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Referat Schnittwerkzeuge




1     Schnittwerkzeuge

Schneidtechniken

·      Ausschneiden: Die Werkstofftrennung erfolgt längs der Umgrenzung des Produkts, meist in einem geschlossenen Linienzug. Werkzeug: Umgrenzungsschnitt.



·      Trennschneiden: Das Produkt entsteht durch Abschneiden vom Werkstoffstreifen. Die Trennlinie ist ein Teil der Umgrenzungslinie des Pro-dukts. Werkzeug: Trennschnitt.

·      Einschneiden: Teilweise Werkstofftrennung im Produkt. Werkzeug: Einschneidetrennwerkzeug (selten, meist in Folgeschnittwerkzeugen).

·      Lochen: Ausschneiden von Löchern innerhalb der Umgrenzung des Produkts. Werkzeug: Lochschnitt.

·      Beschneiden: Der beim Tiefziehen und Biegen entstehende Zieh- beziehungsweise Biegerand muß weggeschnitten werden. Werkzeug: Beschneideschnitt.

·      Abgraten: Enffernen des Grates bei Preß- und Gu8stücken. Werkzeug: Abgratschnitt.

·      Nachschneiden: Das Produkt wird in entgegengesetzter Schneidrichtung neuerlich geschnitten, wodurch die Schnittkanten schärfer und die Schnittflächen glatter werden. Werkzeug: Nachschneideschnitt.

·      Stechen: Der Werkstoff wird mit einem zugespitzten Stempel durchgerissen - kein Abfall.


1.1     Schneidvorgang

Der Werkstoff wird durch den eindringenden Stempel vorerst gestaucht, der auszuschneidende Werkstoff verschiebt sich in Richtung der Schnittkraft, gleichzeitig weicht der zurückbleibende Werkstoff (zum Beispiel Abfallstreifen) radial aus, und der Streifenwerkstoff wird von oben her, zur Stempelschnittkante hin, eingezogen. Es entstehen Einziehrundungen, die zur Gratbildung beitragen. Bei weiterem Eindringen des Stempels beginnt der Werkstoff zu fließen. Vom Stempel aus entstehen im Abfallstreifen und Butzen nach außen wirkende radiale Kräfte, die beim Abstreifen des Abfallstreifens vom Stempel, Abstreifkraft notwendig machen und die Schnittplatte im Durchbruch während des Fließens radial beanspruchen. Nach Überschreiten der Fließgrenze reißt der Werkstoff an den Rutschkegeln, die sich an den Stempel- und Schnittplattenschnittkanten ausgebildet haben, auseinander.

1.1.1     Schneidspalt sp

Er ist das Spiel zwischen Stempel- und Schnitt-plattenschnittkante. Er setzt die Schnittkraft und die Reibung zwischen der Schnittplattendurchbruchswand und dem an ihr entlang gleitenden Werkstoff herab. Die Größe des Schneidspalts hängt von der Zähigkeit, der Elastizität und der Werkstoffdicke ab. Er kann mit 0,025 bis 0,05 s angenommen werden.

1.2     Scherfestigkeit und Schnittkraft

1.2.1     Scherfestigkeit

Die Scherfetigkeit ist bei dünnen Werkstoffen gleicher Art höher als bei dicken. Liegen keine Werte vor, so können sie aus der Zugfestigkeit errechnet werden:

tB=0,8*Rm

tBScherfestigkeit in N/mm2

RmZugfestigkeit in N/mm2


1.2.2     Schnittkraft

Die notwendige Schnittkraf zum Ausschneiden eines Werkstücks hängt von der Länge der Schnittkanten (l) und der Blechdicke (s) die, miteinander multiplitziert, die Scherfläche ergeben, und von der Scherfestigkeit (tB) des Werkstoffs ab.



Bestimmung der Schnittkantenlänge für einen Folgeschnitt mit Seitenscheidervorschub und Berechnung der Schnittkraft.

1.2.3     Schnittkraftherabsetzung

Die Schnittkraft kann herabgesetzt werden, wenn die Schnittluft vergrößert wird (bis max. 15% Kraftersparnis), die Stempel und die Schnittplatten schräg geschliffen werden.

1.3     Einteilung der Schnittwerkzeuge

1.3.1     Bezeichnung der Schnittwerkzeuge nach Verfahrensablauf

1.3.1.1     Umgrenzungsschnitt

Bei diesem erhält der Schnittplattensurchbruch das Nennmaß, und der Stempeldurchmesser ist um 2sp kleiner. Am Produkt liegt der Grat auf der dem Stempel zugewannten Seite.

1.3.1.2     Lochschnitt

Beim Lochschnitt besitzt das Nennmaß der Stempel, der Schnittplattendurchbruch ist um 2sp größer. Der Grat, der vom Lochschnitt stammt, befindet sich auf jener Produktseite, die der Schnittplatte zugewandt ist.

1.3.1.3     Folgeschnitt

In Folgeschnitten (ein Loch- mit anschließendem Umgrenzungsschnitt) wird das Produkt aus Blechstreifen oder Blechbändern herausgeschnitten. Dabei entsteht der Abfallstreifen, den Stege zusammenhalten.

1.3.1.4     Gesamtschnitt

Beim Gesamtschnitt erfolgt Lochen und Ausschneiden am gleichen Ort während eines Preßhubs oder eines Vorschubs. Dadurch werden alle infolge ungenauer Vorschüber bedingte Fehler vermieden.

1.3.1.5     Trennschnitt

Bei Trennschnitten erfolgt die Werkstofftrennung längs eines nicht geschlossenen Linienzugs.

1.3.2     Bezeichnung eines Schnittwerkzeugs nach dem Zusammenhang zwischen Qualität eines Produkts und der Genauigkeit der Stempelführung

1.3.2.1     Freischnitt

Der Freischnitt hat keine werkzeugeigene Führung. Die Führungsqualität seines Stempels wird von der Güte der Preßstößelführung bestimmt. Deswegen besteht die Gefahr des Aufsetzens der Schneidkanten besonders bei dünnen Blechen weil für diesen Schnitt das Spiel zw. Stempel und Schnittloch vielfach zu klein ist.

1.3.2.2     Plattenführungsschnitt

Bei diesem Schnitt wird der Stempel zusätzlich zur Stößelführung in einer Platte (Führungsplatte) geführt, so daß die Arbeitsgenauigkeit und Lebensdauer des Werkzeugs nicht mehr von der Genauigkeit der Preßstößelführung abhängig sind.

1.3.2.3     Säulenführungsschnitt

Bei diesem Schnitt erfolgt die Führung des Werkzeugoberteils, an dem die Stempel befestigt sind, durch zwei, bei großen Werkzeugen durch vier gehärtete und geschliffene Säulen.

1.3.2.4     Verbundführungsschnitt

Der Verbundführungsschnitt ist ein Säulenführungsschnitt, bei dem der Schnittstempel zusätzlich in einer beweglichen Führungsplatte geführt wird.

1.3.2.5     Feinschnitt

Beim Feinscheiden entstehen in einem einzigen Vorgang präzise Fertigteile, deren Außen- und Innenkonturen über die gesamte Materialdicke sauber durchgeschnitten sind. Der Feinschnitt ist im Aufbau mit dem säulengeführten Gesamtschnitt vergleichbar (ein Mischung aus Gesamtschnitt 1.4.1.4 und Säulenführungschnitt 1.4.2.3 siehe Abb.), jedoch stabiler.

1.3.3     Sonderschnitte

Es gibt ebebfalls noch Sonderschnittformen, die im Aufbau von den bisherigen Bauformen abweichen. Die wichtigsten sind die Einlege- und Aufnahmeschnitte, die Schnitte für seitliche Lochungen, die Gummischnittwerkzeuge und die Beschneideschnitte, sowie der Messerschnitt.

1.4     Bauelemente der Schnittwerkzeuge

1.4.1     Die Führungsplatte (Baustahl)

Die Führungsplatte hat die Aufgabe, die Stempel ztu führen. Aus diesem Grund muß der Stempel allseitig am Durchbruch anliegen. Der Stempel soll von Hand aus gerade noch durchgedrückt werden können. Die Plattendicke schwankt zwischen 18 und 28 mm. Die Führungsplattenaußenmaße werden von der Größe der Schnittplatte und der Bauweise des  Werkzeugs abhängen. Vielfach werden die Durchbrüche der Schnittplatte nach jenen der Führungsplatte gefertigt.




1.4.2     Die Grundplatte (Baustahl)

Die Grundplatten haben die Aufgabe, das Einspannen des Werkzeugs und das Abführen des Produkts zu erleichtern. Fallweise deinen sei auch zur Entlastung der Schnittplatte. Um das Umfallen des Stanzgutes zu erleichtern, sind die Durchbrüche um etwa 5mm größer bemessen als in der Schnittplatte. Die Grundplatte muß seitlich mindestens 20mm über den Schnittplattenrand hinausragen, damit genügend große Aufspannflächen für die Spanneisen geschaffen sind.

weist eine gefräste Umgrenzungsaufname für die Schnittplattenteile auf.

1.4.3     Die Säulenführungsstelle (Dichter Sonderguß)

Die Säulenführungsstelle auch Schnitt- oder Stanzgestelle genannt, bestehen aus dem Ober- und Unterteil und den Führungssäulen. Vielfach ist noch eine bewegliche Führungs- oder Niederhalteplatte zwischen dem Ober- und dem Unterteil vorgesehen. Die Bohrungen im Oberteil und im Unterteil sind feinstgebohrt und gehont. Die Führungssäulen sind oberflächengehärtet und geläppt. Sie haben verschiedene Durchmesser, dadurch ist ein seitenvertauschtes Aufsetzen des Oberteils unmöglich..

1.4.4     Führungssäulen (Einsatzstahl)

Um ein seintenverkehrtes Aufsetzten des Werkzeugoberteils auszuschließen, werden die Führungssäulen mit ungleichen Durchmessern hergestellt. Die Differenz der Durchmesser kann mit 1 bis 2 mm angenommen werden. Die Säulen werden gehärtet und feinstgeschliffen, die Passungsbohrung H meist um eine Qualität gröber.

1.4.5     Die Einspannzapfen

Der Zapfen dient zur Verbindung des Werkzeugoberteils mit der Presse. Einspannzapfen sind genormt. Befestigung in der Einspannzapfenplatte siehe Abb. Beim Hochgehen des Werkzeugs wird der Zapfen infolge der Abstreifkraft und der Reibung zwischen Stempel und Führung auf Zug beansprucht. Um zu verhindern, daß der Zapfen aus dem Stößel herausgezogen wird, erhält er eine Spannkerbe ausgearbeitet, in welche die Druckschraube eingreift. Weil durch die Lage dieser Kerbe die Stellung des Schnitts auf der Presse festgelegt wird, ist es vorteilhaft, die Kerbe erst bei der Montage des Werkzeugs auszufeilen. Stärkere Zapfen werden längs des Kerbenprofils eingedreht, wodurch das Wwerkzeug in jeder Stelluzng gespannt werden kann.

1.4.6     Die Einspannzapfenplatte (Baustahl)

Sie dient zur Aufnahme des Einspannzapfens. Dabei ist auf winkelrechte Montage zu achten. Die Plattendicke darf nicht unter 18mm sein.

1.4.7     Die Stempelaufnahmeplatte (Baustahl)

Sie dient zur Aufnahme der Schnittstempel. Diese werden in die Durchbrüche der Platte locker eingepaßt, wobei auf winkelrechte Montage besonders zu achten ist. Werden Formstempel aus Rundstahl hergestellt, so müssen sie gegen Verdrehen gesichert werden. Da die Beanspruchung der Stempelplatte geringer ist als die der Zapfenplatte, darf ihre Dicke kleiner sein. Sie liegt meist zwischen zehn und  dreiundzwanzig Milimeter.

1.4.8     Die Druckplatte (unlegierter und legierter Werkzeugstahl)

Die Druckplatte wird aus 3 - 6 mm dicken Stahl hergestellt und zwischen Zapfen und Stempelplatte eingespannt. Sie dient zur Aufnahme des Stempeldruckes der besonders bei dünnen Stempeln leicht zu Beschädigung der wichen Zapfenplatte führt.

1.4.9     Schnittstempel (Werkzeugstahl)

Der Schnittstempel ist der wichtigste Bestandteil des Oberteiles.

1.4.9.1     Stempelbefestigung

Die Befestigung kleiner Stempel erfolgt meist durch Einsenken des  nietförmigen Stempelkopfes in der Stempelplatte. Bei kleineren und mittleren Stempeln und hoher Schnittkraft ist es günstiger, den Stempel mit Bund zu fertigen. Für Stempel, die häufig ausgetauscht werden, ist die Verwendung einer Schnellspannvorrichtung von Vorteil, weil im Bedarfsfall  ein Auswechseln der Stempel ohne Ausbau des Werkzeuges erfolgen kann. Bei Säulenführungsschnitten werden die Stempel unmittelbar mit dem Werkzeugoberteil verschraubt und verstiftet.

1.5     Steigerung der Wirtschaftlichkeit

Um eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit zu erreichen, sollte man das richtige Werkzeug auswählen, zweckentsprechende Werkstoffe verwenden, den zu verarbeitenden Werkstoff weitgehend ausnützen und die Anwendung von Zuführ- und Abführeinrichtungen überlegen.










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