Einfluss der Presseneigenschaften auf den Werkzeugverschleiß und die Schnittflächenqualität
Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens, Dipl.-Ing. Thomas Pielka, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Leibniz Universität Hannover
72 Seiten - 56,00 EUR (sw, 49 Abb.)
ISBN 978-3-86776-375-2
Zusammenfassung
In der Blechverarbeitung gehört das Scherschneiden zu den meistangewendeten und verschleißintensivsten Prozessen. Zahlreiche Forschungsvorhaben beschäftigten sich mit der Messung der Presseneigenschaften. Deren Einfluss auf den Verschleiß und die Schnittflächenqualität wurde jedoch bisher nur unzureichend beleuchtet. Das vorliegende Projekt hatte daher die Zielsetzung, den Einfluss der Presseneigenschaften auf den Verschleiß und die Schnittflächenqualität zu untersuchen.
Hierfür wurde zunächst ein Werkzeug konstruiert und gebaut, welches durch das verwendete Stempelfeld eine große Kraft bei kleiner Außengeometrie aufbringen konnte. Daneben wurde mittels einer Hilfskonstruktion, der Kraftmessplatte, die unabhängige Messung der vertikalen Prozesskraft sowie der Horizontalkräfte ermöglicht.
In Zusammenarbeit mit dem Projekt begleitenden Ausschuss wurde ein Versuchsplan entworfen, bei dem drei Pressen unter Variation des Einbauortes, der Werkzeugschließebene und der Werkzeugführung untersucht wurden. Hierfür wurden die Pressen zunächst in Anlehnung an die DIN 55189 statisch vermessen. Anschließend wurden signifikante Presseneigenschaften beim Schneiden mittels eines optischen Verlagerungsmesssystems und der Kraftmessung unter der im Versuchsplan festgelegten Parametervariation ermittelt. Ein weiterer Arbeitsinhalt war die Untersuchung der beim Schneiden erzeugten Schnittflächenqualitäten. Letztendlich wurde bei ausgewählten Versuchsreihen der Einfluss der gemessenen Presseneigenschaften auf den Verschleiß ermittelt.
Das Forschungsvorhaben hat gezeigt, dass bei den untersuchten Pressen die Auswirkungen der Kippung auf den Verschleiß und die Schnittflächenqualität sehr groß sind. Diese führt zu einer über die Schnittlinienlänge sehr ungleichmäßigen Schnittfläche und zu einem einseitig großen Abrasivverschleiß. Der zusätzliche Reibweg, der von der Steifigkeit, den Dämpfungseigenschaften der Presse und deren Eigenfrequenz bestimmt wird, hat ebenfalls einen, wenn auch wesentlich geringeren Einfluss auf den Verschleiß. Weitere Parametervariationen wie die Änderung der Werkzeugführung und der Schließebene dagegen haben keine Auswirkungen auf den Verschleiß und die Schnittflächenqualität gezeigt.
Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.
Das IGF-Vorhaben „Einfluss der Presseneigenschaften auf den Werkzeugverschleiß und die Schnittflächenqualität“ wurde unter der Fördernummer AiF 15723N von der Forschungsvereinigung EFB e.V. finanziert und betreut und über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 338 erschienen und bei der EFB-Geschäftsstelle und im Buchhandel erhältlich.
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
1Zusammenfassung
2Einleitung und Problemstellung
3Stand der Technik
3.1Ausgangssituation
3.2Geometrische Genauigkeit und statische Pressenvermessung
3.3Dynamische Pressenvermessung
3.4Scherschneiden
3.5Verschleißuntersuchungen
4Problemstellung und Zielsetzung
5Konstruktion und Fertigung eines Versuchswerkzeuges
5.1Lastenheft
5.2Konstruktion des Werkzeugs
5.3Konstruktion der Kraftmessplatte
5.4Optimierung des Werkzeugs
6Experimentelle Untersuchungen
6.1Aufstellung des Versuchsplans
6.2Statische Pressenvermessung
6.3Messung signifikanter Presseneigenschaften beim Schneiden
6.4Messung der Schnittflächenqualität
6.5Auswirkungen der Presseneigenschaften auf den Verschleiß und die Schnittflächenqualität
6.6Fazit
6.7Zweckmäßigkeit der durchgeführten Arbeiten
7Literaturverzeichnis
