專利名稱：沖壓工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及沖壓工具，用來在紙、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，用來從扁平材料上沖壓出任何所需形狀的另件，尤其可用來沖制出折疊盒坯料。為了同樣的目的，它們還日益被用作為旋轉沖壓工具。
沖壓工具應該滿足三個條件首先，材料應該是在整個沖壓表面應被可靠且完全地分離，這樣，在連續(xù)操作步驟中，不會發(fā)生損壞產品的現象；第二，切割件應與極小的粉屑和纖維脫開并且切割邊緣光滑；第三、切割摩擦應盡可能的小，這將由有效的沖壓操作次數來體現。使用目前現有類型的刀刃，這三個要求不能同時被達到。
根據刀刃應盡可能鋒利的原則，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。在對切割材料的交替操作中，這些切割邊緣首先應該是均勻和光滑的，這樣才能隨之而獲得最佳的切割質量。根據切割質量，需能達到幾千次的沖壓操作。
這些非常狹窄的切割刃對機械負載特別敏感，尤其是對壓力。這點特別重要，因為用上述類型沖壓技術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成形板運行的。
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生是于沖壓機、工具的制造以及沖壓方法的掌握狀況。
在不適當的情況下，所有誤差累積，而使高度差有可能達到2毫米。
為了確保沖壓材料的完全分離，高度差應以這樣的方式來補償，即非常敏感的切割刃不能因超載而被損壞。
實際上，沖壓承受壓力直至所有切割點的50％被分離，接著，遺留的高度差通過與不同強度的合適的帶的相續(xù)的接觸而被均衡。由于從技術范圍中所了解到的高度差均衡的結果，在一個鋼帶沖壓模上，取決于盒子的坯件，能有直到100米的沖壓緣，盡管沖壓機啟動前的“準備工作”要求更加仔細和富有經驗并且需要幾個小時的時間。有時，準備工作的時間要比后來實際生產的時間長，停機時間導致了非生產費用增加。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，工具必須被過早更換而導致費用相應增加。
人們已多次試圖使簡化準備工作和整體更換成為可能。從DE3135980C1了解到最初所說類型的鋼帶沖壓工具，它的具有應變刀刃后部的沖壓緣被用來自動均衡高度。
這一解決辦法由于在這些沖壓緣上提供指定的應變位置的技術可能性而失敗。
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。
這種方法因市場上流行的沖壓機的構成特點而失敗。
關于從DE3317777C1中了解到的鋼帶沖壓工具，沖刀后部的構成如同被加強的刀刃并且被安裝到一個軟金屬板上。在沖壓壓力作用下，它們能在板內對應于高度差傾斜。制造這些邊緣價格昂貴并且實際上實驗證明，由于被加強的后部刀刃的插入，因疲勞因素所致，軟板過早地不能使用，因而較快地被更換。至于談到價值，則失去了技術上的優(yōu)勢。
為了提高使用壽命，對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，但相當易碎。室內實驗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，用來切割移動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生最佳切割質量。
這一目的是這樣達到的，即使用刀刃弧度半徑為0.055至0.060毫米的沖刀就能達到此目的。
由于刀刃的弧度，沖壓從開始就產生最佳切割質量。此外，在準備工作和沖壓過程中，沖刀能承受高負載，當它在沖壓壓力下嚙合在鋼制沖壓板上時不會發(fā)生塑性變形損壞。而且準備工作所需時間短。最后，用來降低磨損的切割涂層能被用來提高使用壽命。
更可取的是，弧形刀刃另外還被硬化或被表面拋光。
被推薦實施例中，弧形刀刃的切割角度為30至60度。
在沖壓過程中，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生的應力是可能的。沖壓期間，沖刃承受持續(xù)增加的保持壓力負載并且就典型的鋼帶，如CK55而言，其負載不能超過約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。關于通常商業(yè)用刀刃的設計，價格更高些，因為既無確定的半徑，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，計算出來的承載力約為180牛頓/平方毫米。進一步的計算顯示刀刃弧度為0.010毫米，沖壓過程中，其承受超載力約為100牛頓/厘米沖壓線長度，直至達到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，相當于0.035毫米高度差的通常商業(yè)用刀刃，當其寬度至少加寬到0.015毫米時超載，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，因此切割質量身急劇下降。
根據本發(fā)明，刀刃成圓形并且半徑為0.030毫米，在同樣情況下，刀刃無需做交替切割并能在切割材料且產生理想的切割緣。在以折疊盒紙板為例的綜合試驗中，刀刃半徑直到0.040毫米的切削部分示被損壞，實驗顯示切割理想，并且不能排除半徑為0.010毫米的刀刃。
也就是說本發(fā)明提出一種沖刀，該沖刀用來在紙、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)明的實施例將與參考附圖一起被更詳細說明。


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沖壓工具支承板的較低一側。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，沖壓過程中，支承板受壓力作用向沖壓墊板方向移動，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)傾斜的末端且有對稱的刀刃2，刀刃2軸向延伸。
刀刃2有兩個傾斜側面5、6，該5、6以相互30至60度的最佳角度對稱沖刀的軸向中心面10而延伸并且合并進入沖刀1的側面7、8。在沖刀1的外邊緣上，傾斜面5、6合并進入過渡彎曲部分9、9同樣對稱進入沖刀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，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很大，這對于具有敏感表面的沖壓材料來說是一種保護。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，致使沖壓件過早地產生疲勞斷裂。
沖刀因磨損而失去高度，可在刀刃負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毫米被認為是再合適不過的。
刀刃的彎曲部分可以用機械方法通過再熔化被制造，例如，借助于激光和采用相應的加熱，正常和切割硬化沖刀刃，在旋轉工具的情況下，充分處理工具或者彎曲工具。
權利要求
1.一種沖刀，該沖刀用來在紙、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.根據權利要求1中所述沖刀，其特征在于，曲面刀刃另被外硬化。
3.根據權利要求1中所述沖刀，其特征在于，曲面刀刃被表面拋光。
4.根據權利要求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量，使用的沖刀，其刀刃應有一彎曲部分，其弧度半徑為0.005至0.060毫米。
文檔編號B26F1/44GK1129631SQ9511759
公開日1996年8月28日 申請日期1995年12月7日 優(yōu)先權日1994年12月7日
發(fā)明者沃爾夫岡·格雷伯 申請人:卡爾·馬巴赫有限公司