Technische Information Stanzbearbeitung

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Technische Information
Stanzbearbeitung
Technologie, Werkzeuge, Praxis
Technische
Information
Stanzbearbeitung
Technologie, Werkzeuge, Praxis
Ausgabe: 10/2006
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ist.
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Zum Inhalt
Die Technische Information "Stanzbearbeitung" ermöglicht Ihnen,
sich in Kürze über das Wesentliche zu den Themen Stanzen, Nibbeln und Umformen zu informieren.
Nach einer kurzen Definition der notwendigen Begriffe werden die
Komponenten einer Stanzmaschine beschrieben. Eine Vorstellung
des TRUMPF Werkzeugsystems schließt sich an. Es folgen
Schwerpunkte wie leise Stanzbearbeitung, kratzerfreie Bearbeitung und Maßnahmen zum Erhalt ebener Bleche. Informationen
und Tipps aus der Praxis runden die Themen ab.
Am Ende der Technischen Information "Stanzbearbeitung" finden
Sie ein Glossar und einen Index, der Ihnen ein schnelles Auffinden
bestimmter Informationen erleichtert.
Vertiefende Informationen zu Spezialthemen oder einzelnen Werkzeugen sind in weiteren Technischen Informationen und Werkzeuginformationen erschienen.
T450DE.DOC
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5
Inhaltsverzeichnis
1.
1.1
Stanzen, Nibbeln, Umformen............................................8
Definitionen und Begriffe .....................................................8
Stanzen...........................................................................8
Nibbeln..........................................................................11
Umformen .....................................................................13
2.
2.1
Konzept einer Stanzmaschine........................................14
Komponenten einer Stanzmaschine..................................14
Maschinenrahmen ........................................................15
Hydraulischer Stanzkopf...............................................16
Werkzeugaufnahme .....................................................17
Linearmagazin ..............................................................18
Koordinatenführung ......................................................19
Maschinentische ...........................................................20
CNC-Steuerung ............................................................20
Stanzbearbeitung...............................................................21
Maschine beschicken ...................................................21
Programm abarbeiten...................................................21
Teile ausschleusen.......................................................23
Pratzen-Totbereiche .....................................................25
Nachsetzen...................................................................26
Automatische Beschleunigungsprogrammierung.........26
Werkzeugverwaltung .........................................................27
Automatisierung.................................................................29
2.2
2.3
2.4
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.7
Werkzeugsystem .............................................................30
Stempel mit Justierring ......................................................31
Abstreifer............................................................................39
Matrize ...............................................................................40
Kriterien zur Werkzeugauswahl.........................................42
Werkzeuge und Werkstück...........................................42
Werkzeuge und Bearbeitungsqualität ..........................43
Werkzeuge und betriebliche Erfordernisse ..................46
Werkzeugarten ..................................................................46
Werkzeugpflege.................................................................48
Werkzeuge schärfen.....................................................48
Werkzeuge mit QuickSet einstellen..............................49
Werkzeuge mit Einstellvorrichtung einstellen...............50
Werkzeuge mit QuickLoad laden..................................51
Werkzeuge mit Klebepads bekleben............................52
Werkzeuge lagern ........................................................53
Werkzeugkataloge .............................................................54
4.
Leise Stanzen und Nibbeln mit Softpunch....................56
3.5
3.6
6
Inhaltsverzeichnis
T450DE.DOC
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
5.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
T450DE.DOC
Einführung .........................................................................56
Vergleich: Stanzen und Nibbeln mit und ohne
Softpunch...........................................................................57
Verlauf einer Stanzfolge ....................................................58
Parameter der Geräuschminderung ..................................59
Tabellensammlung ............................................................62
Stanz- und Nibbelbearbeitung ohne Kratzer.................64
Bürstentische .....................................................................64
Spezielle Werkzeuge .........................................................65
Klebepads.....................................................................65
Butzenrückhaltematrizen ..............................................68
Weitere Maßnahmen ....................................................69
Die Lösung: Maßnahmen kombinieren..............................70
Tipps für die Praxis ............................................................71
Was sonst noch möglich ist ...............................................72
6.
6.1
6.2
6.3
Ebene Bleche beim Stanzen und Nibbeln .....................74
Einführung .........................................................................74
Ursachen der Verformung .................................................74
Strategien zum Verringern der Verformung.......................76
Geeignete Stempel und Matrizen auswählen...............76
Spannungsarm bearbeiten durch richtige
Werkzeugwahl ..............................................................76
Niederhalter einsetzen..................................................77
Vor- und Nachstanzen..................................................81
7.
7.1
7.2
7.3
7.4
Glossar..............................................................................82
Arbeitsweise des hydraulischen Stanzkopfes ...................82
Maximalleistungstabellen...................................................84
Vorschubschritt ..................................................................85
Zugfestigkeit ......................................................................90
8.
Index..................................................................................93
Inhaltsverzeichnis
7
1.
Stanzen, Nibbeln, Umformen
1.1
Definitionen und Begriffe
Stanzen und Nibbeln sind mechanische Trennverfahren in der
industriellen Fertigung. Mit diesen Trennverfahren können Ausschnitte und Konturen beliebiger Form und Größe (innerhalb des
Arbeitsbereichs der Maschine) in ebenen Werkstücken hergestellt
werden.
Stanzen
Fig. 28519
Prozess
8
Das Stanzen gehört zur Gruppe "Scherschneiden" (DIN 8588).
Beim Scherschneiden befindet sich das Blech zwischen zwei
Werkzeugschneiden, die sich parallel aneinander vorbei bewegen
und dabei das Blech durchtrennen. Der Stempel taucht so weit in
die Matrize ein, dass er das Blech durchstanzt. Der Stanzbutzen
wird nach unten ausgeschoben. Stanzen umfasst das Herstellen
einer Außenform (Ausschneiden) und das Herstellen einer Innenform (Lochen).
T450DE.DOC
Beispiel: Lochkreis
Fig. 19726
Beim Stanzen entspricht der Durchbruch im Werkstück der Geometrie des Stempels. Lochreihen, Lochkreise und Lochgitter entstehen dadurch, dass nach jedem Einzelhub das Werkstück entsprechend dem vorgegebenen Maß versetzt wird.
T450DE.DOC
Anwendung
Das mechanische Trennverfahren Stanzen kommt immer dann in
Betracht, wenn Durchbrüche mit einem Hüllkreisdurchmesser von
max. 76.2 mm gefertigt werden sollen.
Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit einer Stanzmaschine, also die Anzahl der
Hübe pro Minute, ist von folgenden Parametern abhängig:
• Geschwindigkeiten der Achsen.
• Lochmittenabstand der einzelnen Stanzungen.
• Materialdicke.
• Stanzkraft der Maschine.
• Blechgewicht.
• Nachschleifzustand des Werkzeugs (Werkzeuglänge).
• Einsatz flacher oder schergeschrägter Stempel.
• Anwendung spezieller Stanzfunktionen, z. B. erhöhte Arbeitslage zum Umformen.
Stanzfolgetabellen
Einen Überblick über die resultierenden Hubzahlen geben die
Stanzfolgetabellen, die zu jedem Stanzmaschinentyp erstellt werden. Sie werden für unterschiedliche Bearbeitungssituationen
errechnet, beispielweise auch für den Einsatz eines Umformwerkzeugs oder eines Multitools (Mehrfachwerkzeug).
9
X-Achse
Materialdicke
1
3
4
6
8
Werkstückgewicht
[kg]
25
75
100
150
200
Lochabstand [mm] Hübe/min
1
1200
704
613
484
316
5
847
527
464
422
315
10
721
451
397
365
296
25
532
372
321
301
246
50
422
312
277
260
209
100
323
257
228
213
173
200
238
204
185
171
152
Beispiel einer Stanzfolgetabelle, bezogen auf die
X-Achse
Tab. 1
Die maschinenspezifischen Stanzfolgetabellen finden Sie in der
Betriebsanleitung zur Maschine.
Vorteil
10
Der Vorteil des Stanzens gegenüber dem Nibbeln liegt darin, dass
mit nur einem Hub, also schnellstmöglich, die vollständige Geometrie ins Blech eingebracht wird. Außerdem erzeugt das Stanzen
eine glatte Schnittkante.
T450DE.DOC
Nibbeln
Fig. 28520
Prozess
Nibbeln bedeutet das stückweise Abtrennen des Werkstoffs längs
einer beliebig geformten Schnittlinie durch eine Vielzahl von Einzellochungen (DIN 8588: Knabberschneiden). Dabei ist der
Abstand von Loch zu Loch kleiner als die Abmessung des Stempels.
Im Nibbelverfahren wird bei ständiger Auf- und Abbewegung (kontinuierlicher Hubfolge) des Stempels das Werkstück schrittweise in
der gewünschten Vorschubrichtung bewegt. Die Vorschubsteuerung sorgt dafür, dass das Werkstück jeweils kurz vor dem Eintauchen des Stempels in die Werkstückoberfläche zum Stillstand
kommt.
T450DE.DOC
11
Der nächste Vorschubschritt beginnt, sobald sich der Stempel wieder oberhalb des Werkstücks befindet. Durch die fortlaufende Wiederholung dieses Vorgangs wird das Ausschneiden der gewünschten Werkstückform in eine Vielzahl kleiner Einzelschnitte
aufgeteilt.
Für die Größe der einzelnen Vorschubschritte sind vor allem folgende Faktoren maßgeblich:
• Art und Größe des verwendeten Werkzeugs.
• Geforderte Güte bzw. Rauigkeit der Nibbelkante.
Der maximal zulässige Vorschubschritt ist von der Materialdicke
und der Hubzahl des Stößels abhängig.
Weitere Informationen zur Wahl des geeigneten Vorschubschritts
finden Sie im Glossar.
Anwendungen, Vorteile
Nibbelwerkzeuge
Aufgrund der Aufteilung des Schneidvorgangs in eine rasche Folge
von Teilstanzungen mit einem einfachen Werkzeug, ist das Nibbelverfahren insbesondere für folgende Arbeiten sinnvoll einzusetzen:
• Zum Herstellen von Ausschnitten und Umrissen beliebiger
Form und Größe, die nicht mehr mit nur einem Hub des Stößels erzeugt werden können:
–
Weil die geforderte Größe über dem max. Hüllkreisdurchmesser des Werkzeugs von 76.2 mm liegt.
–
Weil die max. Stanzkraft der Maschine überschritten
würde.
• Zum Fertigen auch ungewöhnlich geformter Ausschnitte, für
die die Anschaffung eines Spezialwerkzeugs, das entsprechende Ausschnitte in einem Stanzhub bewältigen könnte, zu
zeitraubend oder zu teuer wäre.
• Die benötigte Werkzeuganzahl für einen Auftrag lässt sich oft
dadurch reduzieren, dass Durchbrüche statt gestanzt auch
genibbelt werden können. Daraus resultieren häufig Zeitvorteile im Produktionsprozess.
Alle TRUMPF Stanzwerkzeuge können grundsätzlich auch zum
Nibbeln eingesetzt werden. Vorzugsweise sind aber Werkzeuge
mit Stempeldurchmessern bzw. -kantenlängen zwischen 4 und
30 mm zu verwenden.
Stempel, die vorwiegend zum Nibbeln, insbesondere für die Bearbeitung von dickeren Blechen und solchen mit höherer Festigkeit
benutzt werden, gibt es in folgenden Ausführungen:
• Spezielle Werkstoffe, z. B. HSS (HochgeschwindigkeitsSchnellschnitt-Stahl).
• Beschichtungen, z. B. TICN (Titan-Carbonnitrid).
Dadurch
erreicht.
12
werden
wesentlich
höhere
Werkzeug-Standzeiten
T450DE.DOC
Umformen
Beispiel: Durchzüge
T450DE.DOC
Fig. 28521
Prozess
Zum Umformen gibt es verschiedene Verfahren, bei denen das
Blech durch plastisches Verformen verändert wird. Umformungen
sind z. B. Durchzüge, Kiemen, Sicken und Gewinde.
Weitere Verfahren
Neben dem Umformen gibt es noch weitere Verfahren, die auf
einer Stanzmaschine zum Einsatz kommen können:
• Signieren
• Prägen
• Ankörnen
13
2.
Konzept einer Stanzmaschine
2.1
Komponenten einer Stanzmaschine
5
4
2
3
6
1
7
8
9
10
14
13
11
12
1
Maschinentisch
6
Hydraulikaggregat
11 Werkzeugrotation
2
Stößel
7
Querschiene
12 Späne und Stanzbutzen
3
Stößelsteuerung
8
Linearmagazin
13 Werkstück
4
Spannpratzen
9
Werkzeuge
14 Teileklappe
5
C-Rahmen
10 Blechtafel
Prinzipdarstellung
14
Fig. 28522
T450DE.DOC
Maschinenrahmen
FEM-berechneter Maschinenrahmen
C-Rahmen
T450DE.DOC
Fig. 25888
Der Maschinenrahmen nimmt die zum Stanzen erforderlichen
Kräfte auf. Er ist in C-Form nach vorne geöffnet ausgebildet. Der
C-Rahmen erlaubt eine sehr gute Zugänglichkeit des Arbeitsbereichs und die Bearbeitung übergroßer Blechtafeln durch Drehen.
15
Hydraulischer Stanzkopf
Fig. 28800
Herzstück der Stanzmaschine
Der Stanzkopf ist das Herzstück einer TRUMPF Stanzmaschine.
Der hydraulische Stanzkopf arbeitet kraft- und energieoptimiert.
Die erforderliche Stanzkraftstufe wird in Abhängigkeit von der
benötigten Stanzkraft automatisch angewählt.
Hydraulischer Stößel
Der hydraulische Stößel verfügt über eine eigene NC-Achse, die
Start- und Umkehrpunkt der Stößelbewegung automatisch an die
Materialdicke anpasst. Eine Hydraulikpumpe erzeugt den erforderlichen Öldruck (bis 230 bar), der über einen Zylinder in einen
Stanzhub umgesetzt wird. Hubzahlen bis 1200 min-1 sind heute
möglich.
Ausführliche Informationen zur Arbeitsweise des hydraulischen
Stanzkopfes finden Sie im Glossar.
16
T450DE.DOC
Werkzeugaufnahme
Rotierende Werkzeugaufnahme
Fig. 28523
Der Stößel nimmt als obere Werkzeugaufnahme den Stempel mit
Abstreifer auf, die untere Werkzeugaufnahme die Matrize. Obere
und untere Werkzeugaufnahme sind einander zentrisch zugeordnet. Die lange hydraulische Führung des Stößels sorgt für die hohe
Maßgenauigkeit der Werkzeugzuordnung und erlaubt extrem
außermittige Belastungen des Werkzeugs z. B. beim Nibbeln und
Ausklinken.
Rotationsachse
T450DE.DOC
Die Werkzeugaufnahme ist als Rotationsachse ausgeführt, was
eine Drehung aller Werkzeuge ermöglicht. Die Werkzeugrotation
reduziert die benötigte Werkzeuganzahl, den Rüstaufwand und die
Anzahl der Werkzeugwechsel.
17
Linearmagazin
Fig. 47129
Im Linearmagazin sind die für die Bearbeitung notwendigen Werkzeuge untergebracht. Sie werden manuell in die vorgesehenen
Positionen eingerastet oder automatisiert mit dem externen Werkzeugspeicher ToolMaster 40/70 übergeben. Das Linearmagazin ist
entlang der Querschiene montiert und nutzt die vorhandenen
Bewegungsachsen aus.
Aufnahme von Werkzeugen
und Spannpratzen
18
Ein zur Bearbeitung benötigter Werkzeugsatz wird durch programmiertes Verfahren der Koordinatenführung – und somit des
Linearmagazins – in die Werkzeugaufnahme des Stanzkopfes
eingewechselt. In das Linearmagazin sind neben den Werkzeugen
auch die Spannpratzen zur Werkstückklemmung integriert.
T450DE.DOC
Koordinatenführung
Fig. 26181
Positionieren des Blechs
T450DE.DOC
Die von den Spannpratzen gehaltene Blechtafel wird während der
Bearbeitung von der Koordinatenführung programmgesteuert in
Längs- und Querrichtung positioniert. Zahnstangen-Ritzelsysteme
führen die Verfahrbewegungen aus. Hochdynamische Antriebe
sorgen für Positioniergeschwindigkeiten bis zu über 100 m/min.
19
Maschinentische
X
Y
Fig. 28752
Unterstützen des Blechs
Die Maschinentische dienen zur Unterstützung der Blechtafel während der Bearbeitung. Die möglichst vollständige Unterstützung
verringert die Schwingungen und ein Durchhängen des Blechs
beim Positionieren. Die Maschinentische sind in Y-Richtung fahrbar ausgeführt. Für eine kratzerarme Bearbeitung des Blechs sorgen Kugeln oder Bürsten, die in die Tischoberfläche integriert sind.
CNC-Steuerung
Koordinieren der Antriebe
20
Sämtliche Bearbeitungsfunktionen und die Positionierung des
Blechs erfolgen CNC-gesteuert. Die CNC-Steuerung koordiniert
die Antriebe, um die zeitliche Abstimmung der einzelnen Verfahrbewegungen und die exakte Zuordnung von Koordinatenführung
(Werkstückpositionierung) und Stößel (Stanzhub) zu gewährleisten.
T450DE.DOC
2.2
Stanzbearbeitung
Maschine beschicken
Der Bediener bestückt das Linearmagazin vor der Bearbeitung mit
Werkzeugkassetten, die bereits zu Werkzeugsätzen zusammengestellte Werkzeuge enthalten. Anschließend bringt er das Rohblech auf die Maschinentische, wo es durch die Spannpratzen
geklemmt wird. Das zuvor erstellte Programm (z. B. mit Hilfe von
TruTops Punch) wird an der Steuerung aufgerufen.
Blechqualität
Es empfiehlt sich bereits bei der Bestellung der Rohbleche, dem
Lieferanten Vorgaben bezüglich Ebenheit, Maßhaltigkeit, Lagerung
und Qualität im Allgemeinen zu machen. Die betreffenden DINNormen sind DIN EN 10131/10029/10051 und DIN EN 10130.
Be-/Entladehilfe
Um das Einlegen des Rohblechs bei Bürstentischen, bei Großformatblechen oder dicken Blechen zu erleichtern, können optional
anhebbare Kugeln in den Maschinentischen aktiviert werden, auf
denen das Blech beim Einlegen rollen kann.
Programm abarbeiten
TruTops Punch-Darstellung
28548
Meist fertigt man aus einer Blechtafel mehrere, oft identische Teile.
Zunächst bearbeitet das in die Werkzeugaufnahme eingewechselte Werkzeug alle gleichen Elemente der Blechtafel. Anschließend wird das nächste Werkzeug eingewechselt. Erst wenn die
Blechtafel vollständig bearbeitet ist, trennt die Maschine die einzelnen Werkstücke mit einem Werkzeug aus.
T450DE.DOC
21
22
Optimierungsmaßnahmen
Bereits bei der Programmierung einer Blechtafel wird die Abarbeitung eines Programms auf Schnelligkeit und Effizienz optimiert:
• Wenn Umformungen vorgesehen sind, sollte die variable Umformlage des Stößels genutzt werden. Dies ermöglicht ein
Überfahren der Umformungen mit minimalem Abstand.
• Beim Herstellen fortlaufender Umformungen, z. B. Sicken, soll
im Feinblech darauf geachtet werden, dass das Blech immer
auf Zug bearbeitet wird, d. h. die Bearbeitung soll aus Gründen
der Stabilität möglichst in Pratzennähe erfolgen. Außerdem
empfiehlt sich z. B. zur Erzeugung von Kreisen, die Programmierung zweier überlappender Halbkreise, um ein
Zusammenschieben des Blechs zu vermeiden.
• Wenn eine Geräuschminderung und damit der Einsatz von
Whispertools nicht notwendig ist, können zur schnelleren
Bearbeitung flache Stempel eingesetzt werden.
• Beim Nachsetzen sollte immer auf eine mittig aufgespannte
Blechtafel geachtet werden, um Ungenauigkeiten durch
unsymmetrische Pratzenpositionen zu vermeiden.
Automatisierung
Bei Maschinen mit Automatisierung führen folgende Maßnahmen
häufig zu kürzeren Prozesszeiten:
• Auf die Funktion "Abschälen" kann unter Umständen bei größeren Materialdicken und fettfreien Blechen verzichtet werden.
• Besäumt werden sollte immer auf der linken Seite. So kann
das (L-förmige) Restgitter sicher von rechts mit den Zangen
des GripMaster 500/5000 gegriffen werden.
• Feinbleche werden beim Einlegen mit dem SheetMaster
eventuell verspannt. Mit der Funktion "Blech entspannen"
werden eine höhere Sicherheit und eine höhere Genauigkeit
erreicht. Dabei werden die Pratzen nochmals geöffnet und
anschließend wieder geschlossen, sodass das Blech sich
entspannt.
T450DE.DOC
Teile ausschleusen
Programmierbare Teileklappe
Fig. 26183
Starre Rutschen und eine programmierbare Teileklappe ermöglichen nach der Bearbeitung ein zügiges Ausschleusen der Gut- und
Abfallteile aus dem Arbeitsbereich der Maschine.
Optimierungsmaßnahmen
T450DE.DOC
Im Sinne eines schnellen Ausschleusens und um die gesamte
Prozesszeit zu verkürzen, können folgende Maßnahmen ergriffen
werden:
• Ein reihenweises Ausschieben nach dem jeweils letzten Hub
(bei Gitterfertigung) mit offener Teileklappe reduziert die
Ausschiebezeit. Dabei soll der Teilesensor aus Sicherheitsgründen aktiviert sein.
• Das Ausschleusen der Teile kann auch mit dem Stößel in
höchster Lage durchgeführt werden. Durch das Eigengewicht
des jeweiligen Teils kippt dieses ungehindert über die Teileklappe in den Kübel oder auf ein Förderband.
• Bei nicht automatisierten Maschinen kann das Zerstanzen des
Restgitters bei entsprechender Teilegeometrie, Materialdicke
und je nach Ausnutzung der Blechtafel eine sinnvolle Alternative zum manuellen Abräumen sein. Zum Beispiel bei geraden
Teilen im Feinblech ist das Zerstanzen sinnvoll.
23
24
Automatisierung
Bei automatisierten Maschinen führen folgende Maßnahmen in der
Regel zusätzlich zu kürzeren Prozesszeiten:
• Zuerst sollen die großen Gutteile mit dem SheetMaster
entnommen werden. Während anschließend die kleineren
Teile durch die Teileklappe bzw. Rutschen ausgeschleust werden, kann der SheetMaster bereits ein neues Rohblech vorbereiten.
• Das Ausschleusen mit dem SheetMaster soll in der Reihenfolge von links nach rechts erfolgen, um Kollisionen mit bereits
freigestanzten, aber noch nicht ausgeschleusten Teilen zu
verhindern.
Entsorgung
Restgitter und Abfallteile sollen nach Materialart sortiert in Containern zur Abholung bereitgestellt werden.
T450DE.DOC
Pratzen-Totbereiche
Bedingt durch die geometrischen Abmessungen von Werkzeugaufnahme und Spannpratzen, ergeben sich in unmittelbarer Nähe
der Spannpratzen Bereiche, in denen keine Bearbeitung erfolgen
kann. Diese so genannten Pratzen-Totbereiche müssen bei der
Programmierung unbedingt beachtet werden. Dies gilt sowohl für
das Einbringen von Durchbrüchen und Konturen ins Blech als auch
für das Anfahren von der dem Pratzen-Totbereich naheliegenden
Positionen.
Totbereiche bei
geschlossenen Pratzen
1
97
72
97
2
1
Pratze
2
Totbereich
Fig. 28526
Totbereich bei geöffneten
Pratzen
Das Verfahren mit geöffneten Pratzen, z. B. beim Nachsetzen, ist
nur außerhalb des Totbereichs in X-Richtung erlaubt. D. h. entlang
des Linearmagazins ist eine minimale Streifenbreite von 85 mm
erforderlich.
Totbereiche bei Einsatz von
Multitools
Multitools bedingen durch die exzentrische Anordnung ihrer Einzelwerkzeuge größere Pratzen-Totbereiche.
Multitool
HüllkreisDurchmesser
Totbereich in XRichtung
Totbereich in YRichtung
5-fach
20 mm
234 mm
92 mm
10-fach
26 mm
246 mm
98 mm
Pratzen-Totbereiche bei Einsatz von Multitools
T450DE.DOC
Tab. 2
25
Nachsetzen
Anwendung
Nachsetzen kann erforderlich sein bei:
• Bearbeitung überlanger Bleche.
• Bearbeitung im Pratzen-Totbereich.
Zwei Möglichkeiten
Nachsetzen kann erfolgen:
• Mit Hilfe des aktiven Niederhalters. Das Blech wird unter dem
Stanzkopf mit Hilfe des Niederhalters geklemmt, während die
geöffneten Pratzen verfahren. Voraussetzung ist ein eingewechseltes Stanzwerkzeug bei abgewählter Umformlage (erhöhte Stößellage).
• An einigen Maschinen mit optionalen Nachsetzzylindern. Diese
klemmen das Blech während die geöffneten Pratzen verfahren.
Umformungen
Wenn Umformungen im Blech vorhanden sind, muss beim Nachsetzen darauf geachtet werden, dass diese nicht beschädigt werden. Zwei Strategien vermeiden Kollisionen mit Umformungen:
• Die Stanzbearbeitung erfolgt nach dem Nachsetzen und aus
Umformlage.
• Der Einsatz eines Umformwerkzeugs erfolgt erst nach dem
Nachsetzen.
Automatische
Beschleunigungsprogrammierung
Erhebliche
Produktivitätssteigerung
26
Bei den neuesten TRUMPF Stanzmaschinen (TruPunch 5000)
wurden die Beschleunigungswerte der Achsen zu Gunsten einer
erheblichen Produktivitätssteigerung optimiert. Der erhebliche
Einfluss der zu bewegenden Massen auf die Beschleunigung war
der Anlass für die Optimierung. Diese gelang durch die Anpassung
der Beschleunigungswerte an die jeweilige Bearbeitungssituation:
• Die Anzahl der gerüsteten Werkzeuge und Pratzen wird
gewichtsmäßig erfasst.
• Die Kassettenart (Metall oder RTC (Rapid Tool Change)) wird
gewichtsmäßig erfasst.
• Das aktuelle Blechgewicht wird während der Bearbeitung kontinuierlich erfasst, d. h. je mehr Teile ausgetrennt werden,
desto leichter wird das Blech.
Die erfassten Werte werden zu Gunsten einer höchstmöglichen
Beschleunigung verrechnet.
T450DE.DOC
2.3
Werkzeugverwaltung
Die vollautomatische Abarbeitung eines Programms durch die
Stanzmaschine erfordert das Rüsten der richtigen Werkzeuge vom
Werkzeuglager in das Linearmagazin. Dazu werden die Werkzeuge in einem Tabellenwerk verwaltet.
Rüstliste
Per Knopfdruck wird die Rüstliste für das abzuarbeitende NC-Programm generiert. In der Rüstliste werden die Werkzeuge mit allen
Identifizierungsmerkmalen wie Ident-Nummer, Werkzeugmaße,
Werkzeugplatz etc. angezeigt.
Fig. 28804
Eine Rüstliste kann auch für die Bestückung des externen Werkzeugspeichers ToolMaster 40/70 erzeugt werden.
T450DE.DOC
27
Werkzeugbedarfsliste
Fig. 26739
In der Werkzeugbedarfsliste sind alle Werkzeuge eingetragen, die
für die Abarbeitung eines NC-Programms benötigt werden. Der
Bediener kann sich so anzeigen lassen, welche und wie viele verschiedene Werkzeuge vorhanden sein müssen.
Weitere Listen zeigen die erfolgten Werkzeugwechsel und die
Identifikationsmerkmale sowohl einzelner als auch aller Werkzeuge
im Überblick. Die Listen können direkt editiert werden.
28
T450DE.DOC
2.4
Automatisierung
Durch die Einbettung in ein System von Automatisierungskomponenten werden TRUMPF Stanzmaschinen zu flexiblen Fertigungszellen. Die Automatisierung innerhalb der Fertigungszelle erstreckt
sich auf das Werkzeughandling und den Materialfluss. Unabhängig
vom Zuschnitt der Rohbleche, der Losgröße und den Abmessungen der Fertigteile, unterstützen die Automatisierungskomponenten das ganze Spektrum der Bearbeitungsmöglichkeiten.
6
0
00
h5
nc
Pu
Tru
5
Xtool M aster
40
1
2
3
4
1
Sortiereinrichtung
3
Sortiereinrichtung SortMaster Box
SortMaster Pallet
4
GripMaster 5000 zur
2
SheetMaster 1305/1605 zum Be-
Restgitterentnahme
5
Externer Werkzeugspeicher
6
StoreMaster
ToolMaster 40/70
und Entladen
Beispiel: Automatisierung TruPunch 5000
T450DE.DOC
Fig. 47130
29
3.
Werkzeugsystem
1
2
3
4
1
Stempel
3
Abstreifer
2
Justierring
4
Matrize
Kompletter Werkzeugsatz
30
Fig. 19173
Werkzeugsatz
Ein Stanzwerkzeug besteht aus Stempel und Matrize. Justierring
und Abstreifer komplettieren den Werkzeugsatz. Eine Werkzeugkassette nimmt den Werkzeugsatz auf. Unabhängig von der Werkzeuggröße stehen einheitliche Werkzeugkassetten als RTC-Kassetten (Rapid Tool Change) oder als Metallkassetten zur Verfügung. Der gesamte Werkzeugsatz ist in einem Arbeitsschritt in die
Werkzeugaufnahme des Stanzkopfes einwechselbar.
Größengruppen
Die Werkzeuge gibt es in 3 Größengruppen, die mit 0, I, II
bezeichnet werden. Werkzeuge einer Größengruppe unterscheiden sich nur im Nennbereich der Schneidgeometrie, nicht im Aufbau oder Spannbereich.
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
3.1
Stempel mit Justierring
Stempel
Ausführungen
Stempel sind aus Hochleistungs-Schnellschnitt-Stahl (HSS) gefertigt und extrem belastbar. Sie können unterschiedlich ausgeführt
sein:
• Unbeschichtet oder beschichtet: TICN-beschichtete Stempel
werden speziell für die Aluminium- und Edelstahlbearbeitung
empfohlen, um Kaltverschweißungen und vorzeitigen Verschleiß des Stempels zu vermeiden.
• Für den Einsatz in besonders dickem Blech oder in Blechen
hoher Zugfestigkeit, können Stempel in verstärkter Ausführung
eingesetzt werden.
• Ferner wird zwischen Stanznadeln und Vollstempeln unterschieden. Stanznadeln können im Feinblechbereich eingesetzt
werden und sind kostengünstiger als Vollstempel. Sie sind in 2
Ausführungen erhältlich: Zum Beispiel Rundstempel mit Ø 0.5–
6 mm und Ø 6–10.5 mm.
1
1
Stanznadel
2
Vollstempel
2
Fig. 28528
T450DE.DOC
Werkzeugsystem
31
1
2
1
Stempelfutter
2
Stanznadel
Aufbau-Stanznadel
Nachschleifen
Whispertools
Fig. 28801
Vollstempel und auch Stanznadeln können um max. 3 mm nachgeschliffen werden.
•
Werkzeuge
mit
schergeschrägten
Stempeln
werden
Whispertools genannt:
–
Sie haben einen geringeren Schneidkraftbedarf bei gleicher Stempelabmessung.
–
Die Geräuschminderung beträgt bis zu 50 %.
–
Whispertools sind besonders effektiv bei Bearbeitung
hochfester und zäher Werkstoffe.
–
Bis zu einem Durchmesser von 35 mm beträgt der Scherschrägenwinkel α 5°, die Höhe h ist variabel. Ab einem
Durchmesser von 35 mm beträgt die Höhe der Scherschräge 3 mm, der Winkel ist variabel.
α
α
Scherschrägenwinkel
h
Höhe der Scherschräge
Flach, Whispertool und Dachschräge
–
32
Werkzeugsystem
h
α
h
Fig. 19172
Alternativ können auch Stempel mit Dachschräge eingesetzt werden. Die außermittige Belastung ist bei diesen
Stempeln geringer als bei Whispertools.
T450DE.DOC
1
2
1
Flacher Stempel
2
Schergeschrägter Stempel
3
3
Stempel mit Dachschräge
(Whispertool)
Fig. 28529
Lange Stempel
Die aktuellen TRUMPF Stanzmaschinen können mit langen Stempeln ausgerüstet werden. Flache Stempel (und auch Stanznadeln)
sind 3.5 mm länger als bisher. Die bisherigen kurzen Stempel können aber ebenfalls verwendet werden.
2
1
Flachstempel
()* Maß: Langer Stempel
37.3 mm
34.3 mm
(37.8 mm)*
1
2
Schergeschrägter Stempel
(Whispertool)
Fig. 19501
•
•
T450DE.DOC
Der Nutzen der neuen Stempel liegt im Einsatz des aktiven
Niederhalters: Die Bearbeitung mit aktivem Niederhalter erfolgt
mit einem Stempel im Neuzustand nahezu so schnell wie im
Betrieb mit passivem Niederhalter.
Nachschleifen: Neue lange Stempel können um bis zu 6.5 mm
nachgeschliffen
werden,
schergeschrägte
Stempel
(Whispertools) um bis zu 3 mm. Bei den langen Stempeln ist
zu beachten, dass sich durch den technologisch bedingten
Freiwinkel am Stempel der Stempeldurchmesser mit zunehmendem Nachschliff geringfügig reduziert.
Werkzeugsystem
33
•
Wenn ein längerer Stempel mehr als 3.5 mm nachgeschliffen
wurde, kann er auch auf einer TC 500 R, TC 200 R oder
TC 600 L eingesetzt werden.
1
1
Werkzeuglänge
Fig. 19499
•
Werkzeuglängenmessung: Die Werkzeuglänge wird in die
Werkzeugdaten eingegeben und dort verarbeitet. Sie ist definiert als Maß von Oberkante-Justierring bis zur Schneide.
Ausgleichen des
Nachschleifbetrags
Auf der Kassette befindet sich eine Magnetplatte, die mit
abwaschbarem Filzstift beschreibbar ist. Auf ihr kann die aktuelle
Werkzeuglänge notiert werden. Wenn der Stempel mit Justierring
vorübergehend aus der Kassette entnommen wurde, kann die
Magnetplatte auch auf dem Justierring angebracht werden. Die
Information über die Werkzeuglänge bleibt dadurch beim Werkzeug "gespeichert".
Maximale
Stempelabmessungen
Abhängig von der Stempelgeometrie gelten für Stempel die folgenden max. Abmessungen:
Stempelform
Standardstempel
Verstärkte Stempel
Rund: dmax [mm]
76.2
42.0
Quadratisch: amax [mm]
50.8
30.0
Tab. 3
Maximalleistungstabellen
34
Werkzeugsystem
Aus den Maximalleistungstabellen können die maximal zulässigen
Abmessungen für runde und quadratische Werkzeuge, mit und
ohne Scherschräge, für vier Zugfestigkeiten und unterschiedliche
Materialdicken entnommen werden.
T450DE.DOC
Einflussfaktoren
Die in den Maximalleistungstabellen angegebenen Werte sind
Richtwerte, die v. a. durch folgende Faktoren beeinflusst werden:
• Die Materialdicke kann nach DIN EN 10131/10029/10051 Toleranzen bis zu +18 % nach oben enthalten.
• Die Zugfestigkeit kann nach DIN EN 10130 bis +12.5 % erreichen.
• Die Reduzierung des Luftspalts zwischen Stempel und Matrize
von 10 % auf 5 % der Materialdicke bewirkt eine Erhöhung der
erforderlichen Stanzkraft um ca. 4 %.
• Eine Schmierung des Werkstücks vermindert die Reibkraft.
• Der Scherfaktor ist theoretisch errechnet und wird ebenfalls
durch die Werkstückeigenschaften beeinflusst.
• Die Schärfe des Stempels.
In der Praxis bedeutet dies: Wenn alle ungünstigen Faktoren miteinander multipliziert werden, dürfen tatsächlich nur ca. 70% der
angegebenen Werte ausgenutzt werden, damit auf jeden Fall
sicher durchgestanzt werden kann.
T450DE.DOC
Werkzeugsystem
35
Maximalleistungstabelle für
Zugfestigkeit Rm = 200 N/mm2
Die in den "Mit"-Spalten angegebenen maximalen Werkzeugabmessungen gelten nur für Werkzeuge mit Originalscherschräge
(Whispertools). Zur Berechnung der maximal zulässigen
Werkzeugabmessungen muss bei Whispertools der Scherfaktor (x)
miteinbezogen werden.
Material- Scherdicke s faktor x
[mm]
Bezog.
Scherfaktor
x/s
Rund
d [mm]
Mit
Ohne
Quadrat
a [mm]
Mit
Ohne
1.0
3.5
3.5
76.2
76.2
50.8
50.8
1.5
2.66
1.8
76.2
76.2
50.8
50.8
2.0
2.25
1.1
76.2
76.2
50.8
50.8
2.5
2
0.8
76.2
76.2
50.8
50.8
3.0
1.83
0.6
76.2
76.2
50.8
50.8
3.5
1.71
0.5
76.2
76.2
50.8
50.8
4.0
1.62
0.4
76.2
76.2
50.8
50.8
5.0
1.5
0.3
76.2
63.7
50.8
50.0
6.0
1.41
0.23
74.7
53.0
50.8
41.6
Beispiel einer Maximalleistungstabelle
Tab. 4
Weiterführende Informationen zu den Maximalleistungstabellen
sowie die zu Grunde liegenden Formeln und Informationen zur
Zugfestigkeit finden Sie im Glossar. Die maschinenspezifischen
Maximalleistungstabellen finden Sie in der Betriebsanleitung zur
Maschine.
36
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
Einsatzbereiche
Stempelart
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die hauptsächlichen
Einsatzbereiche der gängigen Stempelausführungen. Beachten
Sie die Stanzkraft und die maximal zulässige Materialdicke Ihrer
Maschine.
Max. Stanzkraft
Max. Materialdicke
Werkstoff
Stanzen
Nibbeln
Baustahl: 4 mm
Baustahl: -
HSS
Edelstahl: 2 mm
Edelstahl: -
HSS
Baustahl: 6 mm
Baustahl: 3 mm
HSS
Edelstahl: 3 mm
Edelstahl: -
HSS
10 mm
Vorwiegend zum
Nibbeln bis 10 mm
HSS
Flache Stempel, Größe 0:
Bis 6 mm Hüllkreis-Ø
50 kN
6-10 mm Hüllkreis-Ø
50 kN
Flache Stempel, Größe I
(max. Hüllkreis- Ø: 30 mm)
200 kN
Flache Stempel, Größe I/II
(max. Hüllkreis- Ø: 76.2 mm)
300 kN
12 mm
Ab 10 mm
HSS oxidiert
Whispertool
200 kN
10 mm
Bei Zugfestigkeit 400
N/mm2 bis 3 mm
HSS
Bei Zugfestigkeit 800
N/mm2 bis 2 mm
Tab. 5
Justierring
Fig. 19505
Funktion
T450DE.DOC
Der Justierring ist ein Klemmring, der Formstempel (z. B. Rechteckwerkzeug) in Nulllage fixiert. Der Justierring erfüllt folgende
Funktionen:
• Übertragen der Stanzkraft auf den Stempel.
• Zuordnen der Winkellage des Stempels und Fixierung.
• Adaptieren verschiedener Stempelgrößen.
• Festhalten des Stempels in der Kassette.
Werkzeugsystem
37
Es gibt 3 Ausführungen von Justierringen:
Werkzeuggröße
Anwendung
Größe 0/I
Größe II
Stanzwerkzeuge
Stanzwerkzeuge
Größe II
•
Bei oxidierten Stempeln (HSS)
•
Trennwerkzeugen
•
Stempeln
mit geführter
Schneide
Abbildung
Fig. 7133
Tab. 6
Ab einem Hüllkreisdurchmesser von 40 mm stehen auch Stempel
mit integriertem Justierring zur Verfügung.
38
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
3.2
Abstreifer
Fig. 19504
Drei Funktionen
Der Abstreifer oder Niederhalter kann drei Funktionen wahrnehmen:
• Abstreiferfunktion: Der Abstreifer streift das Blech beim Rückhub vom Stempel ab. Dies verhindert, dass das Blech mit dem
Stempel hochgezogen wird. Der Abstreifer befindet sich während des Betriebs mit passivem Niederhalter 0.6–1.6 mm über
der Werkstückoberfläche.
• Niederhalterfunktion: Beim Stanzen mit aktivem Niederhalter
trifft der Abstreifer während des Stanzhubes auf das Blech auf.
Dabei wird das Blech auf die darunter liegende Matrize
gepresst, wodurch die Positionsgenauigkeit, die Schnittqualität
und die Ebenheit verbessert werden. Die Bearbeitung mit aktivem Niederhalter erfolgt in Verbindung mit einem langen
Werkzeug (Werkzeuglänge 37.8 mm) nahezu so schnell wie im
Betrieb mit passivem Niederhalter.
• Festhalten des Werkstücks: Zum Nachsetzen übergroßer Bleche senkt sich der Abstreifer ebenfalls direkt auf das Blech und
klemmt es, während die Koordinatenführung zum Nachsetzen
mit geöffneten Spannpratzen verfährt.
• Für das Ausschieben dünner Bleche empfiehlt TRUMPF den
Einsatz spezieller gefederter Ausschiebeabstreifer.
Kollisionsgefahr zwischen altem Abstreifer und Werkstück!
Vorsicht
An den neueren Stanzmaschinen dürfen keine Abstreifer der
alten Bauart verwendet werden, wie sie z. B. an der TC 260
zum Einsatz kamen. Der Abstreifer muss eine Schräge aufweisen, wie sie bereits an den Maschinen TC 200 R,
TC 500 R, TC 600 L, TC 2000 R und TruPunch 5000 eingesetzt
werden!
¾
T450DE.DOC
Nur die neuen Abstreifer mit Schräge verwenden!
Werkzeugsystem
39
3.3
Matrize
Fig. 19503
Funktion
Stempel und Matrize wirken als Scherwerkzeuge, die sich aneinander vorbeibewegen und das Blech trennen. Der entstandene
Stanzbutzen fällt durch die Matrize und wird abgesaugt.
Ausführungen
Es stehen Standardmatrizen und verstärkte Matrizen bis zu folgenden maximalen Größen zur Verfügung:
Matrizenform
Standardmatrizen
[mm]
Verstärkte Matrizen
[mm]
Rund: dmax
77.0
62.0
Quadrat: amax
52.0
43.0
Tab. 7
Matrizenhöhen
Matrizengröße
Standardmatrizen
[mm]
Verstärkte Matrizen
[mm]
I
18
-
II
20
29
Tab. 8
Max. Stanzkräfte
Matrizengröße
MatrizenAusführung
Rund d [mm] Quadrat a
[mm]
Max. Stanzkraft [kN]
I
Alle
Bis 32.0
250
II
Standard
32.01 – 77.0
22.01 – 52.0
180
II
Verstärkt
32.01 – 62.0
22.01 – 43.0
250
Bis 22.0
Tab. 9
Kratzerfreie Bearbeitung
•
•
40
Werkzeugsystem
Spezielle Butzenrückhaltematrizen (siehe S. 68) verhindern,
dass beim Rückhub des Stempels der Stanzbutzen mit hochgezogen wird und Kratzer auf der Blechoberfläche verursacht
werden.
Matrizen mit Bürsteneinsätzen reduzieren zusätzlich die Kratzerbildung.
T450DE.DOC
Wahl der geeigneten Matrize
Bei der Wahl einer geeigneten Matrize muss auch die Materialdicke, die bearbeitet werden soll, beachtet werden. Mit zunehmender
Materialdicke ist ein größerer Schneidspalt zwischen Stempel und
Matrize notwendig.
Die zu wählende Matrizengeometrie errechnet sich als Summe aus
Stempelgeometrie (DSt) plus dem empirisch ermittelten Wert 0.2 x
Materialdicke (s). Für Rundwerkzeuge ergibt sich demnach:
∅Matrize = ∅Stempel + 0.2 x Materialdicke
Andere Geometrien sind entsprechend zu behandeln.
Nachschleifen
T450DE.DOC
Matrizen können um max. 1 mm nachgeschliffen werden. Nachgeschliffene Matrizen werden in der Werkzeugaufnahme mit Passscheiben (0.1, 0.3, 0.5 mm) unterlegt.
Werkzeugsystem
41
3.4
Kriterien zur Werkzeugauswahl
Werkzeuge und Werkstück
Beim Stanzen bringen Stanzwerkzeuge Löcher und Durchbrüche
beliebiger Form in das Werkstück ein. Die gebräuchlichsten Werkzeugformen sind Rund-, Quadrat-, Rechteck- und Langlochwerkzeuge. Die Außenkontur eines Einzelteils kann je nach Konturverlauf mit Stanzwerkzeugen oder mit Trennwerkzeugen bearbeitet
werden.
Minimale Stempelabmessung
Die minimale Abmessung eines Stanzstempels ergibt sich nach
der Faustformel:
Stempelabmessung (Hüllkreisdurchmesser) ≈ Materialdicke.
Bei einer kleineren Abmessung besteht die Gefahr eines Stempelbruchs. Zur Vermeidung eines Stempelbruchs können jedoch auch
Werkzeuge mit geführter Schneide eingesetzt werden oder es
muss mit aktivem Niederhalter gearbeitet werden.
Maximale
Stempelabmessung
Die maximale Stempelabmessung eines Stanzstempels ist von
folgenden Einflussfaktoren abhängig:
• Maximal zur Verfügung stehende Stanzkraft.
• Materialdicke.
• Zugfestigkeit des Blechs.
Nibbelstempel
Für das Nibbeln gelten in Abhängigkeit von der Materialdicke folgende Empfehlungen für die Stempelabmessungen von Rundbzw. Quadratstempeln:
Materialdicke
Rundstempel
Quadratstempel
s
[mm]
dmax
[mm]
dmin
[mm]
amax
[mm]
amin
[mm]
8
12
12
12
12
6
12
12
12
12
5
14
10
14
10
4
16
10
16
10
3
20
8
20
8
2
24
6
20
6
1
30
4
20
4
Tab. 10
Zugfestigkeit
Die Zugfestigkeit Rm des zu bearbeitenden Werkstücks spielt bei
der Werkzeugauswahl eine erhebliche Rolle. Im Glossar sind die
wichtigsten Materialien mit ihrem Zugfestigkeits-Bereich dargestellt.
42
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
Werkzeuge und Bearbeitungsqualität
Schneidspalt und
Schnitt-Bruch-Verhältnis
Der technisch erforderliche Schneidspalt ist der Abstand zwischen
den Schneiden von Stempel und Matrize. Er beeinflusst die Qualität einer Stanzung.
1
2
3
4
1
Stempel
3
Matrize
2
Blech
4
Schneidspalt
Fig. 28530
4 Phasen
T450DE.DOC
Der Stanzvorgang gliedert sich in 4 Phasen:
• Phase 1: Verformen des Blechs.
• Phase 2: Schnitt.
• Phase 3: Bruch.
• Phase 4: Ausstoßen des Stanzbutzens.
Werkzeugsystem
43
1
2
3
4
4 Phasen des Stanzprozesses
Fig. 28531
Die Matrizenwahl und damit der Schneidspalt beeinflusst das
Schnitt-Bruch-Verhältnis (Phase 2 und 3) beim Stanzen. Bei einem
Schneidspalt von 0.1 x Materialdicke beträgt das Verhältnis
Schnitt- zu Bruchanteil 1/3 zu 2/3. Ist der Schneidspalt kleiner,
erhöht sich der Schnittanteil auf 2/3.
44
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
Beispiel für 2/3-Schnittanteil
Fig. 28532
Stanzungen mit sehr glatter
Schnittfläche
Je größer der Schnittanteil, desto zylindrischer ist die Stanzung,
was z. B. für Passungen mit sehr hohem Traganteil erforderlich
sein kann. Der größtmögliche Schnittanteil ist erreichbar, wenn mit
einem um ca. 1-2 mm kleineren Werkzeug und einem Schneidspalt
von 0.1 x Materialdicke vorgestanzt und dann mit dem gewünschten Werkzeug ein Schabeschnitt mit kleinem Schneidspalt nachgesetzt wird. Diese Vorgehensweise hat sich auch zur Stanzkraftminimierung bei der Dickblechbearbeitung mit großen Werkzeugen
bewährt.
Bearbeitung von Edelstahl
und Aluminium
Bei der Bearbeitung von Edelstahl und Aluminium können Kaltverschweißungen und Aufbauschneiden auftreten. Durch zwei Maßnahmen lassen sich diese Effekte reduzieren:
• Zusätzliches Schmieren des Werkzeugs.
• Verwenden oxidierter oder beschichteter Stempel.
Fertigung sehr genauer
Stanzungen
Beim Stanzen mit aktivem Niederhalter sitzt der Abstreifer/Niederhalter während des Stanzhubs auf dem Blech auf. Dabei
wird das Blech auf die darunter liegende Matrize gepresst, was
sehr genaue Stanzungen ebener Werkstücke und eine weitere
Verbesserung der Schnittqualität zur Folge hat.
Rauigkeit
Wird eine Kontur, beispielsweise ein Kreis, mit Rundwerkzeugen
genibbelt, weist die Nibbelkante eine Rauigkeit auf, die mit dem
gewählten Vorschub pro Hub korreliert. Bei einem kleinen Vorschub verbessert sich die Qualität der Nibbelkante, d. h.: Die
Rauigkeit ist geringer.
Wärmegang
Ein weiteres Qualitätskriterium ist der Wärmegang von Stößel und
Maschinenrahmen. Er muss vor allem bei der Programmierung von
Prägungen und Umformungen berücksichtigt werden. Während
des Betriebs der Maschine dehnen sich Maschinenrahmen und
Stößel um insgesamt 0.1–0.3 mm aus, d. h. die Stößellage muss
höher programmiert werden.
Weiterführende Informationen zur Rauigkeit und zu den Vorschubwerten sowie die zu Grunde liegenden Formeln finden Sie im
Glossar.
T450DE.DOC
Werkzeugsystem
45
Werkzeuge und betriebliche Erfordernisse
Standzeit
Für Stanzwerkzeuge gilt im Allgemeinen eine Standzeit von
400 000 bis 600 000 Hüben. Um diese Standzeit zu erreichen,
bedarf es einer:
• Stabilen Werkzeugführung. Die lange hydraulische Führung
des Stößels sorgt für die hohe Maßgenauigkeit der Werkzeugzuordnung.
• Werkstoffspezifischen Schmierung des Werkzeugs.
• Scharfen Schneidkante. Die erforderliche Schärfe der
Schneidkante kann nur durch Nachschleifen gewährleistet
werden.
• Exakten zentrischen Zuordnung von Stempel und Matrize.
Whispertool
Bei Stempeln mit schräger Schneidfläche (Whispertool) reduziert
der zeitlich gedehnte Kraftverlauf beim Eintauchen des Stempels in
das Werkstück den Stanzkraftbedarf.
Der geringere Stanzkraftbedarf bewirkt eine Geräuschminderung
um ca. 50 % im Vergleich zu einem Stempel mit flacher Schneidfläche. Die maximal bearbeitbare Materialdicke ist jedoch geringer.
3.5
Werkzeugarten
TRUMPF Stanzwerkzeuge lassen sich in 5 Gruppen einteilen. Die
Gruppen definieren sich jeweils über ihre gemeinsame Technologie:
• Die am häufigsten eingesetzten Werkzeuge sind die Standardwerkzeuge (z. B. Rundwerkzeuge), die der Technologie
Stanzen zugeordnet sind. Sie wurden in den vorangegangenen Abschnitten ausführlich beschrieben. Darüber hinaus werden auch Spezialwerkzeuge wie Multitools und Formwerkzeuge dieser Gruppe zugeordnet.
• Spezielle Werkzeuge zum Austrennen gefertigter Einzelteile
sind in der Gruppe Trennen zusammengefasst.
• Die umfangreichste Palette an Werkzeugen findet sich in der
Gruppe Umformen. Umformwerkzeuge werden in mehreren
separaten Technischen Informationen beschrieben.
• Die Technologien Signieren, Prägen sowie Werkzeuge zur
kratzerfreien Bearbeitung vervollständigen das Werkzeugspektrum.
• Sonderwerkzeuge werden kundenspezifisch ausgelegt und
sind in Grenzen frei definierbar. Einige Sonderwerkzeuge wurden auf Grund entsprechender Nachfrage standardisiert.
46
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
Technologie
Werkzeugart
Stanzen
Standardwerkzeuge:
Rundwerkzeuge
Quadratwerkzeuge
Rechteckwerkzeuge
Langlochwerkzeuge
Spezialwerkzeuge:
Ausschiebewerkzeuge
Bogenwerkzeuge
Formwerkzeuge
Multitool-Werkzeuge
Stempel mit geführter Schneide
Sonderwerkzeuge
Trennen
Trennwerkzeuge
Microjoint-Werkzeuge
Sonderwerkzeuge
Umformen
Absetzwerkzeuge
Ansenkwerkzeuge
Blechgewindewerkzeuge
Bördelwerkzeuge
Einzelkiemenwerkzeug
Endloskiemenwerkzeuge
Gewindeformwerkzeuge
Scharnierwerkzeuge
Schweißbuckelwerkzeuge
Senkformwerkzeuge
Zentrierwarzenwerkzeuge
Durchzugwerkzeuge
Sickenwerkzeuge
Sonderwerkzeuge
Signieren, Prägen
Ankörnwerkzeuge
Signierwerkzeuge
Prägewerkzeuge
Sonderwerkzeuge
Kratzerfreie Bearbeitung
Durchzugwerkzeuge mit Bürsten
Rückhubwerkzeuge
Matrizen mit Bürsten
Trennmatrizen mit Bürsten
Zwischenringe mit Bürsten
Sonderwerkzeuge
z. B. Schlüssellochwerkzeuge
Tab. 11
Ausführliche Informationen zu den einzelnen Werkzeugen finden
Sie in den zahlreichen Werkzeuginformationen, in Technischen
Informationen und im elektronischen Stanzwerkzeugkatalog.
T450DE.DOC
Werkzeugsystem
47
3.6
Werkzeugpflege
Werkzeuge schärfen
QuickSharp
Funktion
Fig. 47131
Das QuickSharp ist eine Schleifmaschine, mit der die Stanzwerkzeuge nachgeschliffen werden können. Es können sowohl Matrizen als auch flache und schergeschrägte Stempel nachgeschliffen
werden.
Das QuickSharp ist vollständig gekapselt und ermöglicht den
Betrieb in unmittelbarer Nähe der Stanzmaschine.
Der Schleifprozess läuft automatisch ab. Aufgrund einer präzisen
Säulenführung gestattet das QuickSharp ein hochgenaues Nachschleifen der Werkzeuge durch das Bedienpersonal während des
Betriebs der Stanzmaschine. Das Nachschleifen erfolgt im Nassschleifverfahren mit einer Bornirtrid-Schleifscheibe.
48
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
Werkzeuge mit QuickSet einstellen
Fig. 47132
Funktion
Mit dem QuickSet können folgende Arbeiten erledigt werden:
• Stempel und Matrize exakt zuordnen.
• Stempel ausrichten.
• Zuordnung Stempel – Abstreifer kontrollieren.
• Werkzeuglänge bestimmen.
Das QuickSet eignet sich für Werkzeuge mit flacher und schergeschrägter Schneidfläche der Werkzeuggröße I und II.
T450DE.DOC
Werkzeugsystem
49
Werkzeuge mit Einstellvorrichtung
einstellen
Fig. 21328
Funktion
Mit der Einstellvorrichtung können folgende Arbeiten erledigt werden:
• Exaktes Zuordnen von Stempel und Justierring.
• Bestimmen der Werkzeuglänge.
Die Einstellvorrichtung eignet sich für Werkzeuge mit flacher und
schergeschrägter Schneidfläche der Werkzeuggröße I und II.
Sie ist im Lieferumfang neuerer Stanzmaschinen enthalten.
50
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
Werkzeuge mit QuickLoad laden
Fig. 47133
Funktion
Das QuickLoad ist ein Gerät zum schnellen und passgenauen
Bestücken der Werkzeugkassetten mit Stempel, Abstreifer und
Matrize.
Stillstandszeiten für Rüstvorgänge werden weitgehend eliminiert,
da die Werkzeugsätze außerhalb der Maschine mit dem Werkzeugeinstellgerät QuickSet vorbereitet und mit dem QuickLoad in
Kassetten gerüstet werden.
Das QuickLoad bietet folgende Vorteile:
• Schnelles und leichtes Rüsten der Werkzeuge, unterstützt
durch eine pneumatische Entriegelung.
• Sicheres und einfaches Bestücken der Kassetten.
• Kein Beschädigen der geschärften Werkzeuge.
T450DE.DOC
Werkzeugsystem
51
Werkzeuge mit Klebepads bekleben
QuickPad
Funktion
Fig. 47134
Das QuickPad ist eine Klebevorrichtung, mit der Klebepads komfortabel auf Matrizen, Zwischenringe und auf Abstreifer aufgebracht werden können.
Klebepads dienen der Vermeidung von Kratzern auf dem Werkstück. Klebepads sind vorgefertigte selbstklebende PolyethylenFolien mit einer Dicke von 0.3 mm, die je nach Form und Größe
der Matrize in unterschiedlichen Ausführungen zur Verfügung stehen (siehe Abschnitt 5.2, S. 65).
Die Grundausrüstung des QuickPad umfasst ein Pressset für Abstreifer. Zusätzlich sind Presssets für Matrizen und Presssets für
Zwischenringe erhältlich.
52
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
Werkzeuge lagern
QuickMove
Funktion
Fig. 28535
Der QuickMove erlaubt eine ortsungebundene Zusammenstellung
der Werkzeuge, die für ein Bearbeitungsprogramm notwendig sind.
Er kann auch als Zwischenlager für Werkzeuge eingesetzt werden.
Die Nummerierung der oberen Ebene (15 Plätze) und der unteren
Ebene (5 Plätze) ermöglicht eine direkte Zuordnung zu den Werkzeugmagazinplätzen der Stanzmaschine.
Zusätzlich bietet der QuickMove Platz für die Unterbringung
technischer Zeichnungen.
T450DE.DOC
Werkzeugsystem
53
3.7
Werkzeugkataloge
Werkzeuge bestellen
TRUMPF bietet mehrere Möglichkeiten der Werkzeugbestellung
an:
• Papier-Stanzwerkzeugkatalog.
• Elektronischer Stanzwerkzeugkatalog.
• Bestellung lagerhaltiger Werkzeuge per Internet.
Papier-Stanzwerkzeugkatalog
Im Papierkatalog sind die Werkzeuge und Ersatzteile in tabellarischer Form aufbereitet, nach Technologien (Umformen, Trennen
etc.) unterschieden und mit Preisen versehen.
Elektronischer
Stanzwerkzeugkatalog auf
CD-ROM
Der intelligente, datenbankgestützte Aufbau des elektronischen
Stanzwerkzeugkatalogs vereinfacht und beschleunigt die Werkzeugbestellung. Maschinen- und werkzeugspezifische Faktoren
wie beispielsweise die max. Stanzkraft, die max. Materialdicke,
Schneidspalt oder die Auswahl einer verstärkten Ausführung werden automatisch berücksichtigt. Kommen dabei mehrere Werkzeuge in Frage, wird die jeweils kostengünstigste Lösung angeboten.
Parametereingabe
Fig. 28536
Nach Eingabe der relevanten Werkstück- und Werkzeugparameter
werden die Werkzeugdaten im Warenkorb gesammelt und in ein
Bestellformular übernommen, das ausgedruckt, direkt vom PC
gefaxt oder mittels E-Mail an TRUMPF gesendet werden kann.
Ferner ist die direkte Übernahme sämtlicher Bestelldaten in
TruTops Punch und Excel möglich.
54
Werkzeugsystem
T450DE.DOC
Das für Bestellungen erforderliche TRUMPF Know-how zu Stanzwerkzeugen steht auf dieser CD-ROM zur Verfügung. Ausführliche
Informationen zu Programmierung, Wartung und Einsatzmöglichkeiten sind den einzelnen Werkzeugen zugeordnet. Hinweise zur
Werkzeugpflege und ein www-Link auf die TRUMPF Homepage
ergänzen den Katalog.
Sonderwerkzeuge können auf einem vorbereiteten Formular spezifiziert und, gegebenenfalls mit einer Skizze versehen, als Anfrage
oder direkt als Bestellung an TRUMPF gesendet werden.
Bestellung lagerhaltiger Teile
T450DE.DOC
Auf der TRUMPF Homepage ist die Lagerliste hinterlegt. Aus ihr
können lagerhaltige Teile ausgewählt und die Bestellung per EMail direkt an TRUMPF gesandt werden.
Werkzeugsystem
55
Funktion
Funktionsprinzip
4.
Leise Stanzen und Nibbeln mit
Softpunch
4.1
Einführung
Die Option Softpunch ermöglicht eine erheblich leisere Blechbearbeitung. In Abhängigkeit von Parametern, wie z. B. Materialart und
Materialdicke, ist eine Geräuschminderung um bis zu 80 % möglich.
•
•
•
•
Softpunch-Stufe (S)1
bis Softpunch-Stufe (S)4
56
Durch einen am Stanzkopf montierten Drucksensor wird permanent der Druck auf der oberen Stößelfläche des Stanzkopfes gemessen. Die gemessenen Werte werden mit den
programmierten Softpunch-Stufen verglichen. Die Auswertung
erfolgt in der Stößelsteuerung.
Steigt beim Auftreffen des Stößels auf das Werkstück der gemessene Druck auf einen definierten Grenzwert an, wird die
Stößelgeschwindigkeit reduziert - ein wesentlich leiseres
Durchstanzen ist die Folge.
Die verminderte Stößelgeschwindigkeit hat eine geringere
Stanzfolge (Hubzahl/min) und damit eine Verlängerung der
Bearbeitungszeit zur Folge.
Die Reduzierung der Stößelgeschwindigkeit erfolgt über 4 programmierbare Softpunch-Stufen:
–
Größte Reduktion der Stößelgeschwindigkeit = größte Geräuschminderung.
–
Geringste Reduktion der Stößelgeschwindigkeit =
geringste Geräuschminderung.
Leise Stanzen und Nibbeln mit Softpunch
T450DE.DOC
4.2
Vergleich: Stanzen und Nibbeln mit
und ohne Softpunch
In Fig. 28776 sind auf der X - Achse die Softpunch-Stufen 1 bis 4
im Vergleich zur Bearbeitung ohne Softpunch aufgeführt. Die auf
der Y - Achse aufgeführte Einheit sone beschreibt den Wert der
subjektiven Wahrnehmung von Lautheit. Sie wird aus dem Mittelungspegel LpAeq am Bedienerstandort ermittelt.
Um die Beziehung zwischen Lautheit in sone und Lautstärkepegel
in dB(A) zu verdeutlichen, sind im Folgenden einige Vergleichswerte aufgeführt.
sone
dB(A)
1.00
40
8.00
70
16.00
80
32.00
90
64.00
100
Vergleichswerte
Tab. 12
310
30
Stanzen
425
Nibbeln E5
Lautheit [sone]
200
195
175
20
250
110
240
165
135
10
0
0
4
3
2
1
Softpunchstufe
Materialdicke: 3 mm
Stempel, flach: ∅ 20 mm
Werkstoff: USt12.03
Matrize: ∅ 20.4 mm
Fig. 28775
Aus dem Diagramm wird die erhebliche Geräuschminderung durch
Softpunch deutlich. Die Anzahl der Stößelhübe pro Minute ist oberhalb jedes Balkens notiert.
T450DE.DOC
57
4.3
Verlauf einer Stanzfolge
s [mm]
Anhand eines Weg-Zeit-Diagramms wird die Änderung der Stößelgeschwindigkeit während einer Stanzfolge ohne und mit Softpunch
dokumentiert.
1
2
3
6
5
4
t [s]
1
Stanzhub ohne Softpunch
4
Unterste Lage
2
Stanzhub mit Softpunch
5
Softpunch-Stufe erreicht
3
Arbeitslage
6
Softpunch-Stufe unterschritten
Weg-Zeit-Diagramm
58
Fig. 5273
Stanzhub ohne Softpunch
Der Stößel fährt aus der Arbeitslage mit max. Geschwindigkeit abwärts bis in unterste Lage und mit max. Geschwindigkeit wieder
aufwärts.
Stanzhub mit Softpunch
Der Stößel fährt aus der Arbeitslage mit reduzierter Geschwindigkeit abwärts, bis die programmierte Softpunch-Stufe (5) erreicht ist
(Stempel setzt auf dem Blech auf). Nun erfolgt der eigentliche
Stanzhub mit weiter reduzierter Stößelgeschwindigkeit. Nach Erreichen des Umschaltpunktes wird wieder auf die Ausgangsgeschwindigkeit zurückgeschaltet, der Stößel fährt in unterste Lage
und dann mit max. Geschwindigkeit aufwärts.
T450DE.DOC
4.4
Parameter der Geräuschminderung
Die Wirkung von Softpunch auf die Geräuschminderung hängt von
verschiedenen Parametern ab:
• Werkzeugtyp (flach oder schergeschrägt).
• Materialart.
• Luftspalt zwischen Stempel und Matrize.
• Niederhalter (aktiv oder nicht aktiv).
• Materialdicke.
Parameter Werkzeugtyp
Softpunch wirkt bei Einsatz flacher und schergeschrägter Werkzeuge (Whispertools). Eine optimale Geräuschminderung wird bei
Kombination von Whispertools mit Softpunch erreicht, da Whispertools grundsätzlich eine leisere Bearbeitung als Flachstempel ermöglichen.
Flachstempel
30
Lautheit [sone]
Whispertool
20
10
0
0
4
3
2
1
Softpunchstufe
Materialdicke: 3 mm
Stempel: ∅ 20 mm
Werkstoff: St37.2
Fig. 28776
Parameter Materialart
Prinzipiell kann Softpunch bei jedem Material angewandt werden.
Jedoch ist die Wirksamkeit von materialspezifischen Kennwerten
abhängig.
Bei Materialien höherer Festigkeit (z. B. Edelstahl) ist die Geräuschminderung aufgrund des schlagartigen Durchbrechens des
Stempels beim Stanzprozess geringer als bei Materialien mittlerer
Festigkeit (z. B. Baustahl).
Durch den Einsatz von Whispertools kann dies teilweise kompensiert und eine ähnliche Geräuschminderung wie bei der Bearbeitung von Baustahl erreicht werden.
T450DE.DOC
59
Parameter Luftspalt
Die Wirkung von Softpunch auf die Geräuschminderung kann
durch eine Optimierung des Luftspalts zwischen Stempel und Matrize erhöht werden. Dies gilt insbesondere für den Einsatz von
Flachstempeln. Bei Einsatz von schergeschrägten Werkzeugen
spielt der Luftspalt nur eine untergeordnete Rolle.
Im Diagramm ist die Lautheit in Abhängigkeit von der verwendeten
Matrize (Durchmesser 21.2 und 20.8 mm) dokumentiert.
Bei verkleinertem Luftspalt muss verstärkt auf ausreichende Werkzeugschmierung geachtet werden.
Matrize 21.2
60
Lautheit [sone]
Matrize 20.8
40
20
0
0
4
3
1
2
Softpunchstufe
Materialdicke: 6 mm
Stempel, flach: ∅ 20 mm
Werkstoff: MRSt37.2
Matrize: ∅ 21.2 mm bzw. 20.8 mm
Fig. 28777
Um einen möglichst großen Effekt von Softpunch zu erhalten,
empfiehlt es sich, einen geringeren Luftspalt zwischen Stempel
und Matrize als sonst üblich zu wählen.
Der Luftspalt errechnet sich bei Einsatz von Softpunch in Kombination mit Flachstempeln nach der Formel:
∅Matrize = ∅Stempel + (0.1 bis 0.15) x Materialdicke
Ohne Softpunch lautet die übliche Empfehlung für den Luftspalt:
0.2 x Materialdicke
Auch ohne Softpunch ist bereits eine Geräuschminderung durch
die Wahl eines kleineren Luftspalts möglich.
60
T450DE.DOC
Parameter Aktiver
Niederhalter
Bei Anwahl des aktiven Niederhalters in Kombination mit Softpunch wird die Lautheit weiter minimiert.
50
230
Aktiv
215
40
Lautheit [sone]
Passiv
30
135
120
85
30
80
65
65
50
50
10
0
0
4
3
2
1
Softpunchstufe
Materialdicke: 6 mm
Stempel (Whispertool): ∅ 20 mm
Werkstoff: RSt37.2
Fig. 28603
Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass eine Reduzierung der Stößelgeschwindigkeit über die Softpunch-Stufe 4 hinaus eine weitere
Verminderung der Hubzahl (Zahl über dem Balken) bei nur geringer Reduzierung der Lautheit zur Folge hat.
T450DE.DOC
61
4.5
Tabellensammlung
Für Baustahl und Edelstahl wurden bei TRUMPF, in Abhängigkeit
von der Materialdicke, Empfehlungen für den (S) - Wert der Softpunch-Stufe erarbeitet sowie die Auswirkung verschiedener Softpunch-Stufen auf Lautheit und Hubzahl getestet. Die Tabelle kann
herangezogen werden um die jeweils optimale Softpunch-Stufe zu
wählen.
Es handelt sich hier ausdrücklich um Empfehlungen, variierende
Anwendungen müssen angepasst werden. Bei den Angaben in
Klammern handelt es sich um bedingte Empfehlungen.
Baustahl (USt 12.03)
Materialdicke 1–3 mm
Softpunch-Stufe
Werkzeug
Rund ∅ 12 mm
Schneidenform
Flachstempel
Flachstempel
Whispertool
Whispertool
Betriebsart
Stanzen
Nibbeln (E3)
Stanzen
Nibbeln (E3)
1
2
3
4
Rund ∅ 20 mm
Flachstempel
Flachstempel
Whispertool
Whispertool
Stanzen
Nibbeln (E5)
Stanzen
Nibbeln (E5)
Rund ∅ 35 mm
Whispertool
Stanzen
Rund ∅ 70 mm
Whispertool
Stanzen
Rund ∅ 75 mm
Dachschräge
Stanzen
Quadrat 20 mm
Whispertool
Nibbeln (E15)
x
Trennwerkzeug
5 x 56 mm
Dachschräge
Trennen (E50)
x
x
x
x
x
x
(x)
x
x
x
x
(x)
x
x
(x)
Tab. 13
Selbstverständlich ist bei einer empfohlenen Softpunch-Stufe 3
oder 4 eine weitere Reduzierung der Lautheit durch Anwahl der
Softpunch-Stufe 2 oder 1 möglich.
Werkzeug
Rund ∅ 12 mm
Rund ∅ 20 mm
Rund∅ 35 mm
Quadrat 20 mm
Softpunch-Stufe
Schneidenform
Flachstempel
Flachstempel
Whispertool
Whispertool
Flachstempel
Flachstempel
Whispertool
Whispertool
Flachstempel
Whispertool
Betriebsart
Stanzen
Nibbeln (E3)
Stanzen
Nibbeln (E3)
Stanzen
Nibbeln (E5)
Stanzen
Nibbeln (E5)
Stanzen
Nibbeln (E15)
1
x
2
x
3
4
(x)
x
x
x
(x)
x
x
x
(x)
x
x
(x)
Tab. 14
62
T450DE.DOC
Edelstahl (1.4301)
Softpunch-Stufe
Werkzeug
Rund ∅ 12 mm
Schneidenform
Flachstempel
Flachstempel
Whispertool
Whispertool
Betriebsart
Stanzen
Nibbeln (E3)
Stanzen
Nibbeln (E3)
Rund ∅ 20 mm
Flachstempel
Whispertool
Whispertool
Stanzen
Stanzen
Nibbeln (E5)
Rund∅ 70 mm
Whispertool
Stanzen
Rechteck 10 x 40 mm
Whispertool
Whispertool
Stanzen
Trennen (E35)
1
2
3
x
(x)
x
(x)
4
(x)
x
x
x
(x)
x
x
x
x
x
Tab. 15
Der Bediener kann Softpunch an der Maschine – auch während
der Bearbeitung – ein- und ausschalten.
T450DE.DOC
63
5.
Stanz- und Nibbelbearbeitung ohne
Kratzer
Ursachen für Kratzer
Bei der Stanzbearbeitung eines Werkstücks können durch die Reibung zwischen Maschinenteilen, Werkzeugen und Werkstück prinzipiell Kratzer auf der Ober- und Unterseite des Werkstücks entstehen. Kritischer Punkt ist dabei die Matrize, an deren Oberkante
ein Mikrograt entstehen und daher Kratzer erzeugen kann. Für
zahlreiche Anwendungen, z.B. der Produktion von Sichtblechen, ist
jedoch eine Stanzbearbeitung ohne Kratzer erforderlich.
Konsequenz
Im Folgenden werden verschiedene Maßnahmen vorgestellt, die
eine kratzerfreie Bearbeitung ermöglichen.
5.1
Funktion
Bürstentische
Die Bürsten sorgen dafür, dass das Blech an der Unterseite keinen
Kontakt mit kratzerverursachenden Maschinenteilen, insbesondere
der Matrize, bekommt. Das Blech gleitet auf den Bürsten, die dabei
aufgrund ihrer Länge in Bewegungsrichtung nachgeben und die
beim kugelbestückten Tisch auftretenden Kugellaufspuren an der
Blechunterseite vermeiden.
Bürstentische
64
Stanz- und Nibbelbearbeitung ohne Kratzer
Fig. 15004
T450DE.DOC
5.2
Spezielle Werkzeuge
Klebepads
Klebepads sind vorgeformte, selbstklebende Polyethylen-Folien
mit einer Dicke von 0.3 mm. Sie können auf Abstreifer, Zwischenringe und Matrizen geklebt werden.
Funktion
Ein Klebepad verhindert, dass ein Mikrograt an der Matrize Kratzer
an der Blechunterseite verursacht.
1
2
3
4
5
6
1
Stempel
4
Matrize
2
Blech
5
Mikrograt
3
Klebepad
6
Stanzbutzen
Funktion des Klebepads
•
•
•
T450DE.DOC
Fig. 28537
Das Blech wird in Position gebracht, der Stempel wird abgesenkt.
Das Blech wird auf die Matrize gedrückt, der Stanzhub wird
ausgeführt.
Der Klebepad bewirkt nach dem Rückhub, dass das Blech
wieder von der Matrize abgehoben wird. Ein Mikrograt an der
Matrize kann keine Kratzer erzeugen.
65
Zuordnung (Fig. 14754)
•
A: Bei Matrizen der Größe I wird der Zwischenring mit Klebepad Ø 62 / 96 mm beklebt und die Matrize auf 0.05–0.1 mm
unterhalb der Klebepad-Oberkante eingestellt.
0 ,0 5 - 0 ,1 m m
•
•
•
•
A
1
B: Matrizen der Größe II werden mit Klebepads Ø 72 / 96 mm
beklebt.
C: Matrizen von Rechteck-, Langloch- und Trennwerkzeugen
können mit den abgebildeten Sonder-Klebepads versehen
werden.
D: Bei Einsatz von Quadratwerkzeugen mit Kantenlänge 30–
50 mm empfiehlt sich die Verwendung des abgebildeten Sonder-Klebepads.
E: Abstreifer werden ausschließlich mit den am Umfang eingeschnittenen Klebepads versehen.
C
B
2 3
2
4
2
1
Zwischenring
4
Matrize Größe II
2
Klebepad
5
Abstreifer
3
Matrize Größe I
Beispiele für Klebepads
2
5
2
Fig. 14754
Vorgehen
•
•
•
•
66
E
D
Matrize, Zwischenring oder Abstreifer sorgfältig entfetten (z. B.
mit Isopropanol) und gegebenenfalls alte Klebereste entfernen.
Werkzeug bei Bedarf schärfen.
Klebepad zentrisch und blasenfrei aufkleben. Zum Bekleben
des Abstreifers bietet TRUMPF die Klebevorrichtung QuickPad
an (siehe S. 52). Matrizen und Zwischenringe können manuell
beklebt werden.
Am Abstreifer muss die Innenkontur vorsichtig mit einem
scharfen Messer ausgeschnitten werden.
T450DE.DOC
•
Lange Lebensdauer
T450DE.DOC
Erhöhte Arbeitslage anwählen: Tätigkeit–PRODUZIEREN–
Tabellen–Blechtechnologie–Parameter "Kratzerarme Bearbeitung" auf "1" setzen.
Die Klebepads weisen abhängig von Materialdicke, Zerstanzungsgrad etc. eine lange Lebensdauer auf. Beschädigungen haben keinen Einfluss auf die Kratzervermeidung, lediglich sollten aufgerissene Ecken abgeschnitten werden. Beispielsweise wurde bei
einem Test – Materialdicke 0.5–3 mm, diverse Materialien, dreischichtiger Betrieb – erst nach mehreren Wochen der Tausch der
Klebepads notwendig.
67
Butzenrückhaltematrizen
Funktion
Butzenrückhaltematrizen verhindern, dass beim Rückhub des
Stempels der Stanzbutzen mit hochgezogen wird.
Prinzip
Butzenrückhaltematrizen verfügen über kleine Nuten an den
Schnittflächen. In diese "fließt" der Werkstoff aufgrund der hohen
Krafteinwirkung, wenn der Stanzhub ausgeführt wird. Wird nun der
Stanzbutzen wieder mit hochgezogen, z.B. durch Haftkräfte des
Stempels, bleibt er in den gegenläufig angeordneten Nuten stecken. Bei Einsatz von Butzenrückhaltematrizen wird die Stanzbutzenabsaugung abgeschaltet.
Mit Butzenrückhaltematrizen kann gestanzt, jedoch nicht genibbelt
werden. Der Einsatz von schergeschrägten Werkzeugen
(Whispertools) ist möglich.
1
1
Nut
Butzenrückhaltematrize
Nachrüstung
68
Fig. 14688
Bereits im Einsatz befindliche Matrizen können bei TRUMPF
nachgerüstet werden, wenn sie mindestens einen Innendurchmesser bzw. Seitenlänge von 3 mm haben.
T450DE.DOC
Weitere Maßnahmen
Matrizen und Zwischenringe
mit Bürsteneinsätzen
Eine zusätzliche Reduzierung von Kratzern wird durch die Verwendung von Matrizen und Zwischenringen, in die Bürsteneinsätze
eingelassen sind, erreicht.
1
1
Bürsten
Matrize mit Bürsteneinsatz
Fig. 9793
Einstellung:
Die Bürsten stehen etwa 1 mm über der Matrizenoberkante und
unterstützen den Effekt der Kratzerminimierung. Zusätzlich ist die
Matrizenoberfläche feinpoliert. Matrizen und Zwischenringe mit
Bürsteneinsätzen gibt es in verschiedenen Ausführungen.
Multitool
Umformwerkzeuge
Multitool-Matrizen können mit Klebepads Ø 72 x 96 mm beklebt
werden.
•
•
•
T450DE.DOC
Ein modifiziertes Durchzugwerkzeug (nach unten) vermeidet
Kratzer durch seine gefederten Bürstenelemente auf der Matrize.
Zum Trennen an Umformungen kann ein Werkzeug mit Bürstensegmenten an Stempel und Matrize eingesetzt werden.
Es können Umformwerkzeuge die einen erhöhten Auswerfer
haben, z. B. Napfwerkzeuge, bestellt werden, die aus AMPCO
gefertigt sind. AMPCO ist eine relativ weiche Legierung, die
durch ihre schmierende Wirkung Kratzer durch den Auswerfer
an der Blechunterseite vermeidet.
69
5.3
Die Lösung: Maßnahmen kombinieren
Die effektivste Maßnahme zur Kratzervermeidung ist die Kombination der folgenden Komponenten:
Kugel- oder Bürstentische...
TRUMPF bietet zwei Varianten von Auflagetischen an:
• Kugelbestückte Tische, die sich besonders bei der Bearbeitung
von Blechen >3 mm bewährt haben.
• Bürstentische, die bei der Bearbeitung von Blechen <3 mm die
besten Ergebnisse bei der Kratzervermeidung gebracht haben.
...in Kombination mit
Butzenrückhaltematrizen...
Beide Tischvarianten können idealerweise mit dem Einsatz von
Butzenrückhaltematrizen kombiniert werden. Dabei soll die Stanzbutzenabsaugung abgeschaltet werden.
...und Klebepads
Das Aufkleben von Klebepads auf Abstreifer und Matrizen ergänzt
diese effektiven Maßnahmen für eine Stanzbearbeitung ohne Kratzer.
Dazu die um 1 mm erhöhte Arbeitslage anwählen, da die Klebepads an Abstreifer und Matrize zusammen 0.6 mm dick sind:
Tätigkeit–PRODUZIEREN–Tabellen–Blechtechnologie–Parameter
"Kratzerarme Bearbeitung" auf "1" setzen. Vorteile des erhöhten
Abstands: Größere Durchgangshöhe für unebene Bleche und
Schonung der Klebepads.
70
T450DE.DOC
5.4
Tipps für die Praxis
Klebepads
•
Klebepads auf Abstreifer und Matrizen aufkleben.
Tägliche Reinigung
•
•
Besonders wichtig ist die Pflege der Werkzeuge.
Tägliches Reinigen der Tischflächen, Bürsten, Bürstenfelder
(besonders nach Bearbeitung verzunderter Bleche) und Auflagepunkte an der Maschine.
Arbeiten mit aktivem
Niederhalter
•
Es kann wahlweise mit aktivem oder passivem Niederhalter
gearbeitet werden. Der aktive Niederhalter hält das Blech während der Bearbeitung eben. Durch Blechverformung hervorgerufene Kratzer werden so vermieden. Klebepads können
auch bei aktivem Niederhalter verwendet werden.
Erhöhte Arbeitslage
•
Erhöhte Arbeitslage (Abstreifer 1 mm höher) anwählen. Durch
den Abstreifer verursachte Kratzer an der Blechoberseite
werden so vor allem bei unebenem Blech vermieden.
Weitere Maßnahmen
•
•
Werkzeuge regelmäßig schärfen (QuickSharp).
Einsatz von Butzenrückhaltematrizen, dazu Absaugung ausschalten.
Stempel und Matrize zur Gratvermeidung exakt einander zuordnen (QuickSet).
Zuordnung von oberer zu unterer Werkzeugaufnahme kontrollieren.
Korrekte Einstellung der matrizennahen Bürstenfelder kontrollieren und bei Bedarf nachstellen oder tauschen. Maß: 0.5–
1 mm über Matrizenoberkante.
Polieren der Matrizen, Abstreifer und Nachsetzauflagen (Körnung min. P360).
Korrekte Bürsteneinstellung an Matrizen und Zwischenringen.
Polyamidbeschichtete Abstreifer einsetzen.
•
•
•
•
•
•
T450DE.DOC
71
5.5
Einsatz ebener Bleche
Was sonst noch möglich ist
Verformung des Blechs vermeiden:
• Geeignete Stempel und Matrizen bezüglich Schneidspalt wählen: Versuche haben gezeigt, dass sowohl bei zu kleinem als
auch bei zu großem Schneidspalt zwischen Stempel und Matrize der Grad der Verformung zunimmt.
1
5
10
15
20
1
Verformung
2
Schnittspiel (2 x Schneidspalt) in
25
30
35
2
s = 1.5 mm
% der Materialdicke
Fig. 28538
Geeignete Reihenfolge des Werkzeugeinsatzes: z. B. Vorstanzen eines Ausschnitts mit Quadratwerkzeug, dann Fertigbearbeitung des Ausschnitts mit Schlitzwerkzeug.
10
•
Verformtes Werkstück durch ungünstige Bearbeitungsreihenfolge
•
•
•
•
•
•
72
Fig. 5449
Aktiven Niederhalter einsetzen.
Vor- und Nachstanzen: z. B. mit Rundwerkzeug Ø 9.8 mm vorstanzen, mit Ø 10 mm nachstanzen.
Reihenweises Abarbeiten verringert die Blechverformung.
Feinebene Bleche (EN 29-81) verwenden, gegebenenfalls
Toleranzeinschränkung mit dem Lieferanten vereinbaren.
Spannungsfrei geglühte Bleche verwenden.
Folienbeschichtete Bleche (z. B. Polyethylen PE) verwenden.
In diesem Fall sind keine Klebepads notwendig.
T450DE.DOC
•
•
T450DE.DOC
Eine ausreichende Werkzeugschmierung verhindert Kaltverschweißungen und Aufbauschneiden am Stempel und vorzeitige bzw. übermäßige Gratbildung.
Zusätzlich kann die Blechunterseite eingeölt werden (gilt nur
für Maschinen mit Kugeltischen).
73
6.
Ebene Bleche beim Stanzen und
Nibbeln
6.1
Einführung
Beim Einkauf der Bleche ist die Ebenheit nach DIN EN 10051 bzw.
DIN EN 10029 definiert. Bei der Bearbeitung der Bleche auf einer
Stanzmaschine können zusätzlich Verformungen auftreten. Der
Grad der Verformung steigt mit der Anzahl der Stanzungen im
Blech.
Daraus resultieren Qualitätsverluste und Genauigkeitseinbußen,
meist Nacharbeiten (Richten) und im Extremfall Kollisionsgefahr an
der Maschine zwischen Blech und Werkzeug. Es ist also anzustreben, das Blech beim Bearbeiten möglichst eben zu halten.
Im Folgenden wird auf die Ursachen der Verformung eingegangen
sowie Strategien zur Verringerung der Verformung aufgezeigt.
6.2
Verformung durch
Spannungen
Ursachen der Verformung
Die Verformung des Blechs resultiert aus den Spannungen, die
Stempel und Matrize in unmittelbarer Nähe einer Stanzung hinterlassen. Die Spannungen verteilen sich nicht auf das ganze Blech.
Beim Stanzvorgang wird das Blech durch Stempel und Matrize
"komprimiert", bis die Stanzkraft so groß wird, dass der Stanzbutzen durch die Matrize bricht. Die durch die "Komprimierung" entstandene Spannung im Blech in diesem Bereich bleibt jedoch
erhalten, was zu einer Verformung führt. Wie durch Versuche bei
TRUMPF nachgewiesen wurde, wird das Blech wieder eben, wenn
der Spannungsbereich (bei Materialdicke 2 mm ca. 1 mm) z. B.
durch Laserschneiden entfernt wurde.
2
1
3
4
5
1
Blech
4
Spannungen-Werkstück
2
Stempel
5
Matrize
3
Spannungen-Stanzbutzen
Spannungen
74
Ebene Bleche beim Stanzen und Nibbeln
Fig. 28539
T450DE.DOC
Der Grad der Verformung steigt mit der erforderlichen Stanzkraft.
Abhängig davon nimmt die Verformung zu bei:
• Dickem Blech.
• Hartem Material (Edelstahl).
• Zu kleiner oder zu großer Matrize.
• Stumpfem Werkzeug.
Verformung durch Biegung
Eine weitere Ursache für die Verformung ist das Durchbiegen des
Blechs durch Stempel und Matrize bei der Bearbeitung. Dadurch
entstehen wiederum Spannungen.
1
1
Blech
2
Matrize
2
3
3
Stempel
Fig. 28540
Hinweis
Das Durchbiegen des Blechs ist in Fig. 28540 zur Verdeutlichung
übertrieben dargestellt.
T450DE.DOC
75
6.3
Strategien zum Verringern der Verformung
Strategien zur Verringerung der Verformung, die nachfolgend beschrieben werden, sind:
• Auswahl geeigneter Stempel und Matrizen.
• Spannungsarme Bearbeitung durch richtige Werkzeugwahl.
• Einsatz des Niederhalters.
• Vor- und Nachstanzen.
Geeignete Stempel und Matrizen auswählen
Scharf geschliffener Stempel
Zur Reduzierung der Stanzkraft (und somit der Verformung) muss
der Stempel scharf geschliffen sein. Noch bessere Ergebnisse sind
bei Einsatz von Whispertools zu erreichen.
Schneidspalt
Versuche haben gezeigt, dass sowohl bei zu kleinem als auch bei
zu großem Schneidspalt zwischen Stempel und Matrize der Grad
der Verformung zunimmt. Die zwar für eine geringe Verformung
des Bleches optimale Matrize kann im ungünstigen Fall jedoch zu
einer Gratbildung an der Blechkante führen.
Spannungsarm bearbeiten durch richtige
Werkzeugwahl
Bei konventioneller Bearbeitung des Blechs in Fig. 5449 (Trennwerkzeug, mit aktivem Niederhalter) beträgt die Verformung ca.
10 mm.
Materialdicke s: 2.5 mm
Stempel: Quadrat 10 mm
Werkstoff: Aluminium
Fig. 5449
76
T450DE.DOC
Werden stattdessen die Ausschnitte mit einem Werkzeug Quadrat
8 mm vorgestanzt und dann mit dem Schlitzwerkzeug fertigbearbeitet, beträgt die Verformung nur noch ca. 5 mm.
Niederhalter einsetzen
Bei Einsatz des Niederhalters (Abstreifers) wird grundsätzlich die
Verformung des Blechs reduziert, da der Niederhalter das Blech
bei der Bearbeitung eben hält.
Hinweis
Bei weichen Materialien wie Kupfer oder Aluminium kann durch
den Niederhalter auch das Gegenteil bewirkt werden, indem der
Niederhalter das Blech treibt und es sich deshalb durchbiegt. An
Maschinen, bei denen der Niederhalterdruck einstellbar ist, kann
dieser gesenkt werden.
Folgende Maßnahmen unterstützen, wie im Weiteren beschrieben,
den Effekt des Niederhalters:
• Überbiegen des Blechs.
• Passscheiben unterlegen.
• Matrize abschrägen.
T450DE.DOC
77
Überbiegen des Blechs
Dieses Verfahren verstärkt die Wirkung des aktiven Niederhalters.
Hierzu muss sich der Niederhalter (Abstreifer) ein wenig über die
Matrize wölben können. Das Blech wird dabei durch den sich im
Außenbereich geringfügig durchbiegenden Niederhalter eben
"gerichtet". Verwendet wird ein flacher Abstreifer mit üblichem
Spiel zwischen Stempel und Abstreifer (ca. 1–2 mm).
F
1
F
F
2
3
4
Niederhalterkraft
3
Abstreifer
1
Blech
4
Stempel
2
Matrize
Fig. 28542
Hinweis
Das Durchbiegen von Abstreifer und Blech ist in Fig. 28542 zur
Verdeutlichung übertrieben dargestellt.
Nicht verwendbar sind Abstreifer älterer Ausführung mit einer Verdickung an der Unterseite.
Damit sich der Abstreifer und somit das Blech über die Matrize
wölben kann, muss diese, wie im Folgenden beschrieben, erhöht
oder abgeschrägt werden.
78
T450DE.DOC
Matrizen der Größe I mit Zwischenring werden um ca. 0.3 mm mit
Passscheiben unterlegt.
0.3
Passscheiben unterlegen
1
1
Passscheibe
2
Matrize (Größe I)
2
3
3
Zwischenring
Fig. 28543
Um den Effekt zu verstärken, kann:
• Die Matrize höher als 0.3 mm mit Passscheiben unterlegt werden.
• Ein Abstreifer mit einer Bohrung >60 mm (Durchmesser der
Matrize Größe I) verwendet werden. Dies ist jedoch nur bei
Blechen mit s >2 mm empfehlenswert, da sonst wegen der
mangelnden Abstreiferwirkung das Blech beim Stempelrückzug aufgebogen würde.
T450DE.DOC
79
F
F
1
F
F
2
1
Abstreifer mit Bohrung <60 mm
2
Abstreifer mit Bohrung >60 mm
F
Niederhalterkraft
Fig. 28544
Hinweis
Das Durchbiegen von Abstreifer und Blech ist in obiger Figur zur
Verdeutlichung übertrieben dargestellt.
Matrize abschrägen
Wenn die Möglichkeit des Unterlegens der Matrize nicht besteht
(z. B. bei Matrizen der Größe II) kann die Matrize pyramidenförmig
abgeschrägt werden.
0.3
1
1
Neue Schräge
Fig. 28545
80
T450DE.DOC
Mit Hilfe der Werkzeugschleifmaschine QuickSharp wird die Matrize um einen Betrag von 0.3 mm abgeschliffen.
Dazu wird die Matrize im Schleifadapter einseitig unterlegt, bis auf
einen verbleibenden Rand von 3–5 mm um die Matrizenbohrung
abgeschliffen, um je 90° gedreht und wieder abgeschliffen. Auf
diese Weise erhält man eine Matrize mit vier gleichmäßig ablaufenden Flächen.
Abgeschrägte Matrize
Fig. 5450
Vor- und Nachstanzen
Auch durch Vor- und Nachstanzen lässt sich die Verformung des
Blechs reduzieren. Hierbei wird ähnlich wie bei "Spannungsarme
Bearbeitung" die verspannte Zone im Blech weggestanzt. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass nur noch wenig Material durch
das Nachstanzen entfernt wird, da es sonst wieder zu Spannungen
im Blech kommt (d. h. die Stempeldurchmesser zum Vor- und
Nachstanzen differieren nur gering).
Bei einem Versuch wurde die Verformung des Blechs um die
Hälfte reduziert, indem mit einem Rundstempel Durchmesser
9.8 mm vorgestanzt und mit einem Durchmesser 10.0 mm nachgestanzt wurde.
T450DE.DOC
81
7.
Glossar
7.1
Arbeitsweise des hydraulischen
Stanzkopfes
6
7
5
8
9
4
3
10
A
B
2
1
A
Obere Stößelfläche
5
B
Untere Stößelfläche
6
CNC-Steuerung
1
Stempel
7
Stößelsteuerung
2
Stößel
8
Schrittmotor
3
Ritzel
9
Zum Tank
4
Zahnstange
10 Von der Pumpe
Schematischer Aufbau
Einstellen der Stößellage
82
Glossar
Hydraulisches Ventil
Fig. 28546
Die Steuerung gibt den Abstand des Stößels über der Blechoberfläche vor. Über einen Schrittmotor wird dieser Abstand eingestellt.
In dieser Ausgangsposition vor dem Stanzhub steht die untere
Stößelfläche unter hydraulischem Druck.
T450DE.DOC
Ausführen des Stanzhubs
Der Stanzhub wird durch ein weiteres Signal der Steuerung eingeleitet. Das hydraulische Ventil des Linearverstärkers wird geöffnet und leitet einen Ölstrom auf die obere Stößelfläche, wodurch
sich der Stößel nach unten bewegt. Setzt der Stößel nun auf dem
Blech auf, wird der hydraulische Druck auf die obere Stößelfläche
automatisch so weit erhöht, bis sicher durchgestanzt wird. Bei sehr
großem Stanzkraftbedarf wird zusätzlich der hydraulische Druck
auf die untere Stößelfläche abgeschaltet.
Rückführen des Stößels
Nach dem Durchstanzen erreicht der Stößel seine unterste Position. Über die mechanische Rückkopplung Zahnstange-Ritzel wird
dann das hydraulische Ventil geschlossen. Die Rückführung des
Stößels in die Ausgangsposition erfolgt durch Erhöhen des hydraulischen Drucks auf die untere Stößelfläche bei gleichzeitigem
Absenken des Drucks auf die obere Stößelfläche.
T450DE.DOC
Glossar
83
7.2
Maximalleistungstabellen
Aus den Maximalleistungstabellen können die maximal zulässigen
Abmessungen für runde und quadratische Werkzeuge, mit und
ohne Scherschräge, für vier Zugfestigkeiten und unterschiedliche
Materialdicken entnommen werden. Für Zwischenwerte der Materialdicke und Zugfestigkeit ist entweder der nächstniedrige Tabellenwert zu entnehmen oder aber die Werkzeugabmessung aus folgenden Formeln zu berechnen:
Maximaler Durchmesser für
Rundwerkzeuge
Maximale Kantenlänge für
Quadratwerkzeuge
Maximaler Schnittumfang für
beliebig geformte oder
Mehrfach-Stanzwerkzeuge
ohne Scherschräge
84
Glossar
d max =
p⋅x
π ⋅ s ⋅ 0.9 ⋅ Rm
dmax Maximaler Werkzeugdurchmesser (rund) [mm]
p
Schneidkraft [N]
s
Materialdicke [mm]
Rm Zugfestigkeit [N/mm2]
x
Scherfaktor (bei Werkzeugen ohne
Scherschräge = 1)
a max =
p⋅x
4 ⋅ s ⋅ 0.9 ⋅ Rm
amax Maximale Kantenlänge (Quadrat) [mm]
p
Schneidkraft [N]
s
Materialdicke [mm]
x
Scherfaktor (bei Werkzeugen ohne
Scherschräge = 1)
LMax =
p
s ⋅ 0.9 ⋅ Rm
Lmax Maximaler Schnittumfang [mm]
p
Schneidkraft [N]
s
Materialdicke [mm]
T450DE.DOC
7.3
Vorschubschritt
Der Vorschubschritt beim Nibbeln muss je nach eingesetztem
Werkzeug unterschiedlich gewählt werden. Er richtet sich nach der
gewünschten Rautiefe. Es wird hierbei zwischen Rundwerkzeugen,
Quadrat- und Rechteckwerkzeugen und Trennwerkzeugen,
Langlochwerkzeugen
und
Werkzeugen
mit
Eckenradius
unterschieden.
Rautiefe
Nibbelkante
Fig. 28520
Wenn eine Kontur mit einem Rundwerkzeug genibbelt wird, weist
die Nibbelkante eine Rauigkeit (Rautiefe) auf, die mit dem
gewählten Vorschubschritt zusammenhängt. Bei kleinerem Vorschubschritt verbessert sich die Qualität der Nibbelkante, d. h. die
Rauigkeit wird geringer.
T450DE.DOC
Glossar
85
Rundwerkzeuge
Der optimale Vorschubschritt bei Rundwerkzeugen lässt sich im
folgenden Rautiefen-Diagramm ablesen.
Rt
Rautiefe [mm]
a
Rt grob
d
Stempeldurchmesser [mm]
b
Rt mittel
c
Rt fein
Spp Vorschubschritt [mm/Hub]
Rautiefendiagramm
Fig. 19497
Für den minimalen Vorschubschritt gilt folgende Faustformel:
Sppmin = 0.5 ⋅ s
Sppmin
Minimaler Vorschubschritt [mm/Hub]
s
Materialdicke [mm]
Weiter wird nach linearem und zirkularem Vorschubschritt unterschieden. Der lineare Vorschubschritt folgt einer geraden Strecke,
der zirkulare Vorschubschritt einem Kreis.
86
Glossar
T450DE.DOC
Rt
D
Linearer Vorschubschritt
Spp
Spp Vorschubschritt [mm]
Rt
Rautiefe [mm]
D
Werkzeugdurchmesser [mm]
Fig. 28547
Der lineare Vorschubschritt kann auch nach folgender Gleichung
berechnet werden:
SppLinear = 4 ⋅ Rt ⋅ (D − Rt )
SppLinear Linearer Vorschubschritt [mm/Hub]
D
Rt
Rautiefe [mm]
Zirkularer Vorschubschritt
Rt
Rt
Rautiefe [mm]
D
R2
R1
D
Spp
Spp Vorschubschritt [mm]
R1 Radius der WerkzeugMittelpunktsbahn [mm]
R2 Radius der
Werkstückkante [mm]
Fig. 13198
T450DE.DOC
Glossar
87
Der zirkulare Vorschub pro Hub kann nach folgender Gleichung
berechnet werden:
SppZirkular = SppLinear ⋅
R1
R2
Sppzirkular Zirkularer Vorschubschritt [mm/Hub]
R1
Radius der Werkzeug-Mittelpunktsbahn [mm]
R2
Radius der Werkstückkante [mm]
Quadrat- und Rechteckwerkzeuge
Minimaler Vorschubschritt
B /2
V R
L /3
L
Stempellänge [mm]
B
Stempelbreite [mm]
VR Vorschubrichtung
Fig. 3678
Für den minimalen Vorschubschritt gilt folgende Faustformel:
Sppmin =
L
3
Sppmin
L
Stempellänge [mm]
Hinweis
In X- oder Y-Richtung muss die Hälfte des Stempels im Eingriff
sein.
Bei einem seitlichen Vorschub ist ein Verhältnis L : B > 3 zu vermeiden.
88
Glossar
T450DE.DOC
Maximaler Vorschubschritt
L
2 m m
L
Stempellänge [mm]
Fig. 0330
Für den maximalen Vorschubschritt gilt folgende Faustformel:
Sppmax = L − 2mm
Sppmax
Maximaler Vorschubschritt [mm/Hub]
L
Stempellänge [mm]
Trennwerkzeuge, Langlochwerkzeuge, Werkzeuge mit
Eckenradius
Für den minimalen und maximalen Vorschubschritt gelten folgende
Faustformeln:
Sppmin =
Minimaler Vorschubschritt
Maximaler Vorschubschritt
L
2
Sppmin
L
Länge des Stempels [mm]
Sppmax = L − (2 ⋅ R ) − 1mm
Sppmax
Maximaler Vorschubschritt [mm/Hub]
R
Radius des Stempels [mm]
Hinweis
Der Stempel muss immer mit der ganzen Breite arbeiten. Bei
Streifenfertigung beträgt die Mindestbreite des Streifens 10 mm.
Bei Unterschreiten der Mindestbreite bewirkt die Verwindung des
Streifens Querkräfte auf den Stempel und damit eine Reduzierung
seiner Standzeit.
T450DE.DOC
Glossar
89
7.4
Zugfestigkeit
Im Folgenden sind die wichtigsten Materialien mit ihrem Zugfestigkeits-Bereich dargestellt. Ist die tatsächliche Zugfestigkeit nicht
bekannt, ist mit der maximalen Zugfestigkeit des Toleranzspektrums (Spalte "Zugfestigkeit Rm Bereich" zu rechnen.
Baustähle
Kurzname
(DIN EN 10025)
St 33
Werkstoffnummer
(DIN EN 10025)
1.0035
Zugfestigkeit Rm
[N/mm2] Bereich
290-540
St 37-2
1.0037
340-510
St 37-3
1.0116
340-510
St 44-2
1.0044
410-580
St 44-3
1.0144
410-580
St 52-3
1.0570
510-680
St 50-2
1.0050
470-660
St 60-2
1.0060
570-770
St 70-2
1.0070
670-900
Tab. 16
Rost- und säurebeständige
Stähle
90
Glossar
Kurzname
(DIN 17440)
Werkstoffnummer
(DIN 17440)
Zugfestigkeit Rm
[N/mm2] Bereich
X 7 Cr 13
1.4000
700
X 7 CrAl 13
1.4002
450-700
X 10 Cr 13
1.4006
550-750
X 15 Cr 13
1.4024
650-800
X 20 Cr 13
1.4021
650-950
X 40 Cr 13
1.4034
-800
X 45 CrMoV 15
1.4116
-900
X 8 Cr 17
1.4016
450-600
X 8 CrTi 17
1.4510
450-600
X 8 CrNb 17
1.4511
450-600
X 6 CrMo 17
1.4113
450-650
X 12 CrMoS 17
1.4104
550-850
X 22 CrNi 17
1.4057
850-950
X 12 CrNiS 18 8
1.4305
500-700
X 5 CrNi 18 9
1.4301
500-700
X 5 CrNi 19 11
1.4303
500-700
X 2 CrNi 18 9
1.4306
450-700
X 10 CrNiTi 18 9
1.4541
500-750
X 10 CrNiNb 18 9
1.4550
500-750
X 5 CrNiMo 18 10
1.4401
500-700
X 2 CrNiMo 18 10
1.4404
450-700
X 10 CrNiMoNb 1810
1.4580
500-750
X 5 CrNiMo 18 12
1.4436
500-700
X 2 CrNiMo 18 12
1.4435
450-700
X 2 CrNiMo 18 16
1.4438
500-700
X 2 CrNiN 18 10
1.4311
550-750
T450DE.DOC
Kurzname
(DIN 17440)
Werkstoffnummer
(DIN 17440)
Zugfestigkeit Rm
[N/mm2] Bereich
X 2 CrNiMoN 18 12
1.4406
600-800
X 2 CrNiMoN 18 13
1.4429
600-800
Tab. 17
Kupfer- und
Kupferlegierungen
Kurzname
(DIN 17670)
SW - Cu
SF – Cu
Werkstoffnummer
(DIN 17670)
2.0076
Zugfestigkeit Rm
[N/mm2] Bereich
2.0090
F20
.10
200-250
F22
.10
220-260
F24
.26
240-300
F29
.30
290-360
F36
.32
F23
F28
2.0220.26
280-340
CuZn37
F30
2.0335.10
300-370
F37
2.0335.26
370-440
F54
2.0335.32
540-610
F34
2.0360.10
CuZn40
2.0220.10
360
CuZn5
230-280
340
F41
.26
410
F47
.30
470
Tab. 18
T450DE.DOC
Glossar
91
Aluminium und
Aluminiumlegierungen
Kurzname
(DIN EN 485)
Al 99.8
F10
Werkstoffnummer
(DIN EN 485)
3.0285
.26
Zugfestigkeit Rm
[N/mm2] Bereich
100-140
Al 99.8
F12
3.0285
.30
120-160
Al 99.7
F10
3.0275
.26
100-140
Al 99.7
F12
3.0275
.30
120-160
Al 99.5
F8
3.0255
.07
75-110
AlMn1
AlMnCu
AlMn1Mg1
AlMg1
AlMg3
AlMgSi1
F9
.24
90-130
F11
.26
110-150
F13
.30
130-170
F15
.32
F12
3.0515
150
F14
.26
140-180
F17
.30
165-205
F13
3.0517
F15
.26
.24
.24
120-160
125-165
145-185
F17
.28
F19
3.0526
170-210
F22
.26
220-260
F26
.28
240-280
F13
3.3315
F15
.26
145-185
F17
.28
165-205
F22
3.3535
F24
.26
.24
.24
.24
190-230
125-165
220-260
240-280
F27
.28
F21
3.2315
265-305
F28
.71
275
F30
.72
295
.51
205
AlCuMg1
F39
3.1325
.51
390
AlCuSiMn
F40
3.1255
.51
400
Tab. 19
92
Glossar
T450DE.DOC
Index
A
F
Abarbeiten .....................................................21
•
Abarbeiten, reihenweise .........................72
Abschälen ......................................................22
Abstreifer 17, 30, 39, 45, 51, 52, 65, 66, 70, 77,
78, 79
Aktiver Niederhalter . 26, 33, 39, 42, 45, 61, 71,
72, 76, 78
Aluminium ................................... 31, 45, 77, 92
Ankörnen .......................................................13
Antriebe ...................................................19, 20
Arbeitslage.............................. 9, 58, 67, 70, 71
Aufbauschneiden.....................................45, 73
Ausschiebeabstreifer .....................................39
Ausschieben, reihenweise.............................23
Ausschneiden ..................................................8
Auswerfer.......................................................69
Folienbeschichtete Bleche............................ 72
Formstempel ................................................. 37
B
Baustahl.............................................37, 59, 62
Besäumen......................................................22
Beschicken der Maschine..............................21
Blechgewicht .............................................9, 26
Blechqualität ..................................................21
Bürste ......................................... 20, 47, 69, 71
Bürstentische...........................................64, 70
Butzenrückhaltematrize .............. 40, 68, 70, 71
G
Geräuschminderung ....... 32, 46, 56, 57, 59, 60
Gratbildung ....................................... 71, 73, 76
Größengruppe............................................... 30
H
HSS-Hochgeschwindigkeits-SchnellschnittStahl............................................. 12, 31, 37
Hubzahl................................... 9, 12, 16, 56, 61
Hüllkreisdurchmesser ......................... 9, 25, 42
J
Justierring ......................................... 30, 37, 50
K
D
Durchbiegen des Blechs................................75
E
Ebenheit des Blechs......................................39
Edelstahl ......................... 31, 37, 45, 59, 62, 75
Einlegehilfe ....................................................21
Elektronischer Stanzwerkzeugkatalog ....47, 54
T450DE.DOC
Kaltverschweißungen........................ 31, 45, 73
Kassette, siehe Werkzeugkassette............... 26
Kassettenart.................................................. 26
Klebepad..................................... 52, 65, 69, 70
Klebevorrichtung ..................................... 52, 66
Knabberschneiden ........................................ 11
Koordinatenführung .................... 18, 19, 20, 39
Kratzerfreie Bearbeitung ......................... 40, 47
Kugel ........................................... 20, 64, 70, 73
Kugeln, anhebbar.......................................... 21
Kupfer ..................................................... 77, 91
Index
93
L
R
Lagerliste .......................................................55
Lange Stempel ..............................................33
Lautheit ..........................................................57
Lautstärkepegel .............................................57
Linearmagazin ...................................18, 21, 27
•
Spannpratzen................. 18, 19, 21, 25, 39
•
Werkzeug ....................................18, 21, 30
Lochen .............................................................8
Lochgitter .........................................................9
Lochkreis .........................................................9
Lochreihe .........................................................9
Luftspalt .............................................35, 59, 60
Rauigkeit ........................................... 12, 45, 85
Rautiefe......................................................... 85
Rautiefen-Diagramm..................................... 86
Rotationsachse ............................................. 17
RTC-Kassette ......................................... 26, 30
Rüstliste ........................................................ 27
Rutschen, starre............................................ 23
M
Magnetplatte ..................................................34
Materialart................................................56, 59
Materialdicke ........ 9, 12, 35, 42, 54, 56, 60, 86
Matrize ........................................ 30, 40, 51, 70
Matrize mit Bürsteneinsätzen ..................40, 69
Maximalleistungstabelle ....................34, 36, 84
Mikrograt........................................................64
Multitool ........................................ 9, 25, 47, 69
N
Nachschleifen ....................................33, 46, 48
Nachschleiflänge .................................9, 34, 49
Nachsetzen................................. 22, 25, 26, 39
Nachsetzzylinder ...........................................26
Nachstanzen............................................72, 81
Nibbeln...................... 11, 37, 42, 45, 57, 62, 85
Nibbelstempel ................................................42
Nibbelwerkzeug .............................................12
Niederhalter .......................... 39, 59, 76, 77, 78
P
Papier-Stanzwerkzeugkatalog.......................54
Passiver Niederhalter ........................33, 39, 71
Passscheiben ..........................................41, 79
Polyamidbeschichteter Abstreifer..................71
Prägen .....................................................13, 47
Pressset.........................................................52
94
Index
S
Scherfaktor.............................................. 35, 84
Scherschneiden .............................................. 8
Scherschräge.............. 9, 33, 34, 48, 59, 68, 84
Schmierung........................... 35, 45, 46, 60, 73
Schneidspalt ............................... 41, 43, 72, 76
Schnitt-Bruch-Verhältnis ......................... 43, 44
Schnittspiel.................................................... 72
Schrittmotor................................................... 82
Signieren................................................. 13, 47
Softpunch...................................................... 56
Softpunch-Stufe ...................................... 56, 61
Sonderwerkzeug ........................................... 47
Spannpratzen........................ 18, 19, 21, 25, 39
Spannungsarme Bearbeitung ................. 76, 81
Standzeit ........................................... 12, 46, 89
Stanzbutzen ...................... 8, 40, 43, 65, 68, 74
Stanzen................. 8, 10, 15, 42, 47, 56, 62, 74
Stanzfolge ............................................... 56, 58
Stanzfolgetabelle ............................................ 9
Stanzkraft.................... 9, 37, 40, 46, 54, 75, 83
Stanzkraftstufe .............................................. 16
Stanznadel .................................................... 31
Stanzwerkzeug, siehe Werkzeug ................. 12
Stempel................................. 11, 30, 31, 33, 51
Stempelabmessungen, maximal....... 34, 42, 84
Stempelabmessungen, minimal.................... 42
Stößel........................ 12, 17, 20, 45, 56, 82, 83
Stößelfläche ............................................ 82, 83
Stößellage............................................... 45, 82
T
Technischen Information .............................. 47
Teile ausschleusen ....................................... 23
Teileklappe.................................................... 23
TICN-Beschichtung................................. 12, 31
Trennen....................................... 42, 46, 47, 62
Trennwerkzeug ........................... 66, 69, 76, 89
GripMaster 5000 ........................................... 29
T450DE.DOC
SheetMaster 1305/1605 ................................29
SortMaster Pallet ...........................................29
SortMaster Box..............................................29
StoreMaster ...................................................29
U
Überbiegen des Blechs ...........................77, 78
Umformen ..................................... 9, 13, 46, 47
Umformung ........................................26, 45, 69
Umformwerkzeug ......................... 9, 26, 46, 69
W
Wärmegang .................................................. 45
Weg - Zeitdiagramm ..................................... 58
Werkzeug..... 12, 17, 21, 26, 27, 30, 42, 46, 48,
54, 76, 84
Werkzeugaufnahme.................... 21, 25, 30, 71
Werkzeuginformation .................................... 47
Werkzeugkassette .......... 21, 26, 30, 34, 37, 51
Werkzeuglager.............................................. 27
Werkzeuglänge ................................. 34, 39, 50
Werkzeugsatz ......................................... 18, 30
Werkzeugtyp ................................................. 59
Whispertool, siehe auch Scherschräge . 32, 33,
46, 59, 62, 68, 76
Winkellage .................................................... 37
V
Variable Umformlage.....................................22
Verformen des Blechs .... 13, 43, 71, 72, 74, 81
Vollstempel ....................................................31
Vorschubschritt........................................12, 85
Vorschubschritt, linear ...................................87
Vorschubschritt, maximal ..............................89
Vorschubschritt, minimal ...............................88
Vorschubschritt, zirkular ................................87
Vorstanzen...............................................72, 81
T450DE.DOC
Z
Zerstanzen .................................................... 23
Zugfestigkeit.................... 31, 34, 36, 42, 84, 90
Zwischenring mit Bürsteneinsatz .................. 69
Index
95
96
Index
T450DE.DOC

Technische Information Stanzbearbeitung

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