Stanzwerkzeug-Grundlagen: Das Prozesslayout für gestanzte Metallteile

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Anmerkung des Herausgebers: Dies ist der zweite Teil einer Artikelserie, in der die Grundlagen der Gestaltung und Konstruktion von Stanzformen vorgestellt werden. Schauen Sie sich den ersten und dritten Teil dieser Serie an.

Ein Prozesslayout kann als die Schritte definiert werden, mit denen wir voraussichtlich ein Teil erfolgreich produzieren. Bei einem einfachen Teil kann es sich um einen einfachen, zweistufigen Prozess handeln, bei einem schwierigen Teil kann es aber auch 20 bis 30 verschiedene Schritte erfordern.

Die genaue Anzahl der Schritte für ein Prozesslayout hängt vom Metall, aus dem das Teil besteht, der Komplexität der Teilegeometrie sowie den geometrischen Bemaßungs- und Toleranzeigenschaften ab.

Bedenken Sie, dass es bei einem Prozesslayout um mehr geht, als nur um die erfolgreiche Gestaltung Ihres Teils. Sie müssen auch festlegen, wie das Metall geschnitten und der Schrott ordnungsgemäß entsorgt wird. Der aus dem Teil geschnittene Abfall muss von den Seiten des Werkzeugs abgeworfen oder durch ein Durchgangsloch im Matrizenschuh fallen gelassen werden und muss frei auf ein Abfallsammelsystem oder direkt auf die Stützplatte der Presse fallen können. Aus diesem Grund können nur bestimmte Bereiche Parallelen zur Unterstützung des Matrizenschuhs aufweisen.

Bei einigen Teileformen müssen Sie möglicherweise Leerstationen zum Prozess hinzufügen. Diese Stationen verrichten keine Arbeit, bieten aber mehr Platz für größere, stärkere Werkzeugabschnitte und notwendige Werkzeugkomponenten.

Wenn Sie ein Folgeverbundwerkzeug entwerfen, müssen Sie außerdem bestimmen, welcher Trägerbahntyp am besten für die Geometrie Ihres Teils geeignet ist. Dazu müssen Sie feststellen, ob während der Teileformung ein Metallfluss stattfindet und ob zwischen den Matrizenstationen Höhenunterschiede bestehen. Wenn eine dieser Bedingungen zutrifft, müssen Sie wahrscheinlich einen flexiblen oder dehnbaren Träger entwerfen, der es dem Metall ermöglicht, in die gewünschte Teilegeometrie zu fließen, ohne den kritischen Mittellinienabstand zwischen den einzelnen Teilen, bekannt als Teilung oder Progression, zu beeinträchtigen (siehe Abbildung 1). Wenn der Streifen während der gesamten Folgeschneide flach bleibt, ohne dass Metall fließt oder sich auf und ab bewegt, können Sie einen festen Träger verwenden (siehe Abbildung 2).

Ein Prozesslayout für eine Folgeverbundmatrize wird Streifenlayout genannt. Dieses Layout definiert den Prozess, die Art des zu verwendenden Trägers, die Art und Weise, wie der Schrott abgeworfen wird, wie das Teil durch das Werkzeug transportiert wird und wie es aus der Matrize ausgeworfen wird. Die Festigkeit des Trägers ist wichtig, da er stark genug sein muss, um das Teil von Station zu Station zu bewegen, ohne zu knicken, sich stark zu verbiegen oder zu verformen. Die Trägerentwicklung kann problematisch sein, insbesondere wenn es um große Teile aus sehr dünnem Metall geht; Das Metall verfügt nicht über die erforderliche Steifigkeit, um die Teile im Träger stabil zu halten oder ohne Knicken zu führen. In einem solchen Fall kann es notwendig sein, in der Trägerbahn Verstärkungssicken oder -rippen auszubilden, um dem Träger die nötige Steifigkeit zu verleihen.

Wenn das Teil mit einem vollautomatischen System, beispielsweise einem Transfersystem, gestanzt wird, müssen Sie sorgfältig festlegen, wie die Teile aufgenommen und durch das Werkzeug transportiert werden. Sie müssen außerdem feststellen, ob ein 2-Achsen-Transfer oder ein 3-Achsen-Transfer für Ihre Teilegeometrie am besten geeignet ist. Bei größeren, konturierten Teilen wird in der Regel eine 3-Achsen-Übertragung bevorzugt, da Sie so das Teil aufnehmen und innerhalb der Messgrenzen oder über einem Führungsstift platzieren können. Sie müssen außerdem die Aufnahmehöhe für jede Matrize definieren. Dies ist die Höhe, in der die Finger der Transferstangen Ihr Teil berühren. Normalerweise ist die Aufnahmehöhe für jedes Teil auf dem gleichen Niveau. Bevor das Werkzeug oder die Matrize konstruiert wird, müssen Sie auch Methoden zum Spannen und Bewegen der Teile sowie für den Ausschuss festlegen.

Welche Art von Werkzeug Sie auch entwerfen, es muss in die Grenzen eines bestimmten Pressenstils und einer bestimmten Größe passen. Bevor Sie mit der Werkzeugkonstruktion beginnen, müssen Sie die Parameter der Presse verstehen, in der die Werkzeuge eingesetzt werden. Jede Presse verfügt über eine bestimmte Bettgröße, Nennleistung, Hublänge, Schließhöhe und Antriebsmethode. Einige Pressen bieten eine Schrottentfernung durch die Pressplatte, andere nicht. Die Pressbedingungen werden mit Sicherheit viele der Designparameter der Matrize beeinflussen.

Wenn Sie keine Abfallentsorgung planen, wird die Presse wahrscheinlich alle paar Zyklen angehalten, um den Abfall zu entfernen. Wenn Sie eine Matrize mit weit auseinander liegenden Parallelen konstruieren, damit ein großes Stück Schrott hindurchfallen kann, werden diese Parallelen die Matrizenschuhe nicht ausreichend stützen. Die bessere Lösung wäre, vorauszudenken und zu planen, dass der Schrott vor dem Auswurf aus dem Werkzeug in kleinere Stücke geschnitten wird, damit die Parallelen zur Unterstützung richtig platziert werden können.

Wie Sie sehen, müssen viele Details geklärt werden, bevor mit der Werkzeugkonstruktion begonnen werden kann. Ihre besten Chancen auf leistungsstarke Matrizen beginnen mit einer gründlichen Planung.