專利名稱：沖壓工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沖壓工具，用來(lái)在紙、硬紙板、膠紙板、塑料薄片、皮帶、橡膠等上面沖壓出任何所需形狀部分。
已知類型的沖壓工具，例如可從DE-PS3317777C1中得到，被推薦用于鋼帶的沖壓工具，用來(lái)從扁平材料上沖壓出任何所需形狀的另件，尤其可用來(lái)沖制出折疊盒坯料。為了同樣的目的，它們還日益被用作為旋轉(zhuǎn)沖壓工具。
沖壓工具應(yīng)該滿足三個(gè)條件首先，材料應(yīng)該是在整個(gè)沖壓表面應(yīng)被可靠且完全地分離，這樣，在連續(xù)操作步驟中，不會(huì)發(fā)生損壞產(chǎn)品的現(xiàn)象；第二，切割件應(yīng)與極小的粉屑和纖維脫開并且切割邊緣光滑；第三、切割摩擦應(yīng)盡可能的小，這將由有效的沖壓操作次數(shù)來(lái)體現(xiàn)。使用目前現(xiàn)有類型的刀刃，這三個(gè)要求不能同時(shí)被達(dá)到。
根據(jù)刀刃應(yīng)盡可能鋒利的原則，已知沖壓工具的刀刃通常采用磨削、切削以及拋光的方法來(lái)制作。大大低于0.01毫米的切割邊緣可被獲得，但在顯微鏡下看，它們的外形參差不齊，這是由于制作的緣故，還帶有極小的磨削毛刺。在對(duì)切割材料的交替操作中，這些切割邊緣首先應(yīng)該是均勻和光滑的，這樣才能隨之而獲得最佳的切割質(zhì)量。根據(jù)切割質(zhì)量，需能達(dá)到幾千次的沖壓操作。
這些非常狹窄的切割刃對(duì)機(jī)械負(fù)載特別敏感，尤其是對(duì)壓力。這點(diǎn)特別重要，因?yàn)橛蒙鲜鲱愋蜎_壓技術(shù)的通常操作方法是鋼刃接觸在鋼上，即沖刀刀刃抵靠著加強(qiáng)成形板運(yùn)行的。
用于制造上的原因，沖壓緣線有+/-0.02毫米的高度差。另外，更大的高度偏差的產(chǎn)生是于沖壓機(jī)、工具的制造以及沖壓方法的掌握狀況。
在不適當(dāng)?shù)那闆r下，所有誤差累積，而使高度差有可能達(dá)到2毫米。
為了確保沖壓材料的完全分離，高度差應(yīng)以這樣的方式來(lái)補(bǔ)償，即非常敏感的切割刃不能因超載而被損壞。
實(shí)際上，沖壓承受壓力直至所有切割點(diǎn)的50％被分離，接著，遺留的高度差通過(guò)與不同強(qiáng)度的合適的帶的相續(xù)的接觸而被均衡。由于從技術(shù)范圍中所了解到的高度差均衡的結(jié)果，在一個(gè)鋼帶沖壓模上，取決于盒子的坯件，能有直到100米的沖壓緣，盡管沖壓機(jī)啟動(dòng)前的“準(zhǔn)備工作”要求更加仔細(xì)和富有經(jīng)驗(yàn)并且需要幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間。有時(shí)，準(zhǔn)備工作的時(shí)間要比后來(lái)實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)間長(zhǎng)，停機(jī)時(shí)間導(dǎo)致了非生產(chǎn)費(fèi)用增加。高度差的均衡使沖壓匯集，致使絕大部分沖壓緣分離，但其代價(jià)是大部分刀刃被損壞或毀壞。在超量壓力下，刀刃以不確定的方式變形，這使得切割不能干凈利落而產(chǎn)生較大程度的粉屑和沖壓毛狀物并使紙板的面層及后部撕裂，此類切割工具的使用壽命顯著降低，這樣，工具必須被過(guò)早更換而導(dǎo)致費(fèi)用相應(yīng)增加。
人們已多次試圖使簡(jiǎn)化準(zhǔn)備工作和整體更換成為可能。從DE3135980C1了解到最初所說(shuō)類型的鋼帶沖壓工具，它的具有應(yīng)變刀刃后部的沖壓緣被用來(lái)自動(dòng)均衡高度。
這一解決辦法由于在這些沖壓緣上提供指定的應(yīng)變位置的技術(shù)可能性而失敗。
DE3928916C1描述了一種方法，在此方法中，很高的刀刃能夠向后頂著金屬板傾斜，就此而論，板的沖刀后部壓力區(qū)域被加固加工以獲得穩(wěn)定平衡性能。
這種方法因市場(chǎng)上流行的沖壓機(jī)的構(gòu)成特點(diǎn)而失敗。
關(guān)于從DE3317777C1中了解到的鋼帶沖壓工具，沖刀后部的構(gòu)成如同被加強(qiáng)的刀刃并且被安裝到一個(gè)軟金屬板上。在沖壓壓力作用下，它們能在板內(nèi)對(duì)應(yīng)于高度差傾斜。制造這些邊緣價(jià)格昂貴并且實(shí)際上實(shí)驗(yàn)證明，由于被加強(qiáng)的后部刀刃的插入，因疲勞因素所致，軟板過(guò)早地不能使用，因而較快地被更換。至于談到價(jià)值，則失去了技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。
為了提高使用壽命，對(duì)刀刃施加涂層以降低磨損和磨阻在最近已成為可能。通常此類涂層屬陶瓷類，它有很高的硬度，但相當(dāng)易碎。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明這些磨損降低層同樣因刀刃損壞直至失效而被毀壞。
從US-PS2349336中了解到，用來(lái)切割移動(dòng)的硬紙板材的切割刀，其刀刃弧度半徑為0.05至0.1毫米，切割角為50度至80度，試圖利用這樣的刀片造型，在刀刃移動(dòng)完全貫穿硬紙板材之前，分離處位于拉伸引力下的硬紙板材，然而，使用這種刀片，不能做到一次沖壓成功。
本發(fā)明的目的是制造一種切割沖刀，其刀刃從開始就能產(chǎn)生最佳切割質(zhì)量。
這一目的是這樣達(dá)到的，即使用刀刃弧度半徑為0.055至0.060毫米的沖刀就能達(dá)到此目的。
由于刀刃的弧度，沖壓從開始就產(chǎn)生最佳切割質(zhì)量。此外，在準(zhǔn)備工作和沖壓過(guò)程中，沖刀能承受高負(fù)載，當(dāng)它在沖壓壓力下嚙合在鋼制沖壓板上時(shí)不會(huì)發(fā)生塑性變形損壞。而且準(zhǔn)備工作所需時(shí)間短。最后，用來(lái)降低磨損的切割涂層能被用來(lái)提高使用壽命。
更可取的是，弧形刀刃另外還被硬化或被表面拋光。
被推薦實(shí)施例中，弧形刀刃的切割角度為30至60度。
在沖壓過(guò)程中，刀刃首先嚙合在沖壓板上，在此接觸線中，接觸區(qū)域發(fā)生相互矯平。使用赫茲公式確定這種拉平以及刀刃產(chǎn)生的應(yīng)力是可能的。沖壓期間，沖刃承受持續(xù)增加的保持壓力負(fù)載并且就典型的鋼帶，如CK55而言，其負(fù)載不能超過(guò)約1160牛頓/平方毫米的極限。以每平方米重300克的折疊盒紙板為例，理想的切割狀況是僅對(duì)刀刃半徑為0.01毫米加以350牛頓/平方毫米的刀刃的鋼加載。關(guān)于通常商業(yè)用刀刃的設(shè)計(jì)，價(jià)格更高些，因?yàn)榧葻o(wú)確定的半徑，又不存在寬度為0.010毫米的非常精確、均勻的刀刃。刀刃半徑增加，鋼制刀刃的承載力下降。例如刀刃半徑為0.03毫米，計(jì)算出來(lái)的承載力約為180牛頓/平方毫米。進(jìn)一步的計(jì)算顯示刀刃弧度為0.010毫米，沖壓過(guò)程中，其承受超載力約為100牛頓/厘米沖壓線長(zhǎng)度，直至達(dá)到1160牛頓/平方毫米臨界值。如果刀片半徑為0.030毫米，則大約為330牛頓/厘米。
這樣，相當(dāng)于0.035毫米高度差的通常商業(yè)用刀刃，當(dāng)其寬度至少加寬到0.015毫米時(shí)超載，而高度差為0.200毫米，寬度變?yōu)?.50至0.060毫米的刀刃的超載的矯平在切割緣上是不均勻的，即不圓，因此切割質(zhì)量身急劇下降。
根據(jù)本發(fā)明，刀刃成圓形并且半徑為0.030毫米，在同樣情況下，刀刃無(wú)需做交替切割并能在切割材料且產(chǎn)生理想的切割緣。在以折疊盒紙板為例的綜合試驗(yàn)中，刀刃半徑直到0.040毫米的切削部分示被損壞，實(shí)驗(yàn)顯示切割理想，并且不能排除半徑為0.010毫米的刀刃。
也就是說(shuō)本發(fā)明提出一種沖刀，該沖刀用來(lái)在紙、硬紙板、膠紙板、塑料薄片、皮革、橡膠等上面沖壓出任何所需形狀部分，其特征是，沖刀有一刀刃，其彎曲部分的半徑為0.005至0.060毫米。
其中，曲面刀刃另被外硬化。
其中，曲面刀刃被表面拋光。
其中，曲面刀刃的切割角度為30-60度。
本發(fā)明的實(shí)施例將與參考附圖一起被更詳細(xì)說(shuō)明。


圖1示出了沖刀的切割區(qū)域的截面。
圖1中示出的沖刀大體且符合在實(shí)例DE3928916C1中示出的沖刀。若干此類沖刀以一定規(guī)則與凹槽一起被安裝在沖壓機(jī)沖壓工具支承板的較低一側(cè)。以沖刀在紙板且沖出折疊盒為例紙板被平放在沖壓墊板上，沖壓過(guò)程中，支承板受壓力作用向沖壓墊板方向移動(dòng)，直至沖刀接觸沖壓墊板并且紙板被分離。接著，支承板移離沖壓墊板。
根據(jù)本發(fā)明，沖刀1軸向成形并且在它的朝著沖壓墊板(未示出)傾斜的末端且有對(duì)稱的刀刃2，刀刃2軸向延伸。
刀刃2有兩個(gè)傾斜側(cè)面5、6，該5、6以相互30至60度的最佳角度對(duì)稱沖刀的軸向中心面10而延伸并且合并進(jìn)入沖刀1的側(cè)面7、8。在沖刀1的外邊緣上，傾斜面5、6合并進(jìn)入過(guò)渡彎曲部分9、9同樣對(duì)稱進(jìn)入沖刀1的軸向中心面10，彎曲部分9的半徑為0.005至0.04毫米。
曲面刀刃2可被另外硬化或表面拋光。
被增大了接觸面的曲面沖壓刃，在沖壓時(shí)，由于其刀刃不能深深地插入沖壓件而減小了壓痕，這樣，壓痕的垂直切面就不會(huì)很大，這對(duì)于具有敏感表面的沖壓材料來(lái)說(shuō)是一種保護(hù)。由于在沖刀和沖壓件之間增大接觸面而引起壓痕減小，從而降低了壓痕附近切口的張力，致使沖壓件過(guò)早地產(chǎn)生疲勞斷裂。
沖刀因磨損而失去高度，可在刀刃負(fù)載力的增加和磨損之間采取綜合平衡。為此目的，半徑為0.020毫米被認(rèn)為是再合適不過(guò)的。
刀刃的彎曲部分可以用機(jī)械方法通過(guò)再熔化被制造，例如，借助于激光和采用相應(yīng)的加熱，正常和切割硬化沖刀刃，在旋轉(zhuǎn)工具的情況下，充分處理工具或者彎曲工具。
權(quán)利要求
1.一種沖刀，該沖刀用來(lái)在紙、硬紙板、膠紙板、塑料薄片、皮革、橡膠等上面沖壓出任何所需形狀部分，其特征是，沖刀有一刀刃，其彎曲部分的半徑為0.005至0.060毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述沖刀，其特征在于，曲面刀刃另被外硬化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述沖刀，其特征在于，曲面刀刃被表面拋光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述沖刀，其特征在于，曲面刀刃的切割角度為30-60度。
全文摘要
沖刀用來(lái)在紙、硬紙板、膠紙板、塑料薄片、皮革、橡膠等上面沖壓出任何所需形狀部分。為了從開始就獲得最佳切割質(zhì)量，使用的沖刀，其刀刃應(yīng)有一彎曲部分，其弧度半徑為0.005至0.060毫米。
文檔編號(hào)B26F1/44GK1129631SQ9511759
公開日1996年8月28日 申請(qǐng)日期1995年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月7日
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