Grundlagen des gewerblichen Rechtsschutzes - tfh …tfh-wildau.de/nmiersch/aswz.pdf · Folgeschneidwerkzeug mit Plattenführung 1 – Einspannzapfen 2 – Kopfplatte 3 – Druckplatte

Prof. Dr.-Ing. N. Miersch SWZ Folie- Nr.: 1

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Stand : 25.02.2013

Stanzereitechnik Verfahren und Werkzeuge

Quelle : Voelkner, W. : UZT, TU Dresden

Quelle : STEINEL : Normalien


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Stand : 25.02.2013 Schneid- und Umformwerkzeuge

Einteilung, Anwendung

Güte Werkzeugart

IT

III Freischneidwerkzeuge 15-16

II Plattenführungsschneidwerkzeuge 12-14

I Säulenführungsschneidwerkzeuge

Gesamtschneidwerkzeuge

9-11

0 Feinschneidewerkzeuge 7-8

Stückzahl Werkzeugart

bis 10 000 Stck. Freischneidwerkzeuge

10 000 – 100 000 Plattenführungsschneidwerkzeuge

100 000 bis Säulenführungsschneidwerkzeuge



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Stand : 25.02.2013 Schneid- und Umformwerkzeuge

Toleranzen, Anwendung



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Stand : 25.02.2013 Schneidwerkzeuge

Übersicht nach Art der Stempelführung

Quelle : Kilgus, R.: Der Werkzeugbau



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Stand : 25.02.2013

Schneidwerkzeuge Folgeschneidwerkzeug mit Plattenführung

1 – Einspannzapfen

2 – Kopfplatte

3 – Druckplatte

4 – Stempelhalteplatte

5 – Ausschneidstempel

6 – Suchstifte

7 – Führungsplatte

8 – Schneidplatte

9 – Grundplatte

10 – Führungsleisten

11 – Lochstempel (Vorlocher)

12 – Schutzkorb

13 – Anschneideanschlag

14 – Einhängestift

15 – Streifen

Quelle : Riege, M.: Werkzeuge …


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Stand : 25.02.2013

Schneidwerkzeuge Folgeschneidwerkzeug



Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Werkzeugwerkstoffe

Benennung Werkstoff

Einbauhärte

Bemerkung

Grundplatte S235 JR (St 37-2)

C45W

EN-GJL-200

AlZnMgCu2,5

für große Werkzeuge

Schneidplatte 90MnV 8

210Cr46

165CrMoWV46

HRC 58 3

HRC 60 3

HRC 57 3

X210CrW12

HS6-5-2C

40CrMnMoS86

selten

1.3343

1.2312

Schneidstempel 90MnV8

210Cr46

165CrMoWV46

X85WMoCo 6.5.5.

HRC 58 2

HRC 60 2

HRC 60 2

HRC 62 2

X210CrW12

HS6-5-2C

40CrMnMoS86

selten

1.3343

1.2312

Stempelplatte St42u-2

St60-2

E295 (St50-2)

C45W

HRC 45-55

hohe Stückzahlen

Druckplatte C100W1 HRC 56 3

C105W1 90MnCrV8

51CrV4

HRC 45-55 gehärtet

Kopfplatte St42u-2

St52-3

E295 (St50-2)

C45W

Lochstempel

> 10 mm

< 10 mm

X210CrW12

165CrMoWV46

90MnV8

C100W2

115CrV3

X82WMo6.5

X85WMoCo6.5.5.

HRC 60 2

HRC 57 2

HRC 58 2

HRC 58 2

HRC 60 2

HRC 61 2

HRC 61 2


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Werkzeugwerkstoffe

Benennung Werkstoff

Einbauhärte

Bemerkung

Führungsplatte St42u-2

St60-2

C45

vergütet auf

b =850 80 N/mm²

E295(St50-2)

C45W

90MnCrV8

HRC 60 2

vgleit

Abstreifplatte St42u-2

Abstreifer E335(St60-2) HRC 58 2

Auswerfer 90MnV8

210Cr46

HRC 58 3

HRC 52 3

115CrV3 HRC 58 2

Auswerferstifte C15

115CrV3

HRC 56 3

HV=7400 600 N/mm²

Zylinderstift 100Cr6 HRC 60 2

Suchstifte 115CrV3 HRC 58 3

X210CrW12 HRC 62 2

HRC 40 2

Spitze

Bund

Zwischenlage

E295(St50-2)

C45W

HRC 60 2

HRC 60 2

Führungsleisten

Führungsbleche

St42u-2

St60-2

C15

HV=7400 600 N/mm²

Einspannzapfen St42u-2

St60-2

E295(St50-2) DIN 9859

Seitenschneider 90MnV8

210Cr46

HRC 58 3

X210CrW12 HRC 62 2

HRC 40 2

Schneide

Bund

Anschläge für

Seitenschneider

90MnCrV8

C45W

HRC 60 2

HRC 60 2

Anschneide-anschläge

C15 HV=7400 600 N/mm²

Anlagestift E295(St50-2)

C45W

HRC 54 2


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Werkzeugwerkstoffe, Werkstückfestigkeiten

Benennung Werkstoff

Einbauhärte

Bemerkung

Säulengestell EN-GJL-250

C45W

S355J2G3

AlZnMgCu2,5

genormt nach

DIN 9811,DIN 9812, DIN 9814

Führungssäulen C15 HV=7400 600 N/mm²

Ck60

16MnCr5

Cf70

HRC 61-62

HRC 63 2

DIN 9825

Führungs-buchsen

C15

C45

90MnV8

HV 10

vergütet auf

HRC 58 3

HV=7400 600 N/mm²

b =850 80 N/mm²

EN-GJS-600-3

16MnCr5

HRC 63 2

vgleit und Notlauf

Schneidbuchsen

Schneideinsätze

90MnV8

210Cr46

X82WMo6.5.

HRC 58 2

HRC 60 2

HRC 61 2

Werkstück : Scherfestigkeit verschiedener Materialien Ks in N/mm²


Quelle : STEINEL Normalien


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Schneidkraft und Pressenauswahl

Berechnung der Schneidkraft Quelle : STEINEL Normalien

Pressenkraft

S – Sicherheit, 1,2 … 1,3

FM1 ; FM2 – erforderliche Pressenkraft (N)

F1, F2 – Schneidkraft (N)

2M2 FSF

1M1 FSF


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Kräfte

Kräfte beim Schneiden s – Blechdicke in mm

ls – Schneidkantenlänge in mm

Rm – Zugfestigkeit des

Werkstückwerkstoffes in N/mm²

aB - Scherfestigkeit in N/mm²

k aB - Faktor für Abstreiferkraft

ub - Biegespalt in mm

b - kleinste Schenkellänge

FS - Schneidkraft in N

Fb - Biegekraft in N

maB

aBS

R

sl

8,0

FS

Schneidkraft

Niederhalter- bzw. Abstreiferkraft

SaB Fk aBF

Faktor für Abstreiferkraft k aB

Blechdicke

s Ausschneiden

oder Lochen mit

einem Stempel

nachfolgendes

Ausschneiden

und Lochen

Lochen mit Mehrfach-werkzeug

über bis

- 1 0,02 … 0,06 0,06 … 0,08 0,1 … 0,12

1 5 0,06 … 0,08 0,1 … 0,12 0,12 … 0,15

5 - 0,08 … 0,1 0,12 … 0,15 0,15 … 0,2


d / mm bis 3 über 3

bis 30

über 30

bis 200

Qualität

fein 3 5 10

mittel 5 10 20

grob 10 30 50

Werkzeugtoleranz in m


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Schneidspalt

für Bleche bis zu 3 mm Dicke (Feinbleche)

Bs τscu 0,1

uS – Schneidspalt in mm

c – Beiwert, durch Versuche ermittelt

s – Materialdicke in mm

B – Scherfestigkeit in N/mm²

a – Schneidspiel in mm

für Bleche über 3 mm Dicke (Mittel- und Grobbleche)

Bs τscu 0,1015,05,1

Beiwert

a) Für Stanzteile bei denen eine saubere Schnittkantenfläche

erreicht werden soll, beträgt der Beiwert 0,005 (Feinblech).

b) Der mittlere Beiwert beträgt 0,01.

c) Bei Grobblechen beträgt der Beiwert bis zu 0,035.

d) Für hartmetallbestückte Werkzeuge sollte ein Beiwert von

0,015 … 0,018 gewählt werden.

mmu

u

scu

c

mm

Nmms

S

S

BS

B

0316,0

401005,0

1,0

005,0

;400;12

Beispiel

Quelle : Oehler, G.; Kaiser, F. :Schnitt- Stanz- und Ziehwerkzeuge, 3. Auflage, S 36 und 37

sua 2


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Stempelmaße, Schneidplattenmaße

1. Ausschneidstempel

N – Nennmaß des Werkstückes

dST – Maß des Schneidstempels (Ausschneiden)

dSP – Maß der Schneidplatte (Ausschneiden)

DST – Maß des Schneidstempels (Lochen)

DSP – Maß der Schneidplatte (Lochen)

u – Schneidspalt

K – Kleinstmaß des Werkstückes

G – Größtmaß des Werkstückes

f – Einfederung

uNd

uNd

SP

sT

2

2

2. Lochstempel

Quelle : Killenberg, U.: FH Schmalkalden

uND

uND

SP

sT

2

2

fKd

ufKd

SP

sT

2

ufGD

fGD

SP

sT

2

Toleranz unter h11

Toleranz unter H11

3. Seitenschneider

uNBreite

uNBreite

uVorschubd

uVorschubd

SP

sT

SP

sT

Ausklinken 4. Führungsplatte

01,0

01,0

uNBreite

uVorschubd

SP

SP


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Stempelmaße, Schneidplattenmaße

Schneidplattendurchbrüche Quelle : Voelkner, W. : UZT, TU Dresden

s [mm]

0,5 0,8 1,0 1,5 2 2,5 3 3,5 4 5 6 8

f

0,0

2

0,0

4

0,0

45

0,0

7

0,0

8

0,0

9

0,0

95

0,0

98

0,1

0,1

2

0,1

3

0,1

5

Einfedern f in [mm] (Stahl)

Einfedern fe beim Lochen

u s

zul =

zu

lässig

e S

ch

ne

idsp

altve

rgrö

ße

run

g

h g

es

= m

axim

ale

Ge

sa

mta

bsch

liffh

öhe

a N

S

= A

nza

hl m

ög

lich

er

Na

ch

sch

liffe


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Rand – und Stegbreiten



Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Rand – und Stegbreiten nach STEINEL

Quelle : STEINEL: Katalog, STEINEL Normalien


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Streifenbilder


mögliche Streifenbilder

Berechnungsgrößen


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Vorschubbegrenzungselemente

Vorschubbegrenzung

Anschläge

fest einstellbar

Einhängestifte ( Anlagestifte )

hakenförmig pilzförmig

SWZ mit/ohne Führung Abschneidwerkzeuge

Seitenschneider Dicke = 6 … 12 mm

Länge = LV

gerade ausgespart

- mit gehärtetem Anschlag

- ein oder zwei

- Länge = 0,1/0,2 +LV

bei Verwendung von Suchstiften


Quelle : Oehler, G.; Kaiser, F. :

Schnitt- Stanz- und

Ziehwerkzeuge,

d 0,5 mm

a = 2…5 mm

e = 0,5 ·c

Form


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Formseitenschneider

Formseitenschneider

Quelle : Hilbert, H. L.: Stanzereitechnik


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Suchstifte, Vorschubapparate

Suchstifte

- zyl. Teil =(0,7 …0,8)·s

- zyl. Teil 0,5 mm

Werkstück

normal

klein

im Ausschneidstempel

Hilfslöcher im

Streifenrand

Vorschubapparate

- Zusatzeinrichtungen

- beliebiger Streifenvorschub

- keine Suchstifte

- keine Seitenschneider

Su

ch

stift m

it K

eg

els

pitze

IS

O 8

02

0

FIB

RO

-No

rma

lien

Su

ch

stift m

it P

ara

bols

pitze

IS

O 8

02

0

FIB

RO

-No

rma

lien


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug-Aktivelemente Schneidplatten-Berechnung

Werkstück

Fs

𝜎𝑏 =𝐹𝑠 ∙ 𝑙 ∙ 6

𝑎 ∙ 𝑡2

b – Biegespannung in [ N/mm² ]

FS – Schnittkraft in [ N ]

l, l1,l2 – Abstand der Stempel von Einspannung in [ mm ]

a – Breite der Schneidplatte in [ mm ]

t – Schneidplattendicke in [ mm ]

Fall I : Stempel hintereinander

𝜎𝑏 =3 ∙ 𝐹𝑠 ∙ 𝑙 ∙ 6

4 ∙ 𝑎 ∙ 𝑡2

Stempel mittig,

Platte beidseitig eingespannt

Stempel mittig,

Platte einseitig eingespannt

Stempel nicht mittig,

Platte beidseitig eingespannt

𝜎𝑏 =3 ∙ 𝐹𝑠 ∙ 𝑙1 ∙ 𝑙2

𝑎 ∙ 𝑡2 ∙ 𝑙1 + 𝑙2


Faustformel : 𝑡 = 𝐹𝑠 ∙ 0,13

𝑡 𝐹𝑆

𝑚𝑚 𝑁


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug-Aktivelemente Schneidplatten-Berechnung

𝜎𝑏 =2,5 ∙ 𝐹𝑠

𝑡21 −

2 ∙ 𝑟0

3 ∙ 𝑟

b – Biegespannung in [ N/mm² ]

FS – Schnittkraft in [ N ]

r0 – Lochstempel [ mm ]

r – freier ungestützer Radius in [ mm ]

a,b – Schneidplattenmaße für

freie ungestützte Fläche in [ mm ]

t – Schneidplattendicke in [ mm ]

Fall II : In der Ebene beanspruchte Platten

Stempel mittig,

Platte rund und allseitig eingespannt


Stempel mittig,

Platte freie ungestützte Fläche = Quadrat

𝜎𝑏 =2,5 ∙ 𝐹𝑠

𝑡2

Stempel mittig,

Platte freie ungestützte Fläche = Rechteck

𝜎𝑏 =3 ∙ 𝐹𝑠

𝑡2

𝑏𝑎

1 +𝑏2

𝑎2


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug-Aktivelemente Schneidplatten-Konstruktionshinweise


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug-Aktivelemente Stempelbefestigung



Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug-Aktivelemente Stempelbefestigung, Lochstempel



Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug-Aktivelemente Stempelberechnung - Knickung

Empfehlung normale

Bedingungen 𝑁

𝑚𝑚2

ungünstige

Bedingungen 𝑁

𝑚𝑚2

elastisches

Knicken

≤ 𝟑𝟎

𝜎𝑑 ≤ 𝜎𝐾𝐸𝑧𝑢𝑙 =𝐸 ∙ 𝜋2

3 ∙ 2 𝜎𝑑 ≤ 𝜎𝐾𝐸𝑧𝑢𝑙 =

𝐸 ∙ 𝜋2

3 ∙ 2

unelastisches

Knicken

10≤ ≤ 𝟑𝟎

𝜎𝑑 ≤ 𝜎𝐾𝑇𝑧𝑢𝑙 𝜎𝐾𝑇𝑧𝑢𝑙 = 2620 − 62 ∙

𝜎𝑑 ≤ 𝜎𝐾𝑇𝑧𝑢𝑙 𝜎𝐾𝑇𝑧𝑢𝑙 = 2480 − 68 ∙

Stauchen

≤ 𝟏𝟎

𝜎𝑑 ≤ 𝜎𝑑 𝑧𝑢𝑙 𝜎𝑑 𝑧𝑢𝑙 = 2000

𝜎𝑑 ≤ 𝜎𝑑 𝑧𝑢𝑙 𝜎𝑑 𝑧𝑢𝑙 = 1800

d – Druckspannung in [ N/mm² ]

KE – Knickspannung (Euler) in [ N/mm² ]

KT – Knickspannung (Tetmaier) in [ N/mm² ]

– Schlankheitsgrad

lK – Knicklänge in [ mm ]

lB – Länge zw. Stempelhalte- und Führungsplatte in [ mm ]

s – Blechdicke in [ mm ]

hs – Länge Blech und Stempel in [ mm ]

Knicklängen

Fall 1 : bewegliche Führungsplatte,

Länge zwischen Stempelhalteplatte

und Führungsplatte

𝑙𝐾 =𝑙𝐵

2

Fall 2 : starre Führungsplatte,

Länge zwischen Stempelhalteplatte

und Führungsplatte

𝑙𝐾 = ℎ𝑠 −2

3∙ 𝑠


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeuge Einspannzapfen nach DIN 9859



Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug-Abnahme Schutzgüte

Quelle : Killenberg, U.: FH Schmalkalden


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug Beispiel-Streifenbilder

L ges = 147,84 mm


Stand : 01.07.2013

Schneidwerkzeug Beispiel-Streifenbilder

L ges = 76,44 mm

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