專利名稱：用于金屬板加工機的工具和切割薄膜的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于金屬板加工機的工具和一種用于切割薄膜的方法，特別地，本發明涉及一種用于金屬板加工機的工具和一種用于切割置于待加工金屬板上的薄膜以防其劃擦的方法。
背景技術：
已知的用于切割金屬板上的保護性薄膜的工具包括劃線器。劃線器具有90度的 頂錐角并且彈性裝載以便于切透薄膜，而不損傷金屬板的表面。通過使用具有不同壓カ的壓カ彈簧，可以改變必需的壓力。但是，當出現金屬板的表面結構稍微不平坦或者厚度不同時對工具的阻力就會増加。因此，容易在金屬板的表面上產生劃痕或者痕跡，尤其是當加工方向與拉絲金屬板的磨光方向傾斜時。彈簧偏置的切割輪在金屬板的表面上滾動接觸地移動，并進而切割所述薄膜，具有這種彈簧偏置的切割輪的工具是已知的。這里的問題是可能不可以加工具有小半徑的曲線輪廓。

發明內容
本發明的目的是基于減少這些缺點，提供一種預備金屬板加工區域而不損傷金屬板的表面的工具，并且使用這種工具能夠產生任意輪廓的加工區域。通過根據權利要求I的工具和根據權利要求14的方法實現本發明的目。在權利要求11中要求保護ー種由工具和金屬板加工機形成的系統。根據本發明的ー個方面，所述工具包括可旋轉地支撐的球。所述可旋轉地支撐球提供了所述薄膜利用滾動接觸的切割運動進行切割的優點。藉此，在不產生任何劃痕或印痕的條件下滾過最終出現的障礙。由于所述碾軋運動(rolling-off movement),還有,所述切割工具和金屬板的表面之間不出現滑動運動，使得所述球的磨損最小。而且，能夠因此以任意軌跡，還有具有小的半徑的方式切割所述薄膜。此外，由于所述滾動接觸運動，所述金屬板的表面比滑動運動受到更溫柔地處理，因而能夠將更大的壓カ施加給所述工具。因此，不平坦的薄膜可以以可靠的エ序被切割。


現在利用基于附圖的實施例描述本發明。特別地，圖I顯示作為金屬板加工機的實施例的一種沖壓機；圖2顯示系統例示切割工具的剖面圖；圖3顯示系統例示切割薄膜的切割工具的另ー實施例的剖面圖；圖4顯示能夠容納在沖壓機的工具保持件里的工具實施例的剖面圖。
具體實施方式
圖I顯示了根據ー個實施例作為金屬板加工機的沖壓機I。但是，例如，也可能是諸如激光切割機或者激光焊接機或者聯合沖壓/激光切割機的激光加工機。沖壓機I包括作為主要構件的C形框架2。C形框架2由用鋼制成的扭轉剛性焊接結構組成。在C形框架2的后端部布置有作為沖壓運動的動カ源的液壓動カ単元3。此外，沖壓機I包括連接到沖壓機I的所有致動器并且控制所述致動器的機械控制裝置(未顯示)。在C形框架2的下部內側設置用于放置エ件的加工臺形式的エ件支撐裝置4。在這里，所述エ件是板型金屬板10。在加工臺上還設置エ件運動裝置5，エ件運動裝置5包括導向件和具有用于抓住 金屬板10與在エ件支撐裝置4上移動金屬板10的夾緊爪的橫向導軌。在C形框架2的上部分支的前端部設置有具有柱塞控制器7的柱塞6。通過柱塞 控制器7，柱塞6可以控制為使得柱塞6能夠在Z-方向上在它的行程范圍內的任意位置上停止，并且因而，所述柱塞可以移動到在柱塞6和放置在エ件支撐裝置4上的金屬板10之間可確定的距離，并且所述可確定的距離在金屬板10借助于エ件運動裝置5運動期間可以被維持。在柱塞6里設置上部工具保持件8，用于容納沖壓工具的上部部分和諸如再鋳造工具或者本發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設置下部工具保持件8，用于容納沖壓工具的下部部分和諸如再鋳造工具或者本發明的工具的其它工具的下部部分。在使用中，通過借助于エ件運動裝置5在X-方向和Y-方向移動被夾緊的金屬板10，為機加工操作而定位金屬板10。藉此，金屬板10在X-方向上在加工臺上滑動并且與所述加工臺一起在Y-方向上移動。在定位金屬板10以后開始所述機加工操作，例如沖壓操作，使得金屬板10待加工的區域在所述沖壓工具的范圍內定位在限定的位置。柱塞6向下移動大約預定的最大行程或者另ー限定的行程，并且將小孔沖壓到金屬板10里。接著，柱塞6再次向上移動，直到上部位置，并且為準備下一次操作重新而定位金屬板10。圖2是切割在金屬板10上的保護性薄膜的工具11的系統例示圖。工具11包括球容納裝置12，此處，球容納裝置12包括圓柱形部分和被截部分。所述被截部分在面對金屬板10 (后面將顯示)的一個端部13包括容納腔室14。容納腔室14包括在端部13的小孔15。尤其，所述容納腔室形成為部分球形的。球16容納在容納腔室14內。容納腔室14相對于球16進行成形，使得球16被可旋轉地但不是以可拆卸的方式容納在容納腔室14內。球16穿過小孔15突出到球容納裝置12的外面。為了避免磨損，例如，如果球16在金屬板10上滑動而不是滾動，則在球16的進ー步滾動過程產生中會產生問題，球16的制造材料要比金屬板10的制造材料硬度更大。選擇球16的材料和表面使得與球容納裝置12的材料和表面存在小的摩擦系數。在這個實施例中，球16是用陶瓷制成的，但是，球16也可以用另一種合適的替代材料制成。用于切割通常薄膜的球16具有小于Imm的直徑。已經證明O. 5毫米的直徑，或者替代地，更小的直徑是有優勢的。圖3顯示在切割薄膜18過程中工具12的另ー替代實施例的示意圖。為了保護金屬板10免受劃擦，薄膜18粘貼地置于金屬板10上。金屬板10可以是平坦的金屬板或者它也可以具有其它形狀，例如，曲線形的形狀。在這個實施例中，除圖2所示實施例外,工具11還包括用作容納流體的空腔17。空腔17連接到容納腔室14。在這個實施例中，所述流體是用于減小球16的表面和容納腔室14的內表面之間的摩擦系數的潤滑剤。藉此，額外地改善了球16在所述金屬板10上的滾動。球容納裝置12的端部13面對著金屬板10。如圖3所示，球16完全穿透薄膜18，使得球16接觸金屬板10的表面。工具11在A方向上移動，在移動方向A上，在球16的前面，顯示的是切割之前的薄膜18，但是，在移動方向A上，在球16的后面，所述薄膜被切割。 圖4所示的工具11的實施例被構造成使得工具11可接收在沖壓機I的上部工具保持件內。另外，工具11包括模制軸19，模制軸19構造成在其上端部具有被截斷的傾斜切ロ的圓柱形使得其以無間隙配合的方式容納到工具保持件8里。在圖4中，工具11顯示為在上部工具保持件8的安裝位置中。工具11還包括下部部分20。盲孔27延伸穿過下部部分20并且從下部部分20穿過模制軸19。在圖4中，球容納裝置12設置在工具11的下端部。此外，所述工具包括襯套21。襯套21尤其以可滑動的方式容納在下部部分20內，其中，由尤其在下部部分20中，在盲孔27的內壁之間的滑動軸承和由襯套21的周緣表面形成導向件。在襯套21中容納套袖22。套袖22容納球容納裝置12，使得球容納裝置12固定地布置在套袖22中。套袖22利用推擠元件23可拆卸，即可更換。這樣，球容納裝置12以可沿朝向面向金屬板10的端部13的方向和沿背離端部13的方向滑動的方式容納在工具11中。而且，螺栓24的下部部分容納在襯套21中。螺栓24包括周緣的環形部分25，其具有鄰近的下部部分和鄰近的上部部分。環形部分25的直徑大于螺栓24的下部部分的直徑和螺栓24的上部部分的直徑。螺栓24的上部部分由螺旋彈簧形式的偏置構件26環繞，偏置構件26支撐在環形部分25的ー個端部。偏置構件26的另一端部支撐在凹進處27的上端部。在替代實施例中，其他偏置構件也是可能的，例如氣壓缸或以其他方式形式的機械彈黃。襯套21包括開ロ 28，開ロ 28具有限定的長度和限定的軸向位置，止動螺釘29沿著開ロ 28的縱向方向接合在開ロ 28中。利用開ロ 28的長度和位置與止動螺釘29，確定所述行程，對此，襯套21和因此還有套袖22及球容納裝置12可在軸向上移動。利用偏置構件26，在這里為螺旋彈簧，偏置力被施加到襯套21上且因此經螺栓24和襯套22而施加到球容納裝置12。所述偏置力經開ロ 28和止動螺釘29施加到工具11的下部部分20上。在它的靜止位置中，球容納裝置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。可選地，在工具11中設置能夠調整球容納裝置12上的偏置力的裝置(未顯示)。進ー步可選地，工具11的用于調整所述偏置力的裝置或適當的替代裝置可以形成為使它以獨立于所述行程的方式提供恒定的可預定的可調整的偏置力，球容納裝置12利用它移動到工具Ila中。這種裝置可以是例如液壓缸或氣壓缸，它所使用的流體被控制成使得所使用的流體的恒定壓カ以獨立于球容納裝置12的行程的方式維持到工具11中。替代地，柱塞6的行程的調整，即上部工具保持件8和金屬板10之間的距離，和發生力(occurring force)的調整是可能的,其中，當球容納裝置12上的カ變得太大時,柱塞6移離金屬板10，當球容納裝置12上的力變得太小吋，柱塞6移向金屬板10，直到再次出現預先設定力。在這里可以提供偏置構件26;但它不是必不可少的。球容納裝置12上的力可以在工具11中被偵測，或者替代地，在沖壓機I中進行偵測，然后，利用沖壓機I的控制裝置和柱塞控制器7控制柱塞6，從而所述設定力増加。在使用中，在這里，容納在上部工具保持件8中的工具11在Z方向上朝下移動，因而進給，直到球16穿透薄膜18 (見圖3)。在Z方向上的這個位置則被維持。接著，具有薄膜18的金屬板10移動，使得利用球16在金屬板10上的碾軋運動，金屬板10上的薄膜18沿著球16的軌跡被切割。藉此，任意軌跡，還有具有小的半徑，都是可能的。通過完成所述軌跡或者通過到達金屬板的邊緣的軌跡路線和/或到達金屬板中的孔的軌跡路線，出現所述薄膜的単獨區域，所述薄膜的単獨區域可以被移除以便能夠使所述金屬板進行機加工。在與工具11相反的金屬板10的ー側上，使用平坦的模板或具有球輥(ball roll)的模板等作為反向保持件。
通過球容納裝置12可選地可滑動地容納在工具11中，改進了工具11的機加工條件。當球16在金屬板10中的不平坦或者金屬板10的不同厚度上滾動時，球16可以逆著所述偏置力向上移動，其中，損傷金屬板10的風險進一歩降低。當在金屬板10中的不平坦或者金屬板10的不同厚度上滾動時，偏置力稍微增加，但在カ的邊緣線上，在所述金屬板上可能出現劃痕或印痕。通過所述偏置力的進ー步可選的調整能力，球16穿透薄膜18的力可以優選地被調整，以使所述薄膜被切割；然而，金屬板10的表面不被損傷。為了避免這種損傷，替代地，在上部工具保持件8和金屬板10之間距離的調整的執行存在其他可能性。在這里，調整所述距離使得一直存在球16在金屬板10上幾乎恒定的力。所述調整可選地通過控制柱塞6或通過沖壓機I的控制裝置執行，或者它通過工具11中的特殊裝置實現。工具11必須不是必不可少地容納在沖壓機I的上部工具保持件8中。替代地，容納在下部工具保持件9中也是可能的，以便切割金屬板10的下側上的薄膜。此外，工具11能夠可替代地容納在保持件中，該保持件不是用于沖壓工具的工具保持件8，9，而是例如設置為特別適用于工具11。這個保持件還可以設置在所述替代的金屬板加工機中的ー個中，例如激光加工機。而且，工具11不是必須移向金屬板10，而是相反地，金屬板10能夠移向工具11。還有，金屬板10不是必須移動以切割所述薄膜，而是替代地，工具11可被容納，使得工具11相對于固定的金屬板10移動。在具有用于接收流體的空腔17的工具11作為切割所述薄膜的替代應用的實施方式中，它還能夠填充具有腐蝕效果的流體。因此，所述腐蝕劑可以利用球16優選施加在薄膜上，其中，這個應用替代薄膜中輪廓剪力。而且，所述腐蝕劑還可以施加在金屬板10的表面上，進而可以利用工具11蝕刻適當的表面結構。
權利要求
1.一種用于金屬板加工機(I)的工具(11)，用于切割置于待加工的金屬板(10)上的薄膜(18)，所述工具(11)具有 可旋轉地支撐的球(16)，所述球(16)用來利用所述球(16)的碾軋運動切割所述薄膜(18)。
2.根據權利要求所述的工具(11)，其特征在干， 所述工具(11)包括球容納裝置(12)，所述球容納裝置(12)形成為使所述球容納裝置(12)在面向所述金屬板(10)的端部(13)具有容納所述球(16)的容納腔室(14)，并且所述容納腔室(14)形成為使所述球(16)被可旋轉地支撐而不是被以可滑動的方式支撐，所述容納腔室(14)在面向所述金屬板(10)的端部(13)包括孔(15)，并且所述球(16)通過所述孔(15)突出于所述球容納裝置(12)。
3.根據權利要求I或2所述的工具(11)，其特征在干， 所述球容納裝置(12)包括用于容納潤滑劑的另一空腔(17)，所述潤滑劑用于減小所述球(16)的表面和容納腔室(14)的內表面之間的摩擦系數，其中，所述空腔(17)連接所述容納腔室(14)。
4.根據前述權利要求中的任意一項所述的工具(11)，其特征在干， 所述球(16)是用比所述金屬板(10)的材料硬度更高的材料制成的。
5.根據權利要求4所述的工具(11)，其特征在干， 所述球(16)是用陶瓷制成的。
6.根據前述權利要求中的任意一項所述的工具(11)，其特征在干， 所述球(16)具有小于Imm的直徑。
7.根據前述權利要求中的任意一項所述的工具(11)，其特征在干， 所述球容納裝置(12)以沿朝向所述面向金屬板(10)的端部(13)的方向和沿背離所述端部(13)的方向可滑動的方式容納在所述工具(11)中，并且所述工具(11)包括偏置構件(26)，所述球容納裝置(12)利用所述偏置構件(26)在朝向所述端部(13)的方向上被偏置。
8.根據權利要求7所述的工具(11)，其特征在干， 所述工具(11)包括偏置カ調整裝置，所述偏置カ調整裝置構造成在朝向所述端部(13)的方向上以不同量地調整所述偏置構件(26)的偏置力。
9.根據權利要求7或8所述的工具(11)，其特征在干， 所述偏置構件(26)構造成獨立于所述球容納裝置(12)在所述工具(11)中的位移，維持偏置力在朝向所述端部(13)的方向上恒定。
10.根據前述權利要求中的任意一項所述的工具(11)，其特征在干， 所述工具(11)構造成使它可被接收到沖壓機的沖壓工具保持件(8，9)中。
11.ー種金屬板加工機(I)和根據權利要求I至10中的任意一項所述的工具(11)的系統，其特征在于， 所述金屬板加工機(I)包括用于容納所述工具(11)的保持件和用于移動所述金屬板(10)的エ件支撐裝置(4)，并且所述金屬板加工機(I)構造成使所述保持件(8，9)或エ件支撐裝置(4)可移動從而可達到在所述保持件(8，9)和金屬板(10)的表面之間的預定距離，因而所述球(16)穿透所述薄膜(18)且所述預定距離可以被維持，同時所述金屬板(10)相對于所述保持件(8，9)可移動以便切割所述薄膜。
12.根據權利要求11所述的系統，其特征在干， 所述金屬板加工機(I)是沖壓機，所述沖壓機包括エ件移動裝置(5)且所述沖壓機(I)構造成使所述預定距離被維持同時所述金屬板(10)利用所述エ件移動裝置(5)而在ー個平面內可移動。
13.根據權利要求11所述的系統，其特征在干， 所述金屬板加工機(I)是激光加工機。
14.ー種利用具有根據權利要求I至10中的任意一項所述的工具(11)的如權利要求11至13中任意一項所述的系統執行切割應用于金屬板(10)上的薄膜(18)的方法，包括如下步驟 朝向所述金屬板進給所述保持件(8，9)或者朝向所述保持件(8，9)進給所述金屬板(10)，直到達到所述保持件(8，9)和所述金屬板(10)的表面之間的預定距離，從而所述球(16)穿透所述薄膜(18)， 移動所述保持件或者金屬板(10)，從而執行所述工具(11)和金屬板(10)之間的相對移動，其中，所述預定距離被維持使得所述球(16)利用碾軋運動切割所述薄膜(18)。
15.根據權利要求14所述的利用根據權利要求7或8所述的工具的方法，其中，影響將所述保持件(8，9)朝向所述金屬板(10)進給或者將所述金屬板(10)朝向所述保持件(8，9)進給，使得所述保持件和金屬板(10)的表面之間的預定距離被確定，從而所述工具(11)中的球容納裝置(12)在背離所述面向金屬板(10)的端部(13)的方向上在所述工具(11)中移動，直到所述偏置構件(26)的限定的偏置力施加到所述球容納裝置(12)上使得所述球(16)穿透所述薄膜(18) ο
16.根據權利要求14所述的利用根據權利要求9所述的工具的方法，其中，執行將所述保持件(8，9)朝向所述金屬板的進給或者將所述金屬板(10)朝向所述保持件(8，9)的進給，直到達到所述保持件和金屬板(10)的表面之間的距離使得所述球(16)穿透所述薄膜(18)，其中，所述偏置構件(26)的偏置カ被提前確定，并且在所述保持件(8，9)和金屬板(10)之間相對移動期間，所述偏置構件(26)的預定的偏置力代替所述保持件(8，9)和金屬板(10)的表面之間的預定距離維持恒定。
全文摘要
本發明提供一種用于切割金屬板(10)上的薄膜(18)的工具(11)。所述工具(11)包括可旋轉地支撐的球(16)，所述球(16)突出于所述工具(11)的球容納裝置(12)。所述工具(11)的球(16)穿透所述薄膜(18)，然后沿著所述工具(11)和金屬板(10)之間的相對的期望軌跡移動，以便切割所述薄膜(18)的期望區域。
文檔編號B21D22/02GK102689319SQ20121007419
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月20日 優先權日2011年3月21日
發明者H·卡欽納, O·施泰因格魯貝爾 申請人:通快機床兩合公司