Projekt Werkzeugbau 05

1. Projekt Werkzeugbau 05 Scherschneiden Der Schneidvorgang Dimensionierung der Stempel und Durchbrüche

2. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang Es gilt innerhalb des Fertigungsverfahrens Scherschneiden zunächst folgende Fälle zu unterscheiden: Schneiden mit zum Beispiel Platten- oder Säulen geführten Werkzeugen im Folge- oder Gesamtschnitt. Schneiden mit Feinschneidwerkzeugen mit Fixierung des Werkstoffes durch ein Pressplatte meistens im Gesamtschnitt.

3. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang Ablauf des Schneidvorgangs: Bei einfachen Schneidwerkzeugen läuft der Schneidvorgang in insgesamt sechs Stufen ab: 1. Stufe Elastische Verformung 2. Stufe Plastische Verformung 3. Stufe Abscherung 4. Stufe Bruch 5. Stufe Glätten der Schnittflächen 6. Stufe Rückfederung

4. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang Elastische Verformung: Durch den niedergehenden Stempel wird der Werkstoff gegen die Schneidplatte gepresst und dabei elastisch verformt.

5. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang Plastische Verformung: Beim weiteren Absenken der Stempel wird der Werkstoff über seine Streckgrenze hinaus beansprucht, so dass eine bleibende Verformung eintritt. Die Oberseite des Werkstoffes wird von außen nach innen zur Schneide des Stempels gezogen, dadurch entstehen am Schnittteil Einziehrundungen.

6. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang Abscherung: Bei der weiteren Absenkung des Stempels wird die Scherfestigkeit des Werkstoffes überschritten. An den Schneidkanten von Stempel und Schneidplatte wird der Werkstoff abgeschert und bildet Schnittflächen. Im weiteren Verlauf entstehen von diesen Schnittflächen aus aufeinander zulaufende Risse

7. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang Bruch: Der Festigkeit des Restquerschnittes ist jetzt so gering, dass sich beim weiteren Absenken die Risse aufeinander zulaufen, und der Werkstoff schließlich bricht. Die hierbei entstehende Bruchfläche verläuft schräg zur Schnittteiloberfläche.

8. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang Glätten der Schnittfläche: Nach dem Trennen wird der zurückgehende Stempel stark an den Seitenflächen beansprucht. Durch die Rückverformungskräfte Fe wird der Stempel eingeklemmt, hierdurch wird eine weitere Glättung der Schnittflächen erreicht. Der Streifen wird von der Führungsplatte bzw. dem Abstreifer vom Stempel gelöst.

9. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang Rückfederung: In dieser letzten Stufe des Schneidvorgangs führt die Rückfederungskraft Fe zum Zurückfedern des Werkstoffes. Dies hat zur Folge, dass Lochungen etwas kleiner und Ausschnitte etwas größer als der Stempel bzw. der Schneidplattendurchbruch ausfallen. Diese Rückfederung bedingt die Anordnung des Schneidspaltes.

10. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Feinschneidewerkzeuge: Mit Feinschneidewerkzeugen erhält man in einem Arbeitsgang maßgenaue plangerichtete Werkstücke deren Kanten glatt, glänzend und rechtwinklig sind. Zur Verwendung von Feinschneidewerkzeugen sind dreifach wirkende Pressen notwendig. Der Schnittverlauf gliedert sich in folgende Schritte. 1. Streifenvorschub 2. Streifen mit Pressplatte spannen, die Ringzacke dringt in den Werkstoff ein 3. Ausschneiden unter Gegendruck 4. Gegenhalterdruck abschalten, Stempel anheben 5. Streifen vom Stempel abstreifen, und vorschieben. 6. Schnittteil ausstoßen und entfernen.

11. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Beispiel eines Feinschneidewerkzeuges:

12. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Streifenvorschub: Der Werkstoff wird in Streifenform zum Beispiel mit einem Bandvorschub in das Werkzeug eingebracht.

13. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Streifen mit Pressplatte spannen: Vor dem eigentlichen Schneiden wird die Pressplatte mit der Ringzacke auf den Werkstoff des Abfallgitters abgesenkt. Dadurch wird der zu trennende Werkstoff allseitig eingeschlossen und der hierbei entstehende hohe Druck wirkt der Zugspannung beim Schneiden entgegen.

14. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Ausschneiden unter Gegendruck: Unter Gegendruck des Pressenstößels im Tisch wird das Werkstück ausgeschnitten.

15. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Gegenhalterdruck abschalten und Stempel anheben: Der Gegendruck wurde abgeschaltet, Stempel und Pressplatte fahren hoch, der Streifen bleibt am Stempel hängen.

16. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Streifen vom Stempel abstreifen und vorschieben: Durch Zurückziehen des Stempels löst sich der Streifen und kann vorgeschoben werden.

17. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Schnittteil ausstoßen und entfernen: Durch Ausfahren des Gegenhalters wird das Schnittteil ausgestoßen und zum Beispiel mit Druckluft entfernt. Der Streifenvorschub dauert an.

18. Projekt Werkzeugbau 05 Der Schneidvorgang beim Feinschneiden Wirkung der Ringzacke: Durch die eingepresste Ringzacke entsteht eine Druckzone in Richtung des Stempels und der Schneidplattenkante. Diese Werkstoffverdrängung verhindert ein Abfließen mit Bildung einer Bruchzone. Werkstoffe zum Feinschneiden müssen daher gut kaltverformbar sein.

19. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen An dieser Stelle soll die Dimensionierung von Durchbrüchen in der Schneidplatte und Schneidstempeln erörtert werden. Plattenabmaße und ähnliches werden an dieser Stelle nicht behandelt. Der Schneidspalt wird von folgenden Rahmenbedingungen bestimmt: Festigkeitseigenschaften des zu bearbeitenden Werkstoffes Dicke des zu schneidenden Materials Werkzeugaufbau Qualitätsanforderungen am die Schnittfläche

20. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen Der Schneidspalt in Abhängigkeit von Material und Dicke des Werkstoffes: Mit steigender Materialstärke oder mit steigender Scherfestigkeit muss der Schneidspalt größer werden.

21. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen Bestimmung des Schneidspaltes: Die Größe des Schneidspaltes ist letzten Endes eine Art Erfahrungswert, ist also in Versuchen ermittelt worden. Diese Werte stehen in Tabellen zur Verfügung. Unabhängig davon gibt es sogenannte werkstoffspezifische Mindestschneidspalte. Bei Stahl bis 250N/mm² sind es beim Lochen beispielsweise 2-3% der Materialstärke.

22. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen Der Schneidspalt in Abhängigkeit der Anforderungen an die Schnittkante: Werden besondere Anforderungen an die Schneidkante gestellt, so empfiehlt sich das Feinschneiden mit seinem minimalen Schneidspalt von ca. 0,5% der Materialstärke.

23. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen Beurteilung des Schneidspaltes an Hand der Schnittfläche:

24. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen Einfluss des Schneidspaltes auf Werkzeug und Werkstück: 1. Grathöhe am Werkstück 2. Oberflächengüte der Schnittflächen 3. Maßhaltigkeit 4. Schneidkraft 5. Verschleiß des Werkzeuges

25. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen Berechnung der Stempel und Schneidplattenmaße: Lochen: Der Stempel erhält das Nennmaß. Der Plattendurchbruch wird um das Schneidspiel größer. a= a1+2 u Ausschneiden: Der Plattendurchbruch erhält das Nennmaß. Der Stempel wird um das Schneidspiel kleiner. a= a1- 2 u

26. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen Berücksichtigung der Schnittteiltoleranzen: Durch Abnutzung verändern sich die Maße des Schnittteils. Damit die Toleranz T über einen Zeitraum eingehalten werden kann empfiehlt VDI 3368 folgendes Vergehen: Lochen: Bezugsgröße ist das Höchstmaß Go der Lochung. Lochstempel d1 = G0 – 0,2 T Schneidplattendurchbruch d = d1 +2 u Ausschneiden: Bezugsgröße ist das Mindestmaß Gu des Schnittteils. Schneidplattendurchbruch a = GU +0,2 T Ausschneidestempelmaße a1= a –2 u Bei genauen Lochungen muss die Rückfederung berücksichtigt werden, dass heißt das Loch wird kleiner als der Lochstempel. Um den Durchmesser dennoch einzuhalten muss der Lochstempel um das halbe Spiel, das Quellmaß, größer gefertigt.

27. Projekt Werkzeugbau 05 Dimensionierung von Schneidwerkzeugen Gestaltung von Schneidplattendurchbrüchen und Schneidstempeln: