished in the manner shown in Fig. 5, or in round head screws (Fig. 6) or other screw heads with the shape surface 18 being shaped accordingly.
The process of the invention is carried out in a continuous manner on any suitable hydraulic press or similar device and it is not necessary to remove and reinsert the ram as initially described or to apply the pressing pressure in several separate stages as before. By means of the tool according to the invention, the time required to manufacture the stamps is reduced quite considerably, so that manufacture and thus the finished product are significantly cheaper. Compared to the known letter punch, the method according to the invention results in a tool which is much simpler and easier to manufacture and has a significantly longer service life and which, moreover, can withstand considerably harsher operating conditions, since it is not very sensitive.
The invention enables an economical mass production of tools for the head formation of screws, which result in perfect slots and screw heads and which do not require trained specialists to operate them, nor do they require a large number of punches for a press punch that forms a specific screw head for the same screws.
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