Herstellung von Stanz- und Umformtechnik

Ausgangsmaterial : Vollkörper

Endprodukt : Vollkörper mit vermindertem Querschnitt

Werkzeugöffnung : Matrize

Werkstofffluss : in Richtung Stempelbewegung 

Ausgangsmaterial : Napf/Hülse

Endprodukt : Napf/Hülse mit verminderter Wanddicke

Werkzeugöffnung: Matrize und Dorn

Werkstofffluss : In Richtung Stempelbewegung

Ausgangsmaterial : Vollmaterial

Endprodukt : Hohlkörper mit dünner Wandung 

Werkzeugöffnung: Matrize und Stempel

Werkstofffluss : Entgegen Stempelbewegung

Endprodukt : Nebenformelemente, umlaufende Flansche 

Werkzeugöffnung: während Pressprozess unverändert

Werkstofffluss : Quer zur Stempelbewegung

- der Werkstofffluss muss alle Enden der Gravur gleichzeitig erreichen

- Werkstofffluss bei niedrigsten Kräften ermöglichen

- möglichst wenige Arbeitsstufen

1. Werkzeuggestaltung

- Pressteil muss auf den vorgesehenen Einrichtungen hergestellt werden können

2. Umformmaschine

- Festlegung der Umformpresse

- Kenngrößen wie Presskraft, Auswerfkräfte, Arbeitsvermögen etc.

3. Überprüfung von Genauigkeitsgrößen

- Oberflächen-, Maß-, Lage-, und Formtoleranzen

4. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

- Festlegung Verfahrensfolge und Kombination

- Festlegung wirtschaft. Herstellung

Aktivteile

- direkter Kontakt zu Umformteil

- unterliegt Bruch und Verschleiß

- Matrizen, Stempel, Dorn, Auswerfer

Einbauteile

- Fassen Aktivteile ein und stützen sie ab

- leiten die Kraft durch das Gesamtwerkzeug 

- unterliegen weniger Überlastungen und verschleiß

- Druckplatte, Druckstücke, Hülse, Einfassungen

Gestellteile

Im Werkzeuggestellt werden Einbau und Aktivteile mit Hilfe von Säulen geführt und zentriert 

Druckplatte : Last hinter Stempel oder Matrize aufzunehmen und weiterzuleiten

Spannring : Abheben von Matrize beim Auswerfen von Umformteil verhindern 

Zentrierring : Zentrierung der Matrize 

Druckspannung < 2200 N/mm²

Werkstoffe :

- Kaltarbeitsstähle

- Schnellarbeitsstähle

- Hartmetalle

Druckspannungen > 2200 N/mm²

Bruchgefahr und Verschleiß sind Hoch.

Stempelgeometrien : 

- Stmepellänge so kurz wie möglich

- Große und abrupte Querschnittveränderungen vermeiden

- Bei Qerschnittsänderungen große Übergangsradien + flache Winkel

- Fließbund muss absolut zylindrisch sein

- Reißen

- "Atmen"

Gegenmaßnahme :

- Reißen : Teilung der Matrize (längs und quer)

- "Atmen" : Verspannung der Matrize (radial und axial)

- Innendruck < 1000N/mm"

- Spannungen an der Matrizen Innenwand darf die Streckgrenze des Matrizenwerkstoffes nicht überschreiten

- Gewicht

- Handhabung

- Kosten für Werkstoff und Fertigung

- harter Matrizenkern mit Übermaß wird in zähen Ring eingespannt

- Druckvorspannung  auf den Matrizenkern ermöglicht einen höheren Druck auf die Matrizenkerninnenwand

- Druckvorspannung so groß, dass im Kern möglichst keine Zugspannung auftreten.

Vorteile :

- zylindrische Fügeflächen

- Kerne wandern nicht im Pressbetrieb

Nachteile:

- Wärmeausdehung und Anlasstemperatur begrenzen das Einschrumfübermaß und damit die Vorspannung

Vorteile :

- Handhabung bei Raumtemepratur

- kürzere Fügewege (vgl Einschrumpfen)

- Haftmaß direkt am Überstand zu messen

- Kerne sind austauschbar

- Molybdänsulfid verhindert das Anfressen beim Fügen

Nachteilig :

- Im Pressbetrieb können die Kerne wandern

- unter Vorspannung aufgewickelten Blechband aus Federstahl

- gefasst in einem Metallgehäuse

Vorteile :

- Höhere Vorspannungen erreichbar

- höherfeste Matritzenwerkstoffe verwendbar

Ziehteilgestaltung

- Stufenplan

- Werkzeugkonstruktion

- Herstellkosten

1. Blechwerkstoff

Werkstoffauswahl nach Funktion, Form und Größe der Blechwerkstücke

2. Werkstückteilung

Nicht Ziehbare Blechwerkstücke zu Ziehteilen vereinigen

Große Blechwerstücke in kleinere Ziehteile unterteilen

Herstellung komplexer Karosserieteile werden viele verschiedene Einzelwerkzeuge verwendet

Jedes Einzelwerkzeug ist für jeweils einen Fertigungsschritt ausgelegt

3. Fertigungsstufen

Fertigungsoperationen : Tiefziehen, Beschneiden, Lochen, Nachformen/Kalibrieren

Festlegung und optimale Abstimmung der Fertigungsstufenfolge

4. Stückzahl

Von der Werkstückzahl ist die Menge und die Art von Fertungsstufen direkt abhängig

(Einzelfertigung - Werkstück geteilt in Boden und Flansch)

Zug-Druck-Beanspruchung

ein- oder zweiachsige Zugbeanspruchung

Biegung

Aufgrund von unterschiedlichen Beanspruchungsverhältnisse.

(Schwierige Umformverhältnisse, damit schwerer Werkstoffluss, somit Fehler im Werkstück)

Tiefziehen

Streckziehen

1. Werkstück

- Blechwerkstoff

- Platinenform/Ziehverhältnis

2. Werkzeug

- Werkzeugwerkstoff

- Ziehwulst

- Ziehstab

3. Reibung

- Schmierstoff (Typ, Menge, Verteilung)

4. Prozess

- Niederhaltekraft

- Erhöhung der Niederhaltekraft

- Verminderung des Ziehverhältnisses

- Verwendung von Ziehwulsten, Ziehstäben

Ziehwulste : an der Ziehkante

Ziehstäbe : in Abstand von der Ziehkante

Einfluss :

- Erhöhung radiale Zugspannung

- Verkleinerung tangentiale Druckspannung

-> Dadurch  Spannungsausgleich an Ecken und geradlinigen Abschnitten

Wirkung :

-> Erhöhung der Werkstückqualität

(Verringerung Gefahr von Falten&Reißern, Reduzierung der Rückfedern)

-> Verminderung der Niederhaltekraft

- Erzeugung örtlich erhöhter Niederhaltedruck

Mehr Blechverbrauch

- Verhinderung von Faltenbildung

- Positionierung in optimaler Lage

- Fixierung der Platine

- Spannen des Blechs

Niederhaltefläche sollte :

- abwickelbar sein

- keine starken Höhenunterschiede

- an das Fertigteil angepasst sein (Vermeidung von hohem Werkstoffeinsatz)

Eine Fläche lässt sich auf ein ebenes Flächenstück abbilen, nur durch Verbiegung, ohne dass ein Teil von ihr gedehnt wird.

zu niedrig : Faltenbildung

zu hoch : Risse durch überschreiten der Reißfestigkeit

- unterschiedliche Flächenpressungen im Ziehteilflansch

- aufwendige manuelle Einarbeitung der Werkzeugherstellung

- Erneute Einarbeitung bei Inbetriebnahme