专利名称：用于切割平面材料的切割尺的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于切割平面材料的切割尺，特别涉及纸、卡板及塑料等的切割尺。这 里切割尺也表示特殊类型的尺，例如打孔尺或切割-开槽组合尺。
背景技术：
切割尺为业界所公知，其由包括切割刃、两个平行侧面以及与切割刃相对的背部 的钢段构成。切割尺对应于待切割工件的希望形状而被折弯，被切割成具有希望长度，并被 插入载板。通过上述处理制成的切割工具例如用于平台冲压(flat bed stamping)，以例如 用于切割卡板。通常，平台冲压机包括安装有切割工具的平面上板，以及将工件压靠切割工 具所利用的平面下板。切割工具包括设置有槽的载板，其通常由木制复合料制成，其中预折 弯的切割尺被插入这些槽中。载板中的槽通常贯通，使得切割尺的背部抵靠平台冲压机的 上板。为了实现相同的切割结果，必需对切割尺的高度进行调整。最初，执行测试切割， 并识别在哪个区域工件被正确地切割，在哪个区域并未进行完整的切割。在这些区域，将纸 或特定金属或塑料段的夹层引入到平台冲压机的背板与上板之间，以局部地增大切割尺上 的压力。该处理用于调平(levelling)。可以为较大区域进行上述调平(所谓“区域调平”)或可以仅为出现切割不足的特 定局部区域进行上述调平(所谓“局部调平”)。在调平片上进行上述调平，该调平片是在 位于切割尺后侧的背板与平台冲压机的上板的保护板之间的材料层。诸如较小或较大件的 中间层被手动固定至调平片上的特定位置。在这期间进行测试切割以评估调平的效果。因 此，调平是耗时的重复过程，因此这要求丰富的经验，并且在此期间不能够有效地使用平台 冲压机。因为手动调平耗时且需要高成本地使机器停机，故需要用于对此改进的方法及装置。为了实现上述目的，提出了不同的可行解决方案，其中提出了弹塑可变形中间层， 其被设置在切割工具后侧或切割板下方，以使压力差相同。例如，DE 33 17 777 Cl揭示了 一种系统，其中位于其背侧的切割尺包括硬化刃，其可在冲压步骤过程中穿透进入上述中 间板。此外，例如在DE 199 13 216 Cl中提出了使用具有截面减小区域的切割尺，界面 减小区域在使用切割尺过程中会收缩，由此自动地对切割尺的高度进行适应性调节。最终，在DE 31 35 980 Cl中提出了使用具有可变形背部的切割尺，其应当能够实 现切割尺的自调节。提出了在两侧的较大面积上对切割尺的背部设置倒角，由此在切割尺 的背部的剖面内设置齿，或设置横向槽。但是，所提出的几何构造存在不能够获得希望的量或切割尺不稳定的缺陷，由此 会导致不能够实现高度调平，由此切割结果会不精确。为此，具有上述形状的切割尺并不会 市场的欢迎。
此外，根据现有技术的切割尺的剖面在制造时成本较高，由此导致这种尺非常昂 贵。此外，也不可能实现自动化处理(特指对上述尺横截面的自动折弯)，或在不可能在没 有刃膨大的情况下实现自动化处理。因此，本发明要解决的问题是提供一种用于切割尺的原材料，一方面其可实现自 动调平，另一方面其不存在公知的现有技术中的切割尺的缺陷。因为目前的切割尺主要通 过机加工(特别是折弯工艺)来制造，故必需保证切割尺本身允许上述加工而不会损坏。
发明内容
通过根据权利要求1，4，或6的切割尺解决了上述问题。具体而言，通过下述切割 尺解决了上述问题，其包括具有切割刃的钢段；所述钢段的背部，所述背部与所述切割刃相 对；其中所述背部包括突起，在首次使用所述切割尺的过程中所述突起可塑性变形；并且 所述突起具有的高度h大致是所述钢段的厚度D的30%至70%。通过计算及测试发现，在其背部具有突起并且使得突起的高度与钢段厚度具有特 定关系的上述原材料一方面对切割尺提供了自动高度调平，另一方面切割尺的稳定性也并 未劣化。在首次使用具有上述切割尺的工具时，承载最大负载的突起因出现的局部压应力 而发生塑性变形，由此实现自动调平。理想地，在工具的后续加载周期过程中，对切割尺的 各个部分会施加相同的压应力。在第一优选实施例中，所述突起具有的高度(h)大致是所述钢段的厚度D的40% 至60 %、优选为大致50 %。如果突起具有的高度h大致处于钢段的一半厚度D范围内，则 可实现最佳的稳定性及变形性能。现有技术示例中建议的更高的突起不但不能弹性变形， 反而会不可控地向一侧倾斜，或者钢段会在承载板的槽内倾斜。在另一优选实施例中，通过沿所述钢段的横向在所述背部中研磨或磨削凹部来形 成所述突起。优选地在加工了开槽或切割尺的横截面形状之后进行上述研磨或磨削。根据本发明的另一方面，上述问题通过下述切割尺得以解决，该切割尺包括具有 切割刃的钢段；所述钢段的背部，所述背部与所述切割刃相对；其中所述背部包括突起，在 首次使用所述切割尺的过程中所述突起可塑性变形，其中通过沿所述钢段的横向在所述背 部中研磨或磨削凹部来形成所述突起。意外地发现在上述切割尺的情况下，在折弯过程中刃并未膨大，因凹部横切折弯 方向，而因背部区域由于横向延伸凹部而释放应力，故出现各个背部隆起。对于调平而言这 是有利的，这是因为弯折的切割尺保持了其初始高度，且需要总体较少的调平。通过相对于 钢段而言横向布置的凹部，也可针对通过塑性变形进行自动调平来选择较小的突起高度。类似地，利用上述切割尺，负载最高的突起在具有上述切割尺的工具首次加载过 程中因产生的局部压应力而发生塑性变形，由此实现自动调平。理想地，在工具的后续加载 过程中，在切割尺的各个区域上会施加相同的压应力，其中可省略手动调平，或仅需进行极 小的调平。此外，相较于以其他方式布置的凹部，可以更容易更准确地形成相对于钢段横向 地延伸的凹部。根据本发明，可以方便低成本地在背部中研磨或磨销出上述凹部。因此，需 要注意，切割尺仅具有Imm以下的极小厚度，由此着眼于技术层面及经济层面，不能够制成 复杂的背部形状。此外，通过这些金属切割类型的加工工艺，可确保在加工处理过程中在切割尺的希望高度处不会发生任何变化(必需严格保证)。因此，可以精确低成本地制造根据 本发明的自调平切割尺。在优选实施例中，所述突起具有的高度h大致是所述钢段的厚度D的0.5%至 70%、优选为大致2%至20%、更优选为6%至10%。意外地发现对于相对于钢段横向地形 成的凹部，为进行自动调平，仅需要具有相对较低高度的凹部。当然，这对于切割尺在承载 板的槽内的稳定性而言是极为有利的。根据本发明的另一方面，通过下述切割尺解决了上述问题，该切割尺包括具有切 割刃的钢段；所述钢段的背部，所述背部与所述切割刃相对；其中所述背部被表面脱碳，使 得在首次使用所述切割尺的过程中所述背部可塑性变形。可通过对背部进行表面脱碳来保证对于根据本发明的自动调平而言所希望的切 割尺的背部的塑性变形。对于具有常规形状的背部如此，对于具有根据本发明的其他方面 的突起及凹部的背部而言亦然，其可以提高各种效果，特别是背部的塑性变形性能。就表面脱碳而言，通过扩散加工处理，使碳从背部区域内的钢脱离，由此在背部的 区域内产生较软的铁质微结构，其易于塑性变形。就加工技术而言，如果切割尺的边缘区域 在升高的温度下承受还原气氛，则可实现上述脱碳。通过在背部区域经过脱碳的切割尺，在具有上述切割尺的工具首次加载过程中背 部区域因出现的局部压应力而发生塑性变形，由此实现自动调平。理想地，在工具的后续加 载周期中，在切割尺的各个区域中，会出现相同的压应力，其中可省略手动调平，或仅需极 小地进行手动调平。在优选实施例中，所述切割尺的背部被表面脱碳达5 μ m至100 μ m的深度。在另一优选实施例中，所述背部的横截面在所述突起的末端处被倒圆。通过背部 的上述形状(其沿着横向被额外地倒圆)，得到了背部与工具的背板构成的线状或点状抵 靠面，由此可进一步有利于突起的塑性变形。此外，可便于将切割尺引入承载板的槽中。最 终，上述横截面形状在较小的折弯半径的情况下进一步减小了所谓背部隆起的影响。在较 小半径的折弯过程中，取决于切割尺的厚度及折弯半径，通常会发生切割尺的总高度H增 大高达0. 2mm的情况，这通过本发明得以避免。在另一优选实施例中，所述背部的横截面在所述突起的末端处形成为在两侧形成 斜面，或形成为双凹形。背部的这种形状也便于在使背部具有足够稳定性的同时实现塑性 变形的精确界定范围。在另一优选实施例中，所述背部的横截面在所述突起的末端处被倒圆为半圆形， 其中，倒圆形状的半径r大致对应于所述钢段的厚度D的一半。就背部隆起而言本实施例 是特别优选地，其中可沿横向提供开槽及切割尺的背部的足够高的稳定性。通过上述沿横 向倒圆的背部，向开槽或切割尺中引入准中心力，其中避免了横向力。因此，有效地避免了 开槽或切割尺在承载板的槽内的倾斜。在另一优选实施例中，所述突起的纵截面在所述突起的末端处具有凹入侧面。更 优选地，在纵截面中所述凹部被形成为圆形的一部分，具体为具有半径的半圆形。通过凹 部，即沿开槽及切割尺的纵向观察到的突起的圆形侧面，这些突起包括相对于从上方引入 的压力的渐进特性曲线。为了确保塑性变形以及突起在较小高度差及在较大高度差两者情 况的弹性变形被调平，这是特别有利的。优选地，凹部的半径对应于所述钢段的厚度的10%至250%、优选地为20%至150%、更优选地为大致100%。优选地，突起 在纵截面中在突起的末端具有渐缩为一点的末端。在极端情况下，例 如选择凸缘的半径及突起彼此的间距，使得形成突起的尖端末端。因此，在首次加载之前， 在突起与工具的保护板之间形成点状接触，在负载施加之后其将变为二维接触。优选地，突起在纵截面中在突起的末端处具有钝锥形末端。这里，例如选择侧面的 半径及突起彼此的间距，使得形成突起的钝锥形末端。因此，在首次加载之前，在突起与工 具的保护板之间形成线状接触，在负载施加之后其将变为二维接触。在优选实施例中，钝锥形末端具有的长度1为所述钢段的厚度D的至50%、优 选地为5 %至30 %、更优选地为20 %。优选地，所述背部经过回火并/或经过软退火并/或被表面脱碳以增大塑性变形 能力。通过回火，或者类似地通过局部软退火或通过表面脱碳，可增大背部的塑性变形能 力，由此在自动调平过程中因较低的压力而保护切割刃。通过在冲压机中，具体指在平台冲压机中或在旋转冲压机中使用上述任一切割尺 而解决了上述问题。
以下将参考附图来描述本发明的优选实施例。其中图1是根据本发明的切割尺的放大剖视图；图2是图1的细节视图，示出了在沿图3的线A-A在横向方向Q上切割的条件下 根据本发明的切割尺的上部；图3是在沿图2的线B-B在纵向方向L上切割的条件下根据本发明的切割或开槽 尺的一个实施例的侧面的细节视图；图4是在沿图2的线B-B在纵向方向L上切割的条件下根据本发明的开槽或切割 尺的另一实施例的细节视图；图5是在横向方向Q上切割的条件下根据本发明的切割尺的上部的细节视图，该 切割尺在背部于两侧具有斜面形状；图6是在横向方向Q上切割的条件下根据本发明的切割尺的上部的细节视图，该 切割尺的背部具有双凹面形状；图7是根据本发明的切割尺的另一实施例的组合侧视图(左侧)及横向剖视图 (右侧)；并且图8及图9是沿根据本发明的切割尺的纵向切割的背部的微观细节视图。
具体实施例方式以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。图1示出了根据本发明的切割尺1的第一实施例。切割尺1大致由平钢段10构 成，钢段10具有在约8至IOOmm范围内的高度H、在0.45至2. 13mm(1.3至6pt)范围内的 厚度D、任意长度及切割20。上述切割尺的特定几何构造具有其他刃形状20，并且也是本发 明的主题。与切割20相对的是钢段10的背部30，切割尺1的背部30在优选实施例中分别被倒圆。在示出 的实施例中，背部30被倒圆为半圆形，并具有大致与钢段10的厚度D的一半 对应的倒圆半径r。在图2中，示出了背部30的横截面的细节。这里，特别示出了背部30的横截面中 的半圆形倒圆形状。类似于切割刃区域20的切面，通过研磨或刮削钢段10来形成背部30 的倒圆形状。图3以侧视图示出了钢段的背部区域。可注意到背部包括突起32，其被制造成使 得在背部形成凹部36。在图3的优选实施例中，背部的纵向剖面具有半圆形凹部36，其具 有半径队。在一个实施例中的半径R1可处于钢段10的厚度D的一半的范围内。在图5及图6所示的其他实施例中，背部30的横截面在两侧呈锥形，或形成为双 凹面形状。对凹部36之间的距离进行选择，使得形成突起32的钝锥形末端34，由此具有长 度1。优选地，长度1是钢段10的厚度D的1 % -20 %，在一个实施例中，长度1形成为 0. 05-0. 15mm，优选地为0. 08mm-0. 13mm，并且特别优选地为0. 11mm。在图3的实施例中，高度h约为0.35mm，因此约为钢段10的厚度D(0. 71mm)的 50%。在图4中，示出了用于切割尺的原材料1的背部区域的另一优选实施例。在本实 施例中，半径R2被选择为大于图3的凹部36的半径礼。因此，形成了突起32的尖端锥形末 端34，以及突起32的更小的高度h。半径R2可优选地处于钢段10的厚度D的范围内。优 选地，半径R2对应于钢段10的厚度D的50%至150%，更优选地大致为厚度D的100%。在原材料1作为根据本发明的开槽或切割尺被初次使用期间，钢段10的背部区 域30发生变形。在开槽或切割尺的高负载区域，钢段10 (特别是在具有最大压负载的区域 内)首先发生弹性变形，并在超过弹性极限时还发生塑性变形。对于根据本发明的原材料 1而言，最高负载区域是突起32的末端34。因此，突起32初始起到弹簧的作用。在超过该 局部区域内的弹性极限时，其将发生塑性变形，换言之，其以塑性形式被压缩，由此实现自 动调平。在图3中通过变形之后的高度、来表示高度的塑性变化。在末端34的压缩过程 中，钝末端的长度也从1增大至lv。以上同样适用于根据图4的实施例的开槽及切割尺。在首次使用过程中，突起32 在其末端处塑性变形，由此其变的更平，并且在变形之后具有高度hv，以及并具有长度为Iv 的钝锥形末端34。利用沿开槽及切割尺的纵向的优选凹入缘38以及突起32的沿横向的各个半圆 形凸起侧面39，可形成渐进力路径特性曲线(progressive force-way characteristic curve)，由此允许在较大范围上调平，并仍然可获得需要的稳定性以确保良好的切割或开
槽结果。如果必需折弯或折叠开槽或切割尺，则对于折弯的半径区域尤其如此。特别是在 该区域中，存在背部隆起的较少影响，其会导致该区域压力增大。通过研磨或磨切凹部，可减小背部30与冲压机的背板之间的接触面，其中相较于 背部的常规形状，接触张力会显著增大。因此，可确保在初次使用过程中，在承受最高负载 的末端34处，会出现上述较高的接触张力，由此会导致该区域中发生塑性变形而不会发生 钢段10的塑性变形，特别不会发生切割或开槽刃20的塑性变形。因此，钢段10的高度H会发生高度 减小，相应地可实现对切割尺的自动调平。此外，通过将背部的横截面倒圆，可以容易地将开槽或切割尺引导至通过激光形 成的承载板中的槽。还可以构思出其他背部形状，其也可在其横截面区域具有笔直或凹入的轮廓，由 此可进一步增大塑性抵抗的渐进性。图7示出了切割尺1的背部30的另一优选实施例，其中突起的高度h比图3的实 施例中的情况更低。具体而言，该实施例示出了其截面被倒圆为具有半径r的背部，半径r 对应于切割尺1的厚度D的一半。图7的右侧的虚线33示出了凹部36及突起32仅位于背部30的倒圆区域的上部。在本实施例中，形成了两个示例，在冲压机中使用时显示出充分的自调平效果。该 切割尺具有以下尺寸
示例I示例II
~0. 71mm0. 71mm
r0. 35mm0. 35mm
t45 μ m75 μ m
b345 μ m485 μ m
1145 μ m5 μ m在图8中，示出了示例I沿图7的线C-C所取的放大剖视图。在图9中，示出了示 例II沿图7的线C-C所取的放大剖视图。通过沿横向方向Q的刮削，可以看到已经通过薄 研磨板(研磨板的厚度约为0. 5mm)对凹部36进行了研磨。为了增大背部30的塑性变形能力，在对原材料1的硬化步骤之后，背部经过回火 或甚至局部经过软退火。在上述实施例的基础上，替代地或额外地，还可通过其背部被表面脱碳达5 μ m至 100 μ m深度的切割尺来实现自动调平。背部区域的经表面脱碳的铁材料相对较软，并易于 发生塑性变形，由此在首次使用上述切割尺的过程中也可进行自动调平。可通过表面脱碳 的深度来对最大可能调平程度进行调节，因此，切割尺适用于不同的使用情况。当然，也可以在具有突起及凹部的背部区域中对上述切割尺在背部进行附加的表 面脱碳，由此进一步增大塑性变形能力。上述切割尺可应用于冲压机，特别是平台冲压机或旋转冲压机。取决于背部30的 突起32的具体设计及尺寸，提供了用于冲压工具的切割尺1，其首次在实践中显著减少人 工调平的时间及成本消耗。优选地，原材料1包括工具钢，并包括具有单一平面切面(CF)的中央切割刃。其 他切割刃及切面形状也可行。常规切割刃角位于30°及60°的范围内。已经被刮削或研 磨的切面以及切割刃以常规方式经过CF或HF硬化。
权利要求
1.一种切割尺(1)，包括:a.具有切割刃(20)的钢段(10)；b.所述钢段的背部(30)，所述背部与所述切割刃00)相对；其中c.所述背部(30)包括突起(32)，在首次使用所述切割尺(1)的过程中所述突起可塑 性变形；并且d.所述突起(3 具有的高度(h)大致是所述钢段(10)的厚度(D)的30%至70%。
2.根据权利要求1所述的切割尺，其中，所述突起(32)具有的高度(h)大致是所述钢 段(10)的所述厚度⑶的40%至60%，并优选为大致50%。
3.根据权利要求1或2所述的切割尺，其中，通过沿所述钢段(10)的横向在所述背部 (30)中研磨或磨削凹部(36)来形成所述突起(32)。
4.一种切割尺(1)，包括a.具有切割刃(20)的钢段(10)；b.所述钢段(10)的背部(30)，所述背部与所述切割刃00)相对；其中c.所述背部(30)包括突起(32)，在首次使用所述切割尺(1)的过程中所述突起可塑 性变形，其中d.通过沿所述钢段(10)的横向在所述背部(30)中研磨或磨削凹部(36)来形成所述 突起(32)。
5.根据权利要求4所述的切割尺，其中，所述突起(32)具有的高度(h)大致是所述钢 段(10)的厚度⑶的0.5%至70%，优选为大致2%至20%，更优选为6%至10%。
6.一种切割尺(1)，包括a.具有切割刃(20)的钢段(10)；b.所述钢段(10)的背部(30)，所述背部与所述切割刃00)相对；其中c.所述背部(30)被表面脱碳，使得在首次使用所述切割尺(1)的过程中所述背部可塑 性变形。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的切割尺，其中，所述背部(30)被表面脱碳达 5μπι至100 μ m的深度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的切割尺，其中，所述背部(30)的横截面在所述 突起(3 的末端(34)处被倒圆，或者，其中，所述背部(30)的横截面在所述突起(32)的 末端(34)处形成为两侧为斜面，或形成为双凹形。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的切割尺，其中，所述背部(30)的横截面在所述 突起(3 的末端(34)处被倒圆为半圆形，其中，倒圆半径(r)大致对应于所述钢段(10) 的厚度(D)的一半。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的切割尺，其中，所述突起(32)的纵截面在所述 突起(32)的末端(34)处具有凹入侧面(38)。
11.根据权利要求3至9中任一项所述的切割尺，其中，在纵截面中所述凹部(36)被形 成为圆形的一部分，具体为具有半径(Rpig的半圆形。
12.根据权利要求11所述的切割尺，其中，所述凹部(36)的半径(R2)对应于所述钢段 (10)的厚度⑶的10%至250%、优选地为20%至150%、更优选地为大致100%。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的切割尺，其中，所述突起(32)的纵截面在所述突起(3 的末端(34)处具有尖端锥形末端(34)或钝锥形末端(34)，所述末端具有的长 度(1)为所述钢段(10)的厚度(D)的至50%，优选地为5%至30%，更优选地为20%。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的切割尺，其中，所述背部(30)经过回火并/ 或经过软退火并/或被表面脱碳以增大塑性变形能力。
15.一种使用根据权利要求1至14中任一项所述的切割尺(1)的方法，其中，在冲压机 中，具体指在平台冲压机中或在旋转冲压机中使用所述切割尺(1)。
全文摘要
本发明涉及一种切割尺(1)，包括具有切割刃(20)的钢段(10)；钢段的背部(30)，所述背部与切割刃(20)相对；其中背部(30)包括突起(32)，在首次使用切割尺(1)的过程中突起可塑性变形；并且其中突起(32)具有的高度(h)大致是钢段(10)的厚度(D)的30％至70％的高度(h)。此外，本发明还涉及一种切割尺(1)，包括具有切割刃(20)的钢段(10)；钢段(10)的背部(30)，所述背部与切割刃(20)相对；其中背部(30)包括突起(32)，在首次使用切割尺(1)的过程中突起可塑性变形，并且其中，通过沿钢段(10)的横向(Q)在背部(30)中研磨或磨削凹部(36)来形成所述突起(32)。还涉及一种切割尺(1)，其背部(30)被表面脱碳，使得在首次使用切割尺(1)的过程中背部可塑性变形。
文档编号B26F1/44GK102046341SQ200880129591
公开日2011年5月4日 申请日期2008年5月29日 优先权日2008年4月1日
发明者安东·哈斯 申请人:伯乐伍德霍姆焊接技术有限公司