Werkzeugdesign für flache Teile

  Perfektion in einer schwierigen Aufgabe erreichen

  Ebenheit ist eine der schwierigsten Teileigenschaften, die in einem herkömmlichen Stanzwerkzeug erreicht werden können. Einige der Faktoren, die die Ebenheit der Teile beeinflussen, sind:

  1. Die Schwere der Stahlschneideverformung.

  2. Die mechanischen Eigenschaften des Folienmaterials.

  3. Die ankommende Ebenheit des Materials oder der Spule.

  4. Die Dicke des Metalls

  5. Die in vorherigen Operationen erzeugte Restspannung.

  6. Die Belastungsniveaus an verschiedenen Stellen innerhalb des Teils.

  In den meisten Fällen, in denen Teile flach sein müssen, wird beim Ausstanzen, Durchstechen oder Beschneiden eine anfängliche Verzerrung erzeugt. Während dieser Vorgänge wird Spannung erzeugt, die entlang der Oberfläche des Teils Dehnungsebenen bildet. Diese Dehnungsebenen bewirken, dass sich Ihr Teil verdreht, verbiegt und verzerrt. Daher ist der einzig realistische Weg, um die Ebenheit der Teile zu erreichen, die Beanspruchung der inneren Teile auf ein Minimum zu beschränken oder die Dehnungsebenen nach ihrer Bildung aufzubrechen.

  Untersuchen Sie Ihre Operationen

  Der erste Schritt zur Verbesserung der Ebenheitsprobleme ist der Blick auf Ihren Schneid- oder Durchstechvorgang. Wenn Ihre Anforderungen an die Ebenheit des Werkstücks angemessene Toleranzen enthalten, können diese so einfach wie das Ändern des Schnittspiels angesprochen werden. Obwohl dies nicht der beste Weg ist, um eine kritische Teileebenheit zu erreichen, ist dies der wirtschaftlichste Weg.

  Der gewählte Schnitt- und Stechabstand wirkt sich auf die erzeugte innere Spannung aus. Abhängig von der Metallart und dem Abstand zwischen den oberen und unteren Schneidstählen kann diese Belastung erheblich genug sein, um eine Verzerrung der Teile zu fördern.

  Das Erhöhen des Schneidspaltes während des Durchstechvorgangs verringert die Teilespannung, vor allem weil die Druckverformung um den Durchstanzstempel herum abnimmt. Wenn der Abstand zwischen dem Stanzstempel und der Matrize unzureichend ist, wird das Metall gezwungen, sich plastisch zu verformen oder um den Umfang des Stanzstempels herum anzuheben. Dies erzeugt Stress im Teil. Die Vergrößerung des Spiels verringert die Schwere der Verformung und reduziert so die Belastung (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1:

Lassen Sie um einen Lochstempel herum genügend Freiraum, um plastische Verformung zu vermeiden.

  Denken Sie daran, dass Sie mit der Erhöhung des Schneidspaltes mehr Stress in Ihre Schnecke einbringen. Wenn der Schläger gespeichert werden soll, sollte der Löschvorgang verringert werden.

  Schneiden und tragen

  Ein sehr beliebter Weg, um die Ebenheit der Teile in einem progressiven Werkzeug zu erreichen, besteht im Cut-and-Carry-Verfahren (siehe Abbildung 2). Ein Schneid- und Transportvorgang hält das Teil während des Schneidvorgangs flach und stößt es später aus dem Trägerstreifen aus. In einem Cut & Carry-Prozess ist der erzeugte Butzen das Stück. Während des Schneidvorgangs wird das Metall zwischen der Stirnfläche des Schneidstempels und einem Hochdruckpolster flach gedrückt. Dieses Kissen wird durch einen Stickstoffzylinder, eine Hydraulikeinheit oder ein hydraulisches Kissen angetrieben.

Figur 2:

Beim Cut-and-Carry-Verfahren wird ein Stück etwa zur Hälfte durchgestanzt, während Metall gepresst und flach gehalten wird, und dann mit einem Stempel durchgedrückt, der kleiner als der Schneidstempel ist.

  Das Teil wird ungefähr 50% des Weges durch den Streifen ausgeblendet und in dieser Position belassen. Der Druck, der darunter ausgeübt wird, wirkt sich auch auf den Matrizenschuh aus.

  Das Teil wird später mit einem Stempel herausgedrückt, der etwas kleiner ist als der vorherige Schneidstempel. Es ist sehr wichtig, einen reduzierten Schneidspalt für das Schneiden und Tragen zu verwenden. Dies ist aus zwei Hauptgründen notwendig, um den Zuschnitt im Trägerstreifen zu halten und die Schneidverformung des Rohlings oder Teils zu reduzieren.

  Die Auswahl des Schnittspiels und des Durchdringens des Schneidstempels hängt von der Materialstärke und den mechanischen Eigenschaften ab. Für die meisten Anwendungen ist es jedoch eine gute Faustregel, dass der Schneidspalt etwa 2 bis 4 Prozent der Metalldicke pro Seite und die Durchschlagskraft des Stempels etwa 50 Prozent der Metalldicke beträgt.

  Versuchen Sie nach Abschluss des Schneidevorgangs zu vermeiden, den Rohling wieder in den Streifen zu drücken, da dies zu einer unnötigen Verzerrung des Teils führen kann. Das Teil kann später mit einem Auswurfstempel durch die Matrize ausgeworfen werden, der ein etwas kleineres Profil als der ursprüngliche Schneidstempel hat. Als Faustregel gilt, den Auswerferstempel um 1 Prozent kleiner zu machen.

  Beachten Sie, dass bei Verwendung von dickem Material mit reduziertem Schneidspalt starke plastische Verformung zu Bandwachstum führen kann. Wenn Sie den Schneidspalt verringern, bewegt sich das Metall vom Stempel, wodurch das Volumen des Metalls zunimmt. Das Wachstum eines bestimmten Stempels beträgt möglicherweise nur 0,005 Zoll. Bei einem progressiven Würfel mit 30 Stationen haben Sie jedoch am Ende der Linie große Probleme. Um dies zu überwinden, können Erweiterungssteckplätze zu leeren Bereichen des Streifens hinzugefügt werden. Diese leeren Bereiche ermöglichen einen Bereich, in den das Metall fließen kann, wodurch das Bandwachstum verringert wird (siehe Abbildung 3).

Figur 3:

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass im Lager Platz für Expansion bleibt.

  Feinschneiden und Punktieren

  Feinschneiden Eine andere Methode, um flache Teile zu erreichen, ist das Feinschneiden. Diese Art von Betrieb erfordert eine spezielle Feinschneidpresse, die eine beträchtliche Investition erfordert, im Allgemeinen jedoch hervorragende Ebenheitseigenschaften der Teile erzeugt.

  Diese Art der Operation erlaubt es auch, die Schnittkante des Teils vollständig ohne Bruch zu polieren. Dies ist besonders bei der Herstellung von Stanzteilen wie Zahnrädern oder anderen Gegenständen, die einen vollständigen Randkontakt erfordern, sehr wünschenswert.

  Beim Feinschneiden wird ein spezielles Hochdruckkissen verwendet, das einen Stinger-Ring enthält. Dieser Stachelring ist ein stabartiger Vorsprung, der in das das Schneidprofil umgebende Blech eingespachtelt oder geprägt wird. Seine Funktion besteht darin, das Metall daran zu hindern, beim Schneiden des Metalls plastisch nach außen zu fließen.

  Da beim Feinschneiden nur wenig oder kein Schneidspalt erforderlich ist, muss die Menge des nach außen gerichteten Metallflusses begrenzt und kontrolliert werden. Nur wenn der nach außen gerichtete Metallfluss verringert wird, kann eine vollständig abgeschnittene Schnittlinie erzielt werden. Ähnlich wie beim Cut-and-Carry-Verfahren hält ein Feinschneidvorgang den Rohling während des Schneidens flach. Im Gegensatz zu Cut & Carry verwendet ein Feinschneidvorgang jedoch ein Hochdruck-Stempelkissen, um das Metall flach zu halten. Dies gewährleistet einen maximalen Niederhalterhalt und Ebenheitsdruck (siehe Abbildung 4).

Figur 4:

Ein Hochdruck-Stempelkissen sorgt für die Ebenheit des Materials im Feinschneidprozess.

Abbildung 5

  Tupfen Nehmen wir an, Sie haben ein Teil, das flach sein muss, und das aktuelle Würfeldesign beinhaltet keine Möglichkeit, die Belastung der Teile zu kontrollieren. Machen Sie sich keine Sorgen - tupfen Sie einfach das Leerzeichen.

  Beim Stupfen des Rohlings, einem Prozess, der innere Beanspruchungen anspricht, nachdem er bereits erstellt wurde, wird ein schraffiertes Muster verwendet, das nach dem Schneiden in eine oder beide Oberflächen des Teils eingeprägt wird und eine umfangreiche Metallverformung erfolgt. Durch das Punktmuster wird die innere Teilespannung aufgelöst und der Teilespeicher zerstört, sodass er flach wieder zusammengebaut werden kann.

  Die Tiefe des Punktes ist relativ zur Metalldicke, den mechanischen Eigenschaften des Materials und der zuvor induzierten Spannung. Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, kann ein Experiment erforderlich sein.

  Es gibt mehr Möglichkeiten, Teile flach zu halten. Sehr beliebt sind auch Prozesse wie Grip Flow und Compound Blanking. Der Versuch, Teile mit extremer Tonnage oder Prägung flach zu machen, kann einen Stempel oder eine Presse ruinieren, insbesondere wenn das Gerät nicht dafür ausgelegt ist.

  Mit Ausnahme von sehr dickem oder sehr weichem Metall führt eine übermäßige Tonnage im Allgemeinen zu nichts. Das Schlüsselelement, das Sie sich merken sollten, ist die Kontrolle oder Auflösung der internen Teilespannung.