用于做出盲孔的方法与流程

根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于在金属工件中做出盲孔的方法。本发明还涉及一种用于实施该方法的装置，以及由该方法并且尤其是通过该装置的辅助制造的沟槽挡块(grooveblock)。

背景技术：

从wo2014/121899a1已知有一种用于在金属工件中做出盲孔的这类的方法，所述金属工件具有至少一个弯曲表面，其中大体上从与曲线水平定向地相切开始并且大体上横向于此，材料的一部分通过冲程运动而沿工件的材料的方向位移。首先，工件设置有用于位移的材料的阴型的容纳部，并且随后通过冲压机沿容纳部的轴向推挤供给的材料，其中遇到冲压机的材料部分地流入到容纳部中。此后，去除延伸超过容纳部的材料。

技术实现要素：

本发明本身关于如下的问题：针对这类的方法指出一种改进的，或者至少替代的实施方式，其尤其是区别在于改进的制造质量。

根据本发明，该问题由独立权利要求1的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。

本发明基于如下的主要构思：提出一种用于做出盲孔的方法，其中结合采用高速切断和传统的切断，并且以这种方式能够实现明显改进的制造质量。在根据本发明的用于在尤其是具有至少一个曲面的金属工件中做出盲孔的方法中，首先设置负极模型，所述负极模型设计为以便基本上至少部分地与工件互补，并且带有第一部分和第二部，其中在负极模型的第一部分中设置有凹陷，所述凹陷基本上与针对材料而待制造的盲孔同轴地布置，所述材料在盲孔的做出期间位移，并且在负极模型的第二部分中针对冲压机设置有引导件，所述冲压机基本上与待制造的盲孔同轴地布置。在此或者冲压机具有比凹陷大的直径，在该情况下在凹陷的端侧空白的区域中的稍后的切断过程期间发生金属工件的材料的压紧，或者凹陷具有内部环形阶梯，在所述内部环形阶梯处在切断过程期间冲压机将金属工件的材料压紧。然而，首先，将其中待做出盲孔的工件布置在负极模型中。随后推动冲压机，尤其是从与曲线水平定向地相切开始并且大体上横向于此，材料的一部分通过推动移动而沿工件的材料的方向位移到工件中，其中冲压机在与工件第一次接触后在第一移动区段b1中以第一速度v1被压入到工件中，使得在第一移动区段b1中遇到冲压机的材料以绝热的状态被切断(高度切断)。此后，冲压机沿着第二移动区段b2以小于第一速度v1的第二速度v2进一步被压入到工件中，使得在第二移动区段b2中遇到冲压机的材料被切断，并且在由凹陷(内径)和冲压机(外径)的不同直径形成的环形阶梯上或者在凹陷中的环形阶梯上被压紧，并且进一步部分地流入到凹陷中。随后，最终，负极模型的第二部分依然能够相对于第一部分移动，并且这正交于盲孔的轴线，并且以这种方式位移到凹陷中的工件的材料被切断，使得盲孔保留在工件中。在本文中冲压机在第一和第二移动区段b1、b2中的穿透的深度t1，2小于工件的总高度h，使得保留盲孔底部。由于根据本发明的通过不同的速度v1、v2的两阶段的切断，因为冲压机的第一移动区段b1中的相对高的速度v1和相对短的脉冲，能够实现带有出色的表明均匀性且还没有相关的结构改变的清洁的分离表面。因此，在第一移动区段b1中，材料被切断并且不能流走，如果冲压机的速度在第二移动区段b2中不减小，则这可能导致负极模型的损坏。由于根据本发明冲压机速度在第二移动区段b2中的减小，然而，能够实现切断的材料到负极模型的第一部分的凹陷中的流动，使得能够创建带有极高的表面质量的盲孔。由于材料在第一移动区段b1中的脉冲状的切断，在此产生的热没有时间流走而进入到工件或冲压机的其余部分。同时，在冲压机的第一移动区段b1中一类柱面被切断，其随后在冲压机的第二移动区段b2中被压紧在凹陷的端侧空白处，或被压紧在凹陷中的环形阶梯处，并且同时被挤出到其中。压紧的区域基本上由冲压机的外径与负极模型的第一部分中的凹陷的内径之间的差导致，或者由于凹陷中的环形阶梯，经由其在冲压机的第一移动区段b1中被绝热地切断的柱面/金属块能够部分地流走。而且，由于切断，能够在结构中进行点焊，使得盲孔由于其制造而具有特别有益的构造。在本文中一方面盲孔底部通过压缩被保持或固定在内部，并且另一方面通过点焊被保持或固定在切断的区域中。当然在本文中清楚的是，使用的金属工件不需要具有弯曲表面，而是也可以自然地具有其他表面或截面。

在根据本发明的技术方案的有益的变型中，冲压机在第一移动区段b1中被压入到工件中大约0.01h≤t1≤0.5h的深度t1。h在此指的是工件的高度。发生有高速切断的第一移动区段b1因此仅延伸工件的高度的1％至50％，优选地甚至小于工件的高度h的10％，使得在第一移动区段b1中被切断的柱面仅稍微地被向下推挤或压紧。这提供了冲压机免于过度磨损的具体的优点。由于冲压机只是尽可能少地刺入工件，只造成绝热的切断，冲压机能够免于磨损。冲压机在第二移动区段b2期间的磨损基本上更少，因为材料以流动的状态放置。在此同样特别积极的是冲压机周围的材料同样处于流动状态放置的效果。

在根据本发明的技术方案的另一个有益的实施例中，冲压机在第一移动区段b1中以大于等于1m/s的第一速度v1被压入到工件的材料中，尤其是以6m/s与8m/s之间的速度v1，特别优选地以大约7m/s的速度v1。在此已经发现，在这些速度下，已经可以实现绝热状态并且因此已经能够实现高速切断。

在根据本发明的技术方案的另一个有益的实施例中，冲压机在第二移动区段b2中以小于0.15m/s的第二速度v2被压入到工件中，尤其是以小于等于0.005m/s的速度v2。因此，在第二移动区段b2中发生有传统的切断或挤出，在此期间以冲压机的明显减小的第二速度v2进一步驱动分离的柱面穿过工件，并且随后挤出到负极模型的第一部分的凹陷中。在该过程中，柱面至少部分地由其径向外端面抵靠负极模型的第一部分的较小直径的凹陷而支撑，或抵靠凹陷中的环形阶梯而支撑。因此，柱面的材料能够有益地在环形阶梯的区域中被压紧，使得能够有益地实现突出的材料的后续的切断。在本文中一方面盲孔底部通过压缩而保持或固定在内部，并且另一方面通过点焊而保持或固定在切断的区域中。

本发明还基于如下的主要构思：指出一种用于实施在前面段落中描述的方法的装置，其中根据本发明的该装置包括负极模型，其设计为以便至少部分地与待加工的工件互补，并且带有第一部分和第二部分。待加工的工件能够被夹在在第一和第二部分之间同时做出盲孔。在负极模型的第一部分中设置有基本上与针对在做出盲孔期间位移的材料而待加工的盲孔同轴地布置的凹陷，同时在负极模型的第二部分中设置有基本上与待加工的盲孔同轴布置的用于冲压机的引导件。在本文中根据本发明的装置的冲压机通过位移装置移动，所述位移装置设计为使得其能够在不同的移动区段b1、b2中以不同的进给速度v1、v2移动冲压机。以这种方式，能够在两个不同的移动区段b1、b2中以两个不同的移动速度v1、v2实施根据本发明的方法，其中在第一移动区段b1中由于冲压机的较高的第一速度v1而能够进行高速切断，同时在冲压机的第二移动区段b2中通过相对明显降低的第二速度v2而可以进行传统的切断。在本文中负极模型的第一部分中的凹陷的直径比冲压机的直径小，使得在冲压机与凹陷之间产生一种环形阶梯，导致压紧并且因此也导致之后的盲孔底部的内部焊接。可替代地，对于凹陷的直径还能够想到与冲压机的直径相同，其中在该情况下凹陷具有环形阶梯，其导致压紧并且因此也导致之后的盲孔底部的内部焊接。负极模型的第二部分还可以基本上与冲压机轴线正交地相对于负极模型的第一部分移动，使得能够进行通过冲压机而被挤出到凹陷中的材料的切断。因此，通过这样的装置的辅助，首次能够通过组合高速切断和普通切断做出盲孔，具有前面段落中描述的优点。

在根据本发明的装置的另一个有益的实施例中，冲压机具有大约3.5至4.5mm，尤其是大约4.1mm的直径ds。另外地或可替代地，凹陷在负极模型的第一部分中可以具有大约3.6mm的直径da，由此明显的是，根据凹陷的第一实施例的冲压机在任何情况下具有比凹陷的内径更大的外径。由于在直径方面相比于凹陷更大的冲压机，能够在环形区域中进行盲孔底部的压紧，在所述环形区域中冲压机抵抗较小直径的凹陷的端侧边缘推动待位移的材料。以这种方式，特别是能够进行压缩以及内部焊接。同样保持布置有环形阶梯的凹陷。

方便地，负极模型的第一部分被灵活地安装。由于负极模型的第一部分的灵活安装，尤其是冲压机的以脉冲方式施加的运动的一部分在第一移动区段b1中能够被抵消，这尤其是有利于保护负极模型的第一部分免于如果负极模型的第一部分没有被灵活地安装由于第一移动区间b1中的大脉冲而可能发生的损坏。

本发明还涉及如下的主要构思：由上述方法做出沟槽挡块，凭此这样的沟槽挡块被给予还能够经济地制造的非常精确的盲孔。随后，例如，弹簧加压的支撑元件能够集成在该盲孔中。当然，这样的沟槽挡块也可以另外地具有贯通开口，其由本发明的方法类似地制造，但在该情况下冲压机和凹陷具有相同的直径。通过这样的能够随后设置有内部螺纹的贯通开口，能够例如保持用于沟槽挡块的固定的螺纹。

本发明的进一步重要的特征和益处将从从属权利要求、附图以及通过附图的辅助的对应的附图描述显现。

当然，在没有离开本发明的范围的情况下，上述的特征以及那些留待在下文中说明的特征不仅可以用在具体提出的结合中，而且还可以用在其他结合中或者单独使用。

附图说明

本发明优选的示例性实施例表现在附图中，并且将在下面的描述中更加详细地描述，其中相同的附图标记属于相同或相似或功能上相同的部件。

在附图中，

图1a-d示意性地示出了用于实施根据本发明的用于做出盲孔的方法的方法的各种步骤，

图2示意性地示出了说明所述方法的速度与时间图标，

图3示意性地示出了根据本发明的方法做出的沟槽挡块，

图4示意性地示出了穿过带有根据本发明做出的沟槽挡块的轮廓件的截面表示，

图5a、b分别示意性地示出了图1a和图1b中的表示，只是在第一位置带有不同的凹陷。

具体实施方式

根据图1a-图1d以及图5a、图5b，示出了根据本发明的用于实施在接下来的段落中说明的用于在金属工件4(尤其是具有至少一个弯曲表面3)上做出盲孔2的方法的装置1。在本文中根据本发明的装置1包括负极模型(negativeform)5，其形成为以便至少部分地与待机加工的工件4互补，并且带有第一部分6(阴模)和第二部分7。在负极模型5的第一部分6中设置有凹陷8，所述凹陷8基本上与针对材料9制造的盲孔2同轴地布置，所述材料9在盲孔2的做出期间位移(参见图1b至图1d)，凹陷8优选地沿待机加工的工件4的方向锥形地变尖，使得在切断之后挤出到凹陷8中的材料能够自动地向下掉落。在负极模型5的第二部分7中设置有用于冲压机11(阳模)的引导件10，所述引导件10基本上与待做出的盲孔2同轴地布置。通过仅在图1b中高度图式化地示出的位移装置12，冲压机11能够沿轴向方向13(即，与待制造的盲孔2和引导件10以及凹陷8同轴)移动，位移装置12还设计为使得其能够通过不同的速度v1和v2而在不同的移动区段b1和b2中移动冲压机11。

在本文中，根据图1a-d负极模型5的第一部分6中的凹陷8的直径da小于在待机加工的工件4上的位置的冲压机11的外径ds(参见图1a)。

在图5a、图5b中，同样在负极模型5的第一部分中设置有凹陷8，所述凹陷8大体上与针对材料9待制造的盲孔2同轴地布置，所述材料9在盲孔2的做出期间位移(参见图5b)，但其具有环形阶梯15a，使得直径da在环形阶梯15a的区域中突然改变，沿向下的方向突然减小。在图5a、图5b所示的环形阶梯15a的下方，凹陷8优选地以锥形变宽，使得在该情况下被挤出到凹陷8中的材料9在切断之后没有自动地向下掉落，而是保持在环形阶梯15a处。在本文中环形阶梯15a上方的第一部分6中的凹陷8的直径(内径)da可以对应于冲压机11的外径ds。在负极模型5的第一部分6的下侧，直径da也可以再次对应于由于锥形变宽的直径ds。环形阶梯15a上方的凹陷8的深度t1应当基本上至少对应于第一移动区段b1的深度t1(hgss深度)。对于深度t1同样能够想到被限定为t1+x，其中x对应于假定开始压缩所用的控制参数。由于该构造，能够省略负极模型5的第一部分6的灵活(弹性elastic)的安装，因为在通过第一速度v1的高速切断期间在第一移动区段b1期间被排出的材料9将不会冲击和破坏阴模，即，第一部分6。因此，直到环形阶梯15a的深度t1优选地大约为0.01h≤t1≤0.5h，优选地t1≤0.1h，其中h代表工件4的总高度。

而且，在根据本发明的装置1中，负极模型5的第一部分6能够基本上正交于轴向方向13移动，即，在此关于冲压机轴线14，相对于负极模型5的第二部分7，如图1d所示，使得挤出到凹陷8中的材料的切断可能在盲孔2的做出期间发生。纯理论地，当然在本文中对于负极模型5的第二部分7也能够想到相对于第一部分6能够移动，或者两个部分6、7相对于彼此能够移动。

根据本发明的用于做出盲孔2的方法如下地起作用：

首先，如图1a、图5a所示，设置带有第一和第二部分6、7的负极模型5并且将待机加工的工件4布置在其中。此后，通过位移装置12沿轴向方向13朝向工件4移动冲压机11，其中冲压机11在与工件4第一次接触之后通过第一速度v1在第一移动区段b1(同样参见图2)中被压入到工件4中，其中v1是高的使得在第一移动区段b1中遇到冲压机11的材料在绝热的状态下被切断。该状态例如由图1b、图5b表示。负极模型5的第一部分6被灵活地(弹性elastically)安装，尤其是为了承受在第一移动区段b1期间发生的高脉冲(冲击)而没有损坏。

此后，冲压机11在第二移动区段b2中通过小于第一速度v1的第二速度v2向工件4的进一步冲压，使得在第二移动区段b2中遇到冲压机11的材料被切断并且同时在由凹陷8和冲压机11的不同直径da和ds形成的环形阶梯15上(参见图1c)或者在环形阶梯15a上被压紧，并且还部分地被挤出到凹陷8中。在图1c中，为了更加清楚不再示出冲压机11。

在图1d的表示中，在该方法的可选的后续步骤中，在负极模型5的第一部分6和第二部分7之间基本上正交于轴向方向13或冲压机轴14而发生相对位移，或者反之亦然，所述冲压机轴14同时也表现了盲孔轴或凹陷轴，并且因此位移到凹陷8中的材料9被切断。此后，设置有根据本发明提供有盲孔2的工件4能够被从负极模型5去除。

考虑图2，例如，可以在其中识别各个移动区段b1和b2以及对应的速度v。

冲压机5在第一移动区段b1中通过大于等于1m/s的第一速度v1，尤其是通过6m/s≤v1≤8m/s，特别优选的是通过v1≈7m/s而被压入到工件4中。在该过程中，发生所谓的高速切断，通过其能够实现特别顺畅的表面。然而，由于高的第一速度v1和相伴的高脉冲，在本文中没有能够发生挤出。在接下来的第二移动区段b2中，第二速度v2明显减小并且优选小于0.5m/s，尤其小于等于0.15m/s，或者甚至特别优选地v2≤0.005m/s，由此可能发生由冲压机11引起位移的材料9的到凹陷8中的挤出。最后的移动区段b3仅仅表示冲压机11返回到其开始位置。

冲压机11在第一移动区段b1中被压入到工件4中大约0.01h≤t1≤0.5h的深度t1，其中h代表工件4的整体高度。冲压机11在该情况下在第一移动区段b1中优选地小于10％地被压入到工件4中，即，t1≤0.1h。冲压机1在第一和第二移动区段b1、b2中以大约0.8h≤t1，2≤0.9h的总深度t1，2＝t1+t2被压入到工件4中，使得在从盲孔2去除冲压机11后保留有带有大于0.1h至0.2h的厚度的盲孔底部16。

如果工件4例如被设计为沟槽挡块17(参见图3和图4)，则其可以具有大约7.3mm的高度h，大约6.3mm的盲孔t1，2的总深度，以及带有大约1.0mm的厚度的盲孔底部16。

根据本发明制造的工件4能够例如为沟槽挡块17，其在根据本发明制造的盲孔2中接纳弹簧加压固定元件18，沟槽挡块12通过所述弹簧加压的固定元件18能够被保持在底切沟槽19(参见图4)中。当然，除盲孔2以外，沟槽挡块17还可以具有以相似的方式制造的贯通开口20(参见图3)，在所述贯通开口20中内螺纹被切割以接纳紧固螺钉。当然，同样清楚的是，图示出的沟槽挡块17不需要具有弯曲表面3，而且当然也能够被设计为矩形的挡块，或者三角形截面。

通过根据本发明的方法和根据本发明的装置1，能够由生产技术并且还以经济的方式制造精确的盲孔2。