专利名称：用于金属板加工机的工具和切割薄膜的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于金属板加工机的工具和一种用于切割薄膜的方法，特别地，本发明涉及一种用于金属板加工机的工具和一种用于切割置于待加工金属板上的薄膜以防其划擦的方法。
背景技术：
已知的用于切割金属板上的保护性薄膜的工具包括划线器。划线器具有90度的 顶锥角并且弹性装载以便于切透薄膜，而不损伤金属板的表面。通过使用具有不同压カ的压カ弹簧，可以改变必需的压力。但是，当出现金属板的表面结构稍微不平坦或者厚度不同时对工具的阻力就会増加。因此，容易在金属板的表面上产生划痕或者痕迹，尤其是当加工方向与拉丝金属板的磨光方向倾斜时。弹簧偏置的切割轮在金属板的表面上滚动接触地移动，并进而切割所述薄膜，具有这种弹簧偏置的切割轮的工具是已知的。这里的问题是可能不可以加工具有小半径的曲线轮廓。
发明内容
本发明的目的是基于減少这些缺点，提供一种预备金属板加工区域而不损伤金属板的表面的工具，并且使用这种工具能够产生任意轮廓的加工区域。通过根据权利要求I的工具和根据权利要求14的方法实现本发明的目。在权利要求11中要求保护ー种由工具和金属板加工机形成的系统。根据本发明的ー个方面，所述工具包括可旋转地支撑的球。所述可旋转地支撑球提供了所述薄膜利用滚动接触的切割运动进行切割的优点。藉此，在不产生任何划痕或印痕的条件下滚过最终出现的障碍。由于所述碾轧运动(rolling-off movement),还有,所述切割工具和金属板的表面之间不出现滑动运动，使得所述球的磨损最小。而且，能够因此以任意轨迹，还有具有小的半径的方式切割所述薄膜。此外，由于所述滚动接触运动，所述金属板的表面比滑动运动受到更温柔地处理，因而能够将更大的压カ施加给所述工具。因此，不平坦的薄膜可以以可靠的エ序被切割。
现在利用基于附图的实施例描述本发明。特别地，图I显示作为金属板加工机的实施例的一种冲压机；图2显示系统例示切割工具的剖面图；图3显示系统例示切割薄膜的切割工具的另ー实施例的剖面图；图4显示能够容纳在冲压机的工具保持件里的工具实施例的剖面图。
具体实施方式
图I显示了根据ー个实施例作为金属板加工机的冲压机I。但是，例如，也可能是诸如激光切割机或者激光焊接机或者联合冲压/激光切割机的激光加工机。冲压机I包括作为主要构件的C形框架2。C形框架2由用钢制成的扭转刚性焊接结构组成。在C形框架2的后端部布置有作为冲压运动的动カ源的液压动カ単元3。此外，冲压机I包括连接到冲压机I的所有致动器并且控制所述致动器的机械控制装置(未显示)。在C形框架2的下部内侧设置用于放置エ件的加工台形式的エ件支撑装置4。在这里，所述エ件是板型金属板10。在加工台上还设置エ件运动装置5，エ件运动装置5包括导向件和具有用于抓住 金属板10与在エ件支撑装置4上移动金属板10的夹紧爪的横向导轨。在C形框架2的上部分支的前端部设置有具有柱塞控制器7的柱塞6。通过柱塞 控制器7，柱塞6可以控制为使得柱塞6能够在Z-方向上在它的行程范围内的任意位置上停止，并且因而，所述柱塞可以移动到在柱塞6和放置在エ件支撑装置4上的金属板10之间可确定的距离，并且所述可确定的距离在金属板10借助于エ件运动装置5运动期间可以被维持。在柱塞6里设置上部工具保持件8，用于容纳冲压工具的上部部分和诸如再鋳造工具或者本发明的工具的其它工具的上部部分。在C形框架2的下部分支的前端部设置下部工具保持件8，用于容纳冲压工具的下部部分和诸如再鋳造工具或者本发明的工具的其它工具的下部部分。在使用中，通过借助于エ件运动装置5在X-方向和Y-方向移动被夹紧的金属板10，为机加工操作而定位金属板10。藉此，金属板10在X-方向上在加工台上滑动并且与所述加工台一起在Y-方向上移动。在定位金属板10以后开始所述机加工操作，例如冲压操作，使得金属板10待加工的区域在所述冲压工具的范围内定位在限定的位置。柱塞6向下移动大约预定的最大行程或者另ー限定的行程，并且将小孔冲压到金属板10里。接着，柱塞6再次向上移动，直到上部位置，并且为准备下一次操作重新而定位金属板10。图2是切割在金属板10上的保护性薄膜的工具11的系统例示图。工具11包括球容纳装置12，此处，球容纳装置12包括圆柱形部分和被截部分。所述被截部分在面对金属板10 (后面将显示)的一个端部13包括容纳腔室14。容纳腔室14包括在端部13的小孔15。尤其，所述容纳腔室形成为部分球形的。球16容纳在容纳腔室14内。容纳腔室14相对于球16进行成形，使得球16被可旋转地但不是以可拆卸的方式容纳在容纳腔室14内。球16穿过小孔15突出到球容纳装置12的外面。为了避免磨损，例如，如果球16在金属板10上滑动而不是滚动，则在球16的进ー步滚动过程产生中会产生问题，球16的制造材料要比金属板10的制造材料硬度更大。选择球16的材料和表面使得与球容纳装置12的材料和表面存在小的摩擦系数。在这个实施例中，球16是用陶瓷制成的，但是，球16也可以用另一种合适的替代材料制成。用于切割通常薄膜的球16具有小于Imm的直径。已经证明O. 5毫米的直径，或者替代地，更小的直径是有优势的。图3显示在切割薄膜18过程中工具12的另ー替代实施例的示意图。为了保护金属板10免受划擦，薄膜18粘贴地置于金属板10上。金属板10可以是平坦的金属板或者它也可以具有其它形状，例如，曲线形的形状。在这个实施例中，除图2所示实施例外,工具11还包括用作容纳流体的空腔17。空腔17连接到容纳腔室14。在这个实施例中，所述流体是用于减小球16的表面和容纳腔室14的内表面之间的摩擦系数的润滑剤。藉此，额外地改善了球16在所述金属板10上的滚动。球容纳装置12的端部13面对着金属板10。如图3所示，球16完全穿透薄膜18，使得球16接触金属板10的表面。工具11在A方向上移动，在移动方向A上，在球16的前面，显示的是切割之前的薄膜18，但是，在移动方向A上，在球16的后面，所述薄膜被切割。 图4所示的工具11的实施例被构造成使得工具11可接收在冲压机I的上部工具保持件内。另外，工具11包括模制轴19，模制轴19构造成在其上端部具有被截断的倾斜切ロ的圆柱形使得其以无间隙配合的方式容纳到工具保持件8里。在图4中，工具11显示为在上部工具保持件8的安装位置中。工具11还包括下部部分20。盲孔27延伸穿过下部部分20并且从下部部分20穿过模制轴19。在图4中，球容纳装置12设置在工具11的下端部。此外，所述工具包括衬套21。衬套21尤其以可滑动的方式容纳在下部部分20内，其中，由尤其在下部部分20中，在盲孔27的内壁之间的滑动轴承和由衬套21的周缘表面形成导向件。在衬套21中容纳套袖22。套袖22容纳球容纳装置12，使得球容纳装置12固定地布置在套袖22中。套袖22利用推挤元件23可拆卸，即可更换。这样，球容纳装置12以可沿朝向面向金属板10的端部13的方向和沿背离端部13的方向滑动的方式容纳在工具11中。而且，螺栓24的下部部分容纳在衬套21中。螺栓24包括周缘的环形部分25，其具有邻近的下部部分和邻近的上部部分。环形部分25的直径大于螺栓24的下部部分的直径和螺栓24的上部部分的直径。螺栓24的上部部分由螺旋弹簧形式的偏置构件26环绕，偏置构件26支撑在环形部分25的ー个端部。偏置构件26的另一端部支撑在凹进处27的上端部。在替代实施例中，其他偏置构件也是可能的，例如气压缸或以其他方式形式的机械弹黃。衬套21包括开ロ 28，开ロ 28具有限定的长度和限定的轴向位置，止动螺钉29沿着开ロ 28的纵向方向接合在开ロ 28中。利用开ロ 28的长度和位置与止动螺钉29，确定所述行程，对此，衬套21和因此还有套袖22及球容纳装置12可在轴向上移动。利用偏置构件26，在这里为螺旋弹簧，偏置力被施加到衬套21上且因此经螺栓24和衬套22而施加到球容纳装置12。所述偏置力经开ロ 28和止动螺钉29施加到工具11的下部部分20上。在它的静止位置中，球容纳装置12在工具11中位于下部位置中，并且被朝向端部13的方向偏置。可选地，在工具11中设置能够调整球容纳装置12上的偏置力的装置(未显示)。进ー步可选地，工具11的用于调整所述偏置力的装置或适当的替代装置可以形成为使它以独立于所述行程的方式提供恒定的可预定的可调整的偏置力，球容纳装置12利用它移动到工具Ila中。这种装置可以是例如液压缸或气压缸，它所使用的流体被控制成使得所使用的流体的恒定压カ以独立于球容纳装置12的行程的方式維持到工具11中。替代地，柱塞6的行程的调整，即上部工具保持件8和金属板10之间的距离，和发生力(occurring force)的调整是可能的,其中，当球容纳装置12上的カ变得太大时,柱塞6移离金属板10，当球容纳装置12上的力变得太小吋，柱塞6移向金属板10，直到再次出现预先设定力。在这里可以提供偏置构件26;但它不是必不可少的。球容纳装置12上的力可以在工具11中被侦测，或者替代地，在冲压机I中进行侦测，然后，利用冲压机I的控制装置和柱塞控制器7控制柱塞6，从而所述设定力増加。在使用中，在这里，容纳在上部工具保持件8中的工具11在Z方向上朝下移动，因而进给，直到球16穿透薄膜18 (见图3)。在Z方向上的这个位置则被维持。接着，具有薄膜18的金属板10移动，使得利用球16在金属板10上的碾轧运动，金属板10上的薄膜18沿着球16的轨迹被切割。藉此，任意轨迹，还有具有小的半径，都是可能的。通过完成所述轨迹或者通过到达金属板的边缘的轨迹路线和/或到达金属板中的孔的轨迹路线，出现所述薄膜的単独区域，所述薄膜的単独区域可以被移除以便能够使所述金属板进行机加工。在与工具11相反的金属板10的ー侧上，使用平坦的模板或具有球辊(ball roll)的模板等作为反向保持件。
通过球容纳装置12可选地可滑动地容纳在工具11中，改进了工具11的机加工条件。当球16在金属板10中的不平坦或者金属板10的不同厚度上滚动时，球16可以逆着所述偏置力向上移动，其中，损伤金属板10的风险进一歩降低。当在金属板10中的不平坦或者金属板10的不同厚度上滚动时，偏置力稍微增加，但在カ的边缘线上，在所述金属板上可能出现划痕或印痕。通过所述偏置力的进ー步可选的调整能力，球16穿透薄膜18的力可以优选地被调整，以使所述薄膜被切割；然而，金属板10的表面不被损伤。为了避免这种损伤，替代地，在上部工具保持件8和金属板10之间距离的调整的执行存在其他可能性。在这里，调整所述距离使得一直存在球16在金属板10上几乎恒定的力。所述调整可选地通过控制柱塞6或通过冲压机I的控制装置执行，或者它通过工具11中的特殊装置实现。工具11必须不是必不可少地容纳在冲压机I的上部工具保持件8中。替代地，容纳在下部工具保持件9中也是可能的，以便切割金属板10的下侧上的薄膜。此外，工具11能够可替代地容纳在保持件中，该保持件不是用于冲压工具的工具保持件8，9，而是例如设置为特别适用于工具11。这个保持件还可以设置在所述替代的金属板加工机中的ー个中，例如激光加工机。而且，工具11不是必须移向金属板10，而是相反地，金属板10能够移向工具11。还有，金属板10不是必须移动以切割所述薄膜，而是替代地，工具11可被容纳，使得工具11相对于固定的金属板10移动。在具有用于接收流体的空腔17的工具11作为切割所述薄膜的替代应用的实施方式中，它还能够填充具有腐蚀效果的流体。因此，所述腐蚀剂可以利用球16优选施加在薄膜上，其中，这个应用替代薄膜中轮廓剪力。而且，所述腐蚀剂还可以施加在金属板10的表面上，进而可以利用工具11蚀刻适当的表面结构。
权利要求
1.一种用于金属板加工机(I)的工具(11)，用于切割置于待加工的金属板(10)上的薄膜(18)，所述工具(11)具有 可旋转地支撑的球(16)，所述球(16)用来利用所述球(16)的碾轧运动切割所述薄膜(18)。
2.根据权利要求所述的工具(11)，其特征在干， 所述工具(11)包括球容纳装置(12)，所述球容纳装置(12)形成为使所述球容纳装置(12)在面向所述金属板(10)的端部(13)具有容纳所述球(16)的容纳腔室(14)，并且所述容纳腔室(14)形成为使所述球(16)被可旋转地支撑而不是被以可滑动的方式支撑，所述容纳腔室(14)在面向所述金属板(10)的端部(13)包括孔(15)，并且所述球(16)通过所述孔(15)突出于所述球容纳装置(12)。
3.根据权利要求I或2所述的工具(11)，其特征在干， 所述球容纳装置(12)包括用于容纳润滑剂的另一空腔(17)，所述润滑剂用于减小所述球(16)的表面和容纳腔室(14)的内表面之间的摩擦系数，其中，所述空腔(17)连接所述容纳腔室(14)。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的工具(11)，其特征在干， 所述球(16)是用比所述金属板(10)的材料硬度更高的材料制成的。
5.根据权利要求4所述的工具(11)，其特征在干， 所述球(16)是用陶瓷制成的。
6.根据前述权利要求中的任意一项所述的工具(11)，其特征在干， 所述球(16)具有小于Imm的直径。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的工具(11)，其特征在干， 所述球容纳装置(12)以沿朝向所述面向金属板(10)的端部(13)的方向和沿背离所述端部(13)的方向可滑动的方式容纳在所述工具(11)中，并且所述工具(11)包括偏置构件(26)，所述球容纳装置(12)利用所述偏置构件(26)在朝向所述端部(13)的方向上被偏置。
8.根据权利要求7所述的工具(11)，其特征在干， 所述工具(11)包括偏置カ调整装置，所述偏置カ调整装置构造成在朝向所述端部(13)的方向上以不同量地调整所述偏置构件(26)的偏置力。
9.根据权利要求7或8所述的工具(11)，其特征在干， 所述偏置构件(26)构造成独立于所述球容纳装置(12)在所述工具(11)中的位移，维持偏置力在朝向所述端部(13)的方向上恒定。
10.根据前述权利要求中的任意一项所述的工具(11)，其特征在干， 所述工具(11)构造成使它可被接收到冲压机的冲压工具保持件(8，9)中。
11.ー种金属板加工机(I)和根据权利要求I至10中的任意一项所述的工具(11)的系统，其特征在于， 所述金属板加工机(I)包括用于容纳所述工具(11)的保持件和用于移动所述金属板(10)的エ件支撑装置(4)，并且所述金属板加工机(I)构造成使所述保持件(8，9)或エ件支撑装置(4)可移动从而可达到在所述保持件(8，9)和金属板(10)的表面之间的预定距离，因而所述球(16)穿透所述薄膜(18)且所述预定距离可以被維持，同时所述金属板(10)相对于所述保持件(8，9)可移动以便切割所述薄膜。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在干， 所述金属板加工机(I)是冲压机，所述冲压机包括エ件移动装置(5)且所述冲压机(I)构造成使所述预定距离被維持同时所述金属板(10)利用所述エ件移动装置(5)而在ー个平面内可移动。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在干， 所述金属板加工机(I)是激光加工机。
14.ー种利用具有根据权利要求I至10中的任意一项所述的工具(11)的如权利要求11至13中任意一项所述的系统执行切割应用于金属板(10)上的薄膜(18)的方法，包括如下步骤 朝向所述金属板进给所述保持件(8，9)或者朝向所述保持件(8，9)进给所述金属板(10)，直到达到所述保持件(8，9)和所述金属板(10)的表面之间的预定距离，从而所述球(16)穿透所述薄膜(18)， 移动所述保持件或者金属板(10)，从而执行所述工具(11)和金属板(10)之间的相对移动，其中，所述预定距离被維持使得所述球(16)利用碾轧运动切割所述薄膜(18)。
15.根据权利要求14所述的利用根据权利要求7或8所述的工具的方法，其中，影响将所述保持件(8，9)朝向所述金属板(10)进给或者将所述金属板(10)朝向所述保持件(8，9)进给，使得所述保持件和金属板(10)的表面之间的预定距离被确定，从而所述工具(11)中的球容纳装置(12)在背离所述面向金属板(10)的端部(13)的方向上在所述工具(11)中移动，直到所述偏置构件(26)的限定的偏置力施加到所述球容纳装置(12)上使得所述球(16)穿透所述薄膜(18) ο
16.根据权利要求14所述的利用根据权利要求9所述的工具的方法，其中，执行将所述保持件(8，9)朝向所述金属板的进给或者将所述金属板(10)朝向所述保持件(8，9)的进给，直到达到所述保持件和金属板(10)的表面之间的距离使得所述球(16)穿透所述薄膜(18)，其中，所述偏置构件(26)的偏置カ被提前确定，并且在所述保持件(8，9)和金属板(10)之间相对移动期间，所述偏置构件(26)的预定的偏置力代替所述保持件(8，9)和金属板(10)的表面之间的预定距离維持恒定。
全文摘要
本发明提供一种用于切割金属板(10)上的薄膜(18)的工具(11)。所述工具(11)包括可旋转地支撑的球(16)，所述球(16)突出于所述工具(11)的球容纳装置(12)。所述工具(11)的球(16)穿透所述薄膜(18)，然后沿着所述工具(11)和金属板(10)之间的相对的期望轨迹移动，以便切割所述薄膜(18)的期望区域。
文档编号B21D22/02GK102689319SQ20121007419
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月20日 优先权日2011年3月21日
发明者H·卡钦纳, O·施泰因格鲁贝尔 申请人:通快机床两合公司