[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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--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 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。

本发明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--特别是由条带通过精密冲裁和/或成型制成的工件--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圈、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，所述齿圈压入所述 条带中。

背景技术

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冲裁面。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，齿圈在冲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(Nachflieβen)。

此外，精密冲裁件的典型特征是塌角(Kanteneinzug)和切口毛刺。 特别是在圆角处出现凹缩，该凹缩随圆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 A1)、修整(CH 665 367A5)、修刮(DE 197 38 636A1)或者在冲裁期 间的材料移动(EP 1 815 922A1)来制造精细、光滑的剪切面。

根据CH 665 367A5和DE 197 38 636A1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。

根据DE 2 127 495A1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 495A1未设置的齿圈的功能。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 922A1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很小的与工件 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 着冲裁线移动，这伴随有形成裂缝的风险。

发明内容

基于现有技术，本发明的目的是，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。