专利名称：冲压工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及冲压工具，用来在纸、硬纸板、胶纸板、塑料薄片、皮带、橡胶等上面冲压出任何所需形状部分。
已知类型的冲压工具，例如可从DE-PS3317777C1中得到，被推荐用于钢带的冲压工具，用来从扁平材料上冲压出任何所需形状的另件，尤其可用来冲制出折叠盒坯料。为了同样的目的，它们还日益被用作为旋转冲压工具。
冲压工具应该满足三个条件首先，材料应该是在整个冲压表面应被可靠且完全地分离，这样，在连续操作步骤中，不会发生损坏产品的现象；第二，切割件应与极小的粉屑和纤维脱开并且切割边缘光滑；第三、切割摩擦应尽可能的小，这将由有效的冲压操作次数来体现。使用目前现有类型的刀刃，这三个要求不能同时被达到。
根据刀刃应尽可能锋利的原则，已知冲压工具的刀刃通常采用磨削、切削以及抛光的方法来制作。大大低于0.01毫米的切割边缘可被获得，但在显微镜下看，它们的外形参差不齐，这是由于制作的缘故，还带有极小的磨削毛刺。在对切割材料的交替操作中，这些切割边缘首先应该是均匀和光滑的，这样才能随之而获得最佳的切割质量。根据切割质量，需能达到几千次的冲压操作。
这些非常狭窄的切割刃对机械负载特别敏感，尤其是对压力。这点特别重要，因为用上述类型冲压技术的通常操作方法是钢刃接触在钢上，即冲刀刀刃抵靠着加强成形板运行的。
用于制造上的原因，冲压缘线有+/-0.02毫米的高度差。另外，更大的高度偏差的产生是于冲压机、工具的制造以及冲压方法的掌握状况。
在不适当的情况下，所有误差累积，而使高度差有可能达到2毫米。
为了确保冲压材料的完全分离，高度差应以这样的方式来补偿，即非常敏感的切割刃不能因超载而被损坏。
实际上，冲压承受压力直至所有切割点的50％被分离，接着，遗留的高度差通过与不同强度的合适的带的相续的接触而被均衡。由于从技术范围中所了解到的高度差均衡的结果，在一个钢带冲压模上，取决于盒子的坯件，能有直到100米的冲压缘，尽管冲压机启动前的“准备工作”要求更加仔细和富有经验并且需要几个小时的时间。有时，准备工作的时间要比后来实际生产的时间长，停机时间导致了非生产费用增加。高度差的均衡使冲压汇集，致使绝大部分冲压缘分离，但其代价是大部分刀刃被损坏或毁坏。在超量压力下，刀刃以不确定的方式变形，这使得切割不能干净利落而产生较大程度的粉屑和冲压毛状物并使纸板的面层及后部撕裂，此类切割工具的使用寿命显著降低，这样，工具必须被过早更换而导致费用相应增加。
人们已多次试图使简化准备工作和整体更换成为可能。从DE3135980C1了解到最初所说类型的钢带冲压工具，它的具有应变刀刃后部的冲压缘被用来自动均衡高度。
这一解决办法由于在这些冲压缘上提供指定的应变位置的技术可能性而失败。
DE3928916C1描述了一种方法，在此方法中，很高的刀刃能够向后顶着金属板倾斜，就此而论，板的冲刀后部压力区域被加固加工以获得稳定平衡性能。
这种方法因市场上流行的冲压机的构成特点而失败。
关于从DE3317777C1中了解到的钢带冲压工具，冲刀后部的构成如同被加强的刀刃并且被安装到一个软金属板上。在冲压压力作用下，它们能在板内对应于高度差倾斜。制造这些边缘价格昂贵并且实际上实验证明，由于被加强的后部刀刃的插入，因疲劳因素所致，软板过早地不能使用，因而较快地被更换。至于谈到价值，则失去了技术上的优势。
为了提高使用寿命，对刀刃施加涂层以降低磨损和磨阻在最近已成为可能。通常此类涂层属陶瓷类，它有很高的硬度，但相当易碎。室内实验证明这些磨损降低层同样因刀刃损坏直至失效而被毁坏。
从US-PS2349336中了解到，用来切割移动的硬纸板材的切割刀，其刀刃弧度半径为0.05至0.1毫米，切割角为50度至80度，试图利用这样的刀片造型，在刀刃移动完全贯穿硬纸板材之前，分离处位于拉伸引力下的硬纸板材，然而，使用这种刀片，不能做到一次冲压成功。
本发明的目的是制造一种切割冲刀，其刀刃从开始就能产生最佳切割质量。
这一目的是这样达到的，即使用刀刃弧度半径为0.055至0.060毫米的冲刀就能达到此目的。
由于刀刃的弧度，冲压从开始就产生最佳切割质量。此外，在准备工作和冲压过程中，冲刀能承受高负载，当它在冲压压力下啮合在钢制冲压板上时不会发生塑性变形损坏。而且准备工作所需时间短。最后，用来降低磨损的切割涂层能被用来提高使用寿命。
更可取的是，弧形刀刃另外还被硬化或被表面抛光。
被推荐实施例中，弧形刀刃的切割角度为30至60度。
在冲压过程中，刀刃首先啮合在冲压板上，在此接触线中，接触区域发生相互矫平。使用赫兹公式确定这种拉平以及刀刃产生的应力是可能的。冲压期间，冲刃承受持续增加的保持压力负载并且就典型的钢带，如CK55而言，其负载不能超过约1160牛顿/平方毫米的极限。以每平方米重300克的折叠盒纸板为例，理想的切割状况是仅对刀刃半径为0.01毫米加以350牛顿/平方毫米的刀刃的钢加载。关于通常商业用刀刃的设计，价格更高些，因为既无确定的半径，又不存在宽度为0.010毫米的非常精确、均匀的刀刃。刀刃半径增加，钢制刀刃的承载力下降。例如刀刃半径为0.03毫米，计算出来的承载力约为180牛顿/平方毫米。进一步的计算显示刀刃弧度为0.010毫米，冲压过程中，其承受超载力约为100牛顿/厘米冲压线长度，直至达到1160牛顿/平方毫米临界值。如果刀片半径为0.030毫米，则大约为330牛顿/厘米。
这样，相当于0.035毫米高度差的通常商业用刀刃，当其宽度至少加宽到0.015毫米时超载，而高度差为0.200毫米，宽度变为0.50至0.060毫米的刀刃的超载的矫平在切割缘上是不均匀的，即不圆，因此切割质量身急剧下降。
根据本发明，刀刃成圆形并且半径为0.030毫米，在同样情况下，刀刃无需做交替切割并能在切割材料且产生理想的切割缘。在以折叠盒纸板为例的综合试验中，刀刃半径直到0.040毫米的切削部分示被损坏，实验显示切割理想，并且不能排除半径为0.010毫米的刀刃。
也就是说本发明提出一种冲刀，该冲刀用来在纸、硬纸板、胶纸板、塑料薄片、皮革、橡胶等上面冲压出任何所需形状部分，其特征是，冲刀有一刀刃，其弯曲部分的半径为0.005至0.060毫米。
其中，曲面刀刃另被外硬化。
其中，曲面刀刃被表面抛光。
其中，曲面刀刃的切割角度为30-60度。
本发明的实施例将与参考附图一起被更详细说明。
图1示出了冲刀的切割区域的截面。
图1中示出的冲刀大体且符合在实例DE3928916C1中示出的冲刀。若干此类冲刀以一定规则与凹槽一起被安装在冲压机冲压工具支承板的较低一侧。以冲刀在纸板且冲出折叠盒为例纸板被平放在冲压垫板上，冲压过程中，支承板受压力作用向冲压垫板方向移动，直至冲刀接触冲压垫板并且纸板被分离。接着，支承板移离冲压垫板。
根据本发明，冲刀1轴向成形并且在它的朝着冲压垫板(未示出)倾斜的末端且有对称的刀刃2，刀刃2轴向延伸。
刀刃2有两个倾斜侧面5、6，该5、6以相互30至60度的最佳角度对称冲刀的轴向中心面10而延伸并且合并进入冲刀1的侧面7、8。在冲刀1的外边缘上，倾斜面5、6合并进入过渡弯曲部分9、9同样对称进入冲刀1的轴向中心面10，弯曲部分9的半径为0.005至0.04毫米。
曲面刀刃2可被另外硬化或表面抛光。
被增大了接触面的曲面冲压刃，在冲压时，由于其刀刃不能深深地插入冲压件而减小了压痕，这样，压痕的垂直切面就不会很大，这对于具有敏感表面的冲压材料来说是一种保护。由于在冲刀和冲压件之间增大接触面而引起压痕减小，从而降低了压痕附近切口的张力，致使冲压件过早地产生疲劳断裂。
冲刀因磨损而失去高度，可在刀刃负载力的增加和磨损之间采取综合平衡。为此目的，半径为0.020毫米被认为是再合适不过的。
刀刃的弯曲部分可以用机械方法通过再熔化被制造，例如，借助于激光和采用相应的加热，正常和切割硬化冲刀刃，在旋转工具的情况下，充分处理工具或者弯曲工具。
权利要求
1.一种冲刀，该冲刀用来在纸、硬纸板、胶纸板、塑料薄片、皮革、橡胶等上面冲压出任何所需形状部分，其特征是，冲刀有一刀刃，其弯曲部分的半径为0.005至0.060毫米。
2.根据权利要求1中所述冲刀，其特征在于，曲面刀刃另被外硬化。
3.根据权利要求1中所述冲刀，其特征在于，曲面刀刃被表面抛光。
4.根据权利要求1中所述冲刀，其特征在于，曲面刀刃的切割角度为30-60度。
全文摘要
冲刀用来在纸、硬纸板、胶纸板、塑料薄片、皮革、橡胶等上面冲压出任何所需形状部分。为了从开始就获得最佳切割质量，使用的冲刀，其刀刃应有一弯曲部分，其弧度半径为0.005至0.060毫米。
文档编号B26F1/44GK1129631SQ9511759
公开日1996年8月28日 申请日期1995年12月7日 优先权日1994年12月7日
发明者沃尔夫冈·格雷伯 申请人:卡尔·马巴赫有限公司