DE10359488A1

DE10359488A1 - Punching die for cutting sheet metal component, has flat-cutters, made of chromium-nickel stainless steel, provided along intersecting-line of plates, where flat-cutters are aligned with their full planar sides facing base plates

Info

Publication number: DE10359488A1
Application number: DE2003159488
Authority: DE
Inventors: Torsten Seifert; Mario Haupt; Tobias LÖBEL; Maik Hammer; Robert Kirschner; Michael Böck; Peter Broll
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-14

Abstract

The die has upper and lower base plates (6.1, 6.2) that can move relative to each other. Flat-cutters (3.1, 3.2, 3.3) made from chromium-nickel stainless steel are fixed to the plates. The flat-cutters are provided along an intersecting-line of the plates. The cutters are aligned with their full planar sides facing the base plates. The plate (6.1) has arresting-units (9) for prefixing the flat-cutters.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnittwerkzeug für dünnwandige Bau- und insbesondere Blechteile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The Invention relates to a cutting tool for thin-walled structural and in particular sheet metal parts, according to the preamble of claim 1.

Bei Schnittwerkzeugen dieser Art, wie sie etwa aus der DE 199 28 841 C1 zum Zuschneiden von Blechen bekannt sind, wird das Blechteil beim Arbeitshub des Schnittwerkzeugs in einem engen Scherspalt zwischen oberem und unterem Schnittmesser durchtrennt. Dabei müssen die Schnittmesser im Hinblick auf die einwirkenden Scherkräfte, die an den über die Grundkörper vorstehenden, freien Schnittmesserkanten entstehen, als hochfeste, massive Schneideinsätze zumeist aus Stahl in spanender Bearbeitung gefertigt und an ihren Schnittflächen der Form des Blechzuschnitts entsprechend zueinander passgenau zugeschliffen werden, was mit einem erheblichen Herstellungsaufwand verbunden ist. Aus Gründen einer ausreichenden Schnittqualität enthalten derartige Schnittwerkzeuge ferner in Hubrichtung der Grundkörper nachgiebig abgestützte Niederhalter, die das Schnittgut beim Schnittvorgang an die an die Schnittkante angrenzende, freie Auflagefläche des Schnittmessers andrücken.For cutting tools of this kind, as for example from the DE 199 28 841 C1 are known for cutting sheets, the sheet metal part is cut during the working stroke of the cutting tool in a narrow shearing gap between the upper and lower cutting blade. In this case, the cutting blades have to be made of steel in cutting machining as high-strength, massive cutting inserts in view of the shear forces acting on the above the body protruding, free cutting edges and cut at their cutting surfaces of the shape of the sheet metal blank to fit each other exactly, which associated with a significant manufacturing effort. For reasons of sufficient cutting quality, such cutting tools also contain in the stroke direction of the base body resiliently supported hold-downs that press the clippings during the cutting process to the adjacent to the cutting edge, free support surface of the cutting blade.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schnittwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welches vor allem auf Seiten der Schnittmesseranordnung einen wesentlich verringerten Herstellungsaufwand benötigt.In contrast, is It is an object of the invention, a cutting tool of the type mentioned to create, which especially on the part of the blade arrangement requires a significantly reduced manufacturing cost.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Schnittwerkzeug gelöst.These The object is achieved by the in claim 1 marked cutting tool solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Schnittwerkzeug sind die Schnittmesser als Flachmesser aus einer dünnwandigen Blechplatine gleicher oder allenfalls geringfügig größerer Wandstärke als das zu durchtrennende Schnittgut auf fertigungstechnisch sehr einfache Weise, z.B. im Wege eines Laserzuschnitts, konturengenau herstellbar und trotz der naturgemäß geringen Eigenbiegestabilität derartiger Flachmesser wird aufgrund der vollflächigen Anlage am zugeordneten Grundkörper eine in Richtung der einwirkenden Scherkräfte hochgradig starre Abstützung der Schnittmesseranordnung im Schnittflächenbereich und somit eine hohe Schnittqualität sichergestellt.at the cutting tool according to the invention are the cutters as a flat blade made of a thin-walled Sheet metal plate equal or at most slightly larger wall thickness than the cut to be cut on production technology very simple Way, e.g. in the way of a laser cut, contour accurate and despite the naturally small Self bending stability Such flat blade is due to the full-scale investment on assigned body a highly rigid in the direction of the applied shear forces support the Cutting blade arrangement in Schnittflächenbereich and thus a high cut quality ensured.

Ein weiterer, fertigungsmäßig wesentlicher Vorteil der Erfindung zeigt sich darin, dass sich, wie nach Anspruch 2 bevorzugt, der gesamte Flachmessersatz des Schnittwerkzeugs in einem einzigen Schnittvorgang aus einer Blechplatine in der Weise herstellen lässt, dass diese entsprechend der gewünschten Schnittgutkontur längs einer Schnittlinie, deren Schnittlinienbreite mit der geforderten Scherspaltbreite der Schnittmesseranordnung übereinstimmt, in mehrere, korrespondierende, jeweils eines der Flachmesser bildende Platinenteilstücke zertrennt wird.One Another, significant in terms of production advantage The invention is characterized in that, as preferred according to claim 2, the entire flat blade set of the cutting tool in a single cutting operation from a sheet metal plate can be made in such a way that this accordingly the desired Clippings contour along a cutting line whose cutting line width with the required Scherspaltbreite the blade arrangement agrees, in several, corresponding, each one of the flat blade forming part of the circuit pieces is severed becomes.

In besonders bevorzugter Weise sind beide Grundkörper nach Anspruch 3 jeweils über den Anlagebereich des zugeordneten Flachmessers hinaus in einem von den Flachmessern insgesamt überdeckten Flächenbereich mit einer ebenen Stützfläche versehen. Hierdurch entsteht zwischen der Stützfläche des jeweils einen Grundkörpers und der dieser zugekehrten, planaren Messerfläche am anderen Grundkörper ein sich beim Arbeitshub des Schnittwerkzeugs zunehmend verengender Aufnahmespalt, welcher das Schnittgut während des Schervorgangs engsitzend begrenzt, so dass das Schnittwerkzeug eine integrale Niederhaltefunktion besitzt und demzufolge ein gesonderter Niederhalter, wie er bei üblichen Schnittwerkzeugen erforderlich ist, in Fortfall gerät.In Particularly preferably, both basic body according to claim 3 are each about the Investment area of the associated flat blade addition in one of Covered the flat knives altogether area provided with a flat support surface. This results between the support surface of the respective one body and the facing this, planar blade surface on the other body increasingly narrowing during the working stroke of the cutting tool Receiving gap, which sits tightly the clippings during the shearing process limited so that the cutting tool has an integral hold down function has and therefore a separate hold-down, as in conventional Cutting tools is required in discontinued device.

Nach einem weiteren, besonders bevorzugten Aspekt der Erfindung werden die Flachmesser gemäß Anspruch 4 ohne umständliche Justierarbeiten dadurch auf eine exakte Scherspaltbreite eingestellt, dass sie zunächst in der ohne Zwischenlage des Schnittguts geschlossenen Werkzeugposition durch am oberen Grundkörper angeordnete Haftelemente gegenseitig lagegenau vorfixiert werden und dann das Schnittwerkzeug geöffnet wird, woraufhin die oberen Flachmesser in der dabei unverändert beibehaltenen Haftlage am zugeordneten Grundkörper endgültig befestigt werden und das Schnittwerkzeug nunmehr einsatzbereit ist.To a further, particularly preferred aspect of the invention the flat blade according to claim 4 without complicated Adjusting work thereby adjusted to an exact shear gap width, that first in the closed without interposition of Schnittguts tool position at the upper body arranged adhesive elements are mutually prefixed exactly and then open the cutting tool whereupon the upper flat blades remain unchanged in the process Adhesive layer on the associated body finally be attached and the cutting tool is now ready for use.

Die Materialeigenschaften der Blechplatine, aus welcher der Flachmessersatz hergestellt wird, sind natürlich je nach Beschaffenheit des Schnittguts in weiten Grenzen variabel. Für den Zuschnitt von Blechteilen wird als Flachmessermaterial im Hinblick auf eine hohe Standfestigkeit und Schnittqualität nach Anspruch 5 ein höchstfester Chrom-Nickelstahl hoher Dehnfähigkeit bevorzugt, und zwar nach Anspruch 6 zweckmäßigerweise mit einer annähernd gleich großen Wandstärke wie das zu bearbeitende Blechteil.The Material properties of the sheet metal blank, from which the flat blade set made are natural depending on the nature of the clippings variable within wide limits. For the Cutting sheet metal parts is used as a flat blade material with regard to a high stability and cutting quality according to claim 5 a high-strength Chrome-nickel steel with high elasticity preferably, according to claim 6 expediently with an approximately equal huge Wall thickness like the sheet metal part to be processed.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:The Invention will now be based on an embodiment in conjunction closer with the drawings explained. It shows in a highly schematic representation:

1 eine perspektivische Ansicht eines mit dem erfindungsgemäßen Schnittwerkzeug beispielsweise herstellbaren Blechzuschnitts; 1 a perspective view of one with the cutting tool according to the invention, for example, producible sheet metal blank;

2 und 3 aufeinander folgende Fertigungsschritte eines Flachmessersatzes für das erfindungsgemäße Schnittwerkzeug; 2 and 3 successive manufacturing steps of a flat blade set for the cutting tool according to the invention;

4 ein Schnittwerkzeug nach der Erfindung im geöffneten Zustand beim Einbau des Flachmessersatzes; 4 a cutting tool according to the invention in the open state during installation of the flat blade set;

5 das Schnittwerkzeug nach 4 nach dem Einbau des Flachmessersatzes beim Einlegen eines Blechteils; und 5 the cutting tool after 4 after installation of the flat blade set when inserting a sheet metal part; and

6 das Schnittwerkzeug nach 5 nach Fertigstellung des in 1 gezeigten Blechzuschnitts. 6 the cutting tool after 5 after completion of the in 1 shown sheet metal blank.

Zur Herstellung eines Blechzuschnitts 1 beliebig, beispielsweise entsprechend 1 vorgegebener Zuschnittsgeometrie wird zunächst ein Flachmessersatz in der Weise vorbereitet, dass eine Blechplatine 2 mit einer geringfügig größeren Wandstärke und aus einem Material höherer Festigkeit als der Blechzuschnitt 1 längs eines – in 2 gestrichelt dargestellten – dem Blechzuschnitt 1 konturengenau entsprechenden Schnittlinienmusters etwa mit Hilfe eines Laserstrahls mit einer geringen Schnittbreite, z.B. 1/10 mm, durchtrennt wird. Die entstehenden Platinen-Teilstücke bilden einen Flachmessersatz 3, bestehend aus einem Untermesser 3.1 (3a) und zwei Obermessern 3.2 und 3.3 (3b) mit zueinander korrespondierenden Schneidflächenpaaren 4.1 und 4.2 und Aufnahmebohrungen 5 zur lagegenauen Fixierung der Flachmesser 3 am Schnittwerkzeug.For the production of a sheet metal blank 1 arbitrarily, for example, accordingly 1 given blank geometry, a flat blade set is first prepared in such a way that a sheet metal blank 2 with a slightly larger wall thickness and a material of higher strength than the sheet metal blank 1 along a - in 2 dashed lines - the sheet metal blank 1 contours exactly corresponding cut line pattern approximately with the help of a laser beam with a small cutting width, for example, 1/10 mm, is severed. The resulting board sections form a flat blade set 3 consisting of a lower blade 3.1 ( 3a ) and two upper knives 3.2 and 3.3 ( 3b ) with mutually corresponding cutting surface pairs 4.1 and 4.2 and mounting holes 5 for positionally accurate fixation of the flat blade 3 at the cutting tool.

Dieses enthält gemäß 4 einen oberen und einen unteren, relativ zueinander in Pfeilrichtung P hubbeweglich angetriebenen Grundkörper 6.1 und 6.2 mit einander zugekehrten, in einem von den Flachmessern 3 insgesamt überdeckten Flächenbereich ebenen Stützflächen 7.1 und 7.2.This contains according to 4 an upper and a lower, relative to each other in the direction of arrow P hubbeweglich driven body 6.1 and 6.2 facing each other, in one of the flat knives 3 Total covered surface area flat support surfaces 7.1 and 7.2 ,

Zum Einbau der Flachmesser 3 werden diese zunächst bei geöffnetem Schnittwerkzeug mit ihrer planaren Platinenseite auf der Stützfläche 7.2 des unteren Grundkörpers 6.2 plaziert und mit Hilfe von rasterförmig in den Grund körper 6.2 eingesetzten Passstiften 8, welche in die Aufnahmebohrungen 5 der Flachmesser 3 eingreifen, lagegenau, d.h. mit einem gegenseitigen, durch die Schnittbreite beim Durchtrennen der Blechplatine 2 vorgegebenen Schneidspalt von z.B. 1/10 mm zwischen den Schnittflächenpaaren 4.1 und 4.2 fixiert, woraufhin das Schnittwerkzeug geschlossen und die oberen Flachmesser 3.2 und 3.3 durch rasterförmig am oberen Grundkörper 6.1 angeordnete Haft-, z.B. Saugelemente 9 gegen die obere Stützfläche 7.1 gezogen werden, derart, dass sie beim erneuten Öffnen des Schnittwerkzeugs ihre Einbauposition unverändert beibehalten und in dieser Position anschließend am oberen Grundkörper 6.1 endgültig befestigt, etwa verschraubt werden können. Anschließend werden noch die Passstifte 8 an den unteren, von den Flachmessern 3.2 und 3.3 freigegebenen Stützflächenabschnitten gezogen, und das Schnittwerkzeug ist nunmehr zum Zuschneiden von Blechteilen 10 (5) einsatzbereit.For installation of flat blades 3 These are first with open cutting tool with its planar board side on the support surface 7.2 of the lower body 6.2 placed and with the help of grid-shaped body in the ground 6.2 inserted dowel pins 8th , which in the receiving bores 5 the flat knife 3 intervene in the correct position, ie with a mutual, by the cutting width when cutting through the sheet metal blank 2 given cutting gap of eg 1/10 mm between the pairs of cut surfaces 4.1 and 4.2 fixed, whereupon the cutting tool is closed and the upper flat blade 3.2 and 3.3 by grid-shaped on the upper body 6.1 arranged adhesive, eg suction elements 9 against the upper support surface 7.1 be pulled so that they remain unchanged when reopening the cutting tool their mounting position and then in this position on the upper body 6.1 finally fixed, can be screwed about. Then there are the dowel pins 8th at the bottom, from the flat blades 3.2 and 3.3 released support surface sections, and the cutting tool is now for cutting sheet metal parts 10 ( 5 ) ready for use.

Dabei wird das Blechteil 10 beim Schließhub des Schnittwerkzeugs im Schneidspalt zwischen den Schneidflächenpaaren 4.1 bzw. 4.2 abgeschert und dadurch der Blechzuschnitt 1 vom Blechteil 10 abgetrennt. Beim erneuten Öffnen des Schnittwerkzeugs werden dann der Zuschnitt 1 und der Blechabfall durch an den Grundkörpern 6 angeordnete Auswerfer 11 – von denen nur einer in den 4–6 dargestellt ist – aus dem Schnittwerkzeug entfernt.This is the sheet metal part 10 during the closing stroke of the cutting tool in the cutting gap between the cutting surface pairs 4.1 respectively. 4.2 sheared off and thereby the sheet metal blank 1 from the sheet metal part 10 separated. When reopening the cutting tool then the blank 1 and the sheet metal waste through at the basic bodies 6 arranged ejector 11 - of which only one in the 4 - 6 is shown - removed from the cutting tool.

Die für eine hohe Schnittqualität erforderliche Niederhaltefunktion des Schnittwerkzeugs wird dadurch erreicht, dass zwischen den schnittmesserfreien Stützflächenabschnitten des jeweils einen und den diesen zugekehrten, freien Flachmesserflächen des jeweils anderen Grundkörpers 6.1 und 6.2 ein das Blechteil 10 beim Schervorgang zunehmend enger bis zum beidseitig vollständigen Flächenkontakt in der Werkzeug-Schließlage (6) einzwängender Aufnahmespalt vorhanden ist, durch den ein störendes Ausbiegen des Blechteils 10 beim Schervorgang wirksam verhindert wird, ohne dass hierfür ein eigener Blech-Niederhalter benötigt wird.The hold-down function of the cutting tool required for a high cutting quality is achieved in that between the cutting blade-free support surface sections of the one and the free flat blade surfaces of the respective other base body facing them 6.1 and 6.2 a the sheet metal part 10 during the shearing process increasingly close to the two-sided complete surface contact in the tool-closing position ( 6 ) einwängender receiving gap is present, through the annoying bending out of the sheet metal part 10 is effectively prevented during the shearing process, without the need for a separate sheet holding down is required.

Aufgrund der einfachen Herstellungsweise unterschiedlich geformter Flachmesser 3 hoher Schnittfestigkeit, etwa aus einer Blechplatine 2 aus höchstfestem Chrom-Nickelstahl großer Dehnfähigkeit, und des problemlosen, zugleich aber präzisen Flachmesserein- und -ausbaus lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Schnittwerkzeug verschiedenartige, auch komplexere Bauteilzuschnitte vor allem in kleineren Stückzahlen auf kostengünstige und qualitativ hochwertige Weise anfertigen.Due to the simple production method differently shaped flat blade 3 high cut resistance, for example from a sheet metal blank 2 made of high-strength chromium-nickel steel with high elongation, and the trouble-free, yet precise flat blade diameter and removal can be made with the cutting tool according to the invention various, more complex component blanks especially in smaller quantities in a cost effective and high quality way.

Claims

Cutting tool for thin-walled construction, in particular sheet metal parts, with an upper and a lower, relative to each other hubbeweglichen base body and at least two each fixed to one of the body, the component blank according to accurately cooperating with each other cooperating cutting blades, characterized in that the cutting blades as each contour conforming from a sheet metal blank ( 2 ) cut out, with the planar board side over the entire surface on the associated body ( 6.1 . 6.2 ) supported flat blades ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) are formed.

Cutting tool according to claim 1, characterized in that the flat blades ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) as along a section line narrow cutting width separate sections of a single sheet metal blank ( 2 ) are made.

Cutting tool according to claim 1 or 2, characterized in that both basic bodies ( 6.1 . 6.2 ) each over the contact area of the associated flat blade ( 3.1 . 3.2 . 3.3 ) in one of the flat blades ( 3 ) total covered area with a flat support surface ( 7.1 . 7.2 ) are provided.

Cutting tool according to one of the preceding claims, characterized in that at least the upper base body ( 6.1 ) in the contact area of the associated flat blade ( 3.2 . 3.3 ) with adhesive elements ( 9 ) for prefixing the flat blade in the without intermediate layer of the component ( 10 ) provided closed tool position and the flat blade is finally fixed after reopening of the tool in the prefixed adhesion to the body.

Cutting tool according to one of the preceding claims, characterized in that the flat blades ( 3 ) consist of a high-strength chromium-nickel steel high elasticity.

Cutting tool according to one of the preceding claims, characterized in that the flat blades ( 3 ) an at least equal, but at most slightly larger wall thickness than the component to be cut ( 10 ).