Maschinen der Umform- und Zerteiltechnik

- Start- Stopp- Betrieb

- Dauerbetrieb

Verfahren:

• Vorwärtsfließpressen
• Napfen
• Stauchen

Teilespektrum

• Flache / Schaftförmige Schmiedeteile
• Schaftförmige Teile der Halbwarmumformung

• große Hübe realisierbar
• hohe Hubzahlen möglich (auch gut Regulierbar)
• besonders geeignet für Teile mit sehr langer Geometrie
• automatisierte Werkstücktransporte
• hohe Auftreffgeschwindigkeiten
• stark veränderliche Arbeitsgeschwindigkeiten im Arbeitsbereich

- einfache Kurbelgetriebe (Excenterschubkurbelgetriebe)

- erweiterte Kurbelgetriebe (Kniehebel- Schubkurbelgetriebe, Lenkhebel- Schubkurbelgetriebe)

Verfahren:

• Reduzieren und Vorwärtsfließpressen
• Napfen
• Stauchen
• Prägen und Kalibrieren

Teilespektrum

• flache oder Napfförmige Fließpressteile
• Lange schaftförmige Teile (Getriebewellen)

einfachen Excenterantrieben: sinusförmig

modifizierten Kniehebelantrieben: modifizierte Sinuskurve mit geringer Geschwindigkeit im Arbeitsbereich

Servoantriebe: frei programmierbare Kinematik

• große Nennkräfte bei geringem Kurbelmoment
• bei geeigneten Werkzeugen geringere Auftreffgeschwindigkeiten als bei Excenterpressen
• hohe Hubzahlen möglich
• lange Druckberührzeiten durch gleichmäßige geringe Geschwindigkeit im Arbeitsbereich
• Stößelhub relativ klein -> eingeschränktes Teilespektrum
• gegenüber Excenterpressen kleinerer Nennkraft-weg
• hohe Presssteifigkeiten, da Antriebswelle (Kurbelwelle, Pleuel) nicht direkt im Kraftluss

• größerer Arbeitsbereich
• fast konstante Stößelgeschwindigkeit im Arbeitsbereich möglich
• geringe Auftreffgeschwindigkeit
• zu kleiner Arbeitsbereich für sehr lange Teile
• schneller Schößelrückweg nach u.U. ermöglicht mehr Zeit für den Werkstücktransport
• hohe Hubzahlen
• hohe Presssteifigkeit, da Antriebselemente (Kurbelwelle, Pleuel) nicht direkt im Kraftfluss liegen

- hohe Dynamik durch geringe Trägheitsmomente (wenig bewegte Massen durch Planetengetriebe)

- Anwendbar zB. bei pendelbetrieb um Arbeitspunkt

Stößelverstellung

• Anpassung des Werkzeugbauraums an unterschiedliche Werkzeughöhen
• keinen Einfluss auf F,v

Hubverstellung

• Anpassung der Hubhöhe an die Anforderungen des umzuformenden Teils
• Veränderung von F,v

- Anpassung der Presse an unterschiedliche Umformwerkzeuge (Höhe)

- Ausgleich von Nacharbeiten von Schneidwerkzeugen, die die Werkzeughöhe verringern (schleifen)

- Einstellung der maximalen Umformkraft (je weiter unten, desto größer Kraft)

- Anpassung an unterschiedliche, bzw schwankende Blechdicken- oder Güten

- Anpassung der Maschine an die Anforderungen der verschiedenen Umformwerkzeuge- und Prozesse

- ermöglicht den Einsatz verschiedener Werkzeuge und die Anpassung von Verfahrensparametern auch bei weggebundenen Pressen

Bei der EInstellung ist zu Berücksichtigen: Auftreffgeschwindigkeit, Umformgeschwindigkeit, Belastung des Pressantriebs, zur Teileentnahme erforderliche Werkzeugöffnungsweite

• Exzentrizität der Exzenterwelle
• Exzentrizität der Exzenterbuchse
• Stellung der Exzenterbuchse zur Exzenterwelle (Einstellung durch Vertrehung)

Hubverstellung durch Änderung der Exzentrizität des Pleuellagermittelpunktes gegenüber der Drehachse der Exzenterwelle

C-Gestell
+ gute Zugänglichkeit
+ preiswert
+ neigbar
- geringe Steifigkeit
- Winkelfehler durch asymmetrische Deformation
- Verkippung am Werkzeug
- bevorzugt für geringe Nennkräfte

O-Gestell
+ höhere Genauigkeit
+ höhere Steifigkeit
+ höhere Nennkraft
+ höhere Hubzahl
+ symmetrische Deformation
- schlechte zugänglichkeit

(Doppelständergestell)

Grauguss (Gusskonstruktion)

Stahl (Guss-)

Stahl (Schweiß-)

Mineralguss (Guss-)

- Rippen und Verstrebungen leicht realisierbar

- Gute Schwingungsdämüfung

- einfache Bearbeitung

eher für Serien kleinerer Maschinen.

Aber: Geringe Zugfestigkeit, hohe Masse, große Querschnitte

- gute Form- und Schweißbarkeit

- hohe Festigkeit

Einsatz für Schmiedepressen

- Schutz der Zerstörung des Werkzeugs und der Maschine

Bauarten:

• mechanische Überlastsicherung
• hydraulische Überlastsicherung mit pneumatischer EInstellung
• hydraulische Überlastsicherung mit hydraulischer EInstellung (Cartridgeventil)

Überlastung außerhalb des Nennkraftbereichs:

• Zerstörungsgefahr des Triebwerks
• Verhinderung durch durchrutschende Kupplung

Überlastung innerhalb des Nennkraftbereichs:

• Gefahr der Zerstörung des Pressengestells
• Verhinderung: indem Stößelkraft durhc mechanische oder hydraulische Überlastsicherung gesichert wird
• Unterbrechung Kraftfluss Triebwerk, Stößel

über Druckbegrenzungsventil

• flexible EInstellung der Überlastsicherung (gezielter Schutz)
• nach Überlastfall sofort wieder Einsatzbereit

mechanisch einfacher zu integrieren, Säulbruchstelle in Konstruktion

- Sonderform von Weggebundenen Pressen, (teilweise auch kraftgebundene Pressen)

- Schneidoperationen an Blechen mit sehr hoher Hubzahl im Dauerbetrieb

- Kleinteile meist weggebundene Presse: > 1200 Hübe/min

- Karrosseriebleche: hydraulische Pressen

- meist O-Gestellbauweise als Doppelständer,- Vierständer- oder Viersäulenständer

• Hohe Steifigkeit
• hohe Maschinengenauigkeit
• hohe Nennkraft
• hohe Hubzahl
• symmetrische Deformation

- Pressenständer als Monoblock - Gusskonstruktion oder geteilte Bauart mit Zuganker

• hohe Steifigkeit
• Zuganker zur Aufnahme von Zugspannungen

- meist mit Überflur- und selten als Unterflurantriebe

• dynamischer Massenausgleich für rotatorische und oszillierende Massen
• Kompensation der Massenkräfte durch EIntauchtiefenregelung
• thermostabile Konstruktion (konstante EIntauchtiefe)
• hohe Führungsgenauigkeit des Stößels (vorgespannte Rollenwälzführung, Profilschienenführung)

• bewegte Masse
• Massenverteilung
• Dämpfung (Material, Fügestellen)
• Steifigkeit

- Eigenfrequenz

- Dämpfung

- Eigenschwingform

- Dynamische Nachgiebigkeit

Phase 1: aufsetzen des Schneidstempels

Phase 2: Elastische Verformung von Werkstück und Presse

Phase 3: Plastische Verformung des Werkstücks

Phase 4/5: Schlagartige Materialtrennung und Entlastung der Presse

Phase 6: Durchstoßen des Butzens und Rückhub

- Reibung des Schneidstempels am Werkstück (insbesondere beim Schneiden höherer und höchstfester Stahlsorten)

- Kippung des Stößels und Schwingungen des Schneidstempels bei Schlagartiger Entlastung (Kantenberührung von Stempel und Matrize)

• Schlagartige Entlastung elastisch vorgespannter Baugruppen bei Werkstofftrennung
• Massenträgheiten im Umkehrpunkt - Elastische Verformung
• je hoher Hubzahl (und je höher vertikale Steifigkeit),desto tiefer ist das Eintauchen des Stempels

- im Boden eingelassene Feder- und Dämpferelemente, um Resonanzen im Betriebsbereich möglichst zu vermeiden

Überkritisch:

• geringe Steifigkeiten
• Zusatzmassen (zusätzlicher Aufwand)
• Isolierwirkung
• Bevorzugt in Nähe von erschütterungsempfindlichen Geräten (Schleifmaschinen)

Unterkritisch:

• harte Federn
• keine Zusatzmassen
• hohes Maß an Dämpfung
• Grundwelle (Maschinenhubzahl), niedrige Frequenzen werden nicht isoliert ->Massenausgleich!

- technologische Kriterien

• Bauteilgröße
• Arbeitsbedarf
• Umformgeschwindigkeit
• Bauteilgenauigkeit

- wirtschaftliche Kriterien

• Nutzungszeitraum
• Stückzahl
• Flexibilität

- Umwelt/ Ressource

• Schallemissionen, Vibrationen, Energieverbrauch

- Rechtliche Kriterien

• Arbeitssicherheit
• Energieeffizienz

- Lieferzeit, Aufstellort

• Ebenheit und Parallelität der Werkzeugaufspannflächen
• Rechtwinkligkeit der Stößelbewegung
• Tisch- und Stößeldurchbiegung
• Gesamtverkippung zwischen Tisch und Stößel
• Spiel in Führung und Antrieb

- geometrische Genauigkeit (unbelastete Maschine)

- elastische Nachgiebigkeit (belastete Maschine)