Stempel, Matrizen & Messer Produktion für Stanz- & Schermaschinen meistern

Während der kurzen Reise eines Stanzwerkzeugs schlägt es nieder, durchdringt oder drückt ein Blechwerkstück ein und zieht sich dann zurück, damit es sich mit seinem nächsten Schlag ausrichtet. Der gesamte Prozess ist in weniger als einer Sekunde vorbei. Bei Matrizen fügt eine komplexere Werkzeuggeometrie der Schlagzone Form hinzu. Messerwerkzeugfunktionen sind ziemlich selbsterklärend. Ein Schermechanismus, zwei mittig gelagerte Messer, schneiden gerade Linien durch Metallbleche.

Gegensätzliche Werkzeugkräfte verstehen

Keines der oben Genannten ist neu. Stanzen, Prägen, Formen und Schneiden Werkzeuge durchlaufen eine Sequenz, dann kehren sie zu Punkt eins in jener Mehrpunkt-Sequenz zurück, damit ein Werkzeugvorgang wiederholt werden kann. Wie in früheren Artikeln dargelegt, ist diese Reise nicht unfallfrei. Es gibt mindestens zwei Kräfte im Spiel, die Werkzeugstressoren auslösen, sobald Kontakt zwischen einem Werkstück und der vorderen Kante eines Stempels, einer Matrize oder eines Schermessers hergestellt wird. Der erste Auslöserereignis wird durch den Stoß, durch die kompressiven Energien verursacht, die hochfahren, während ein Werkzeug Kontakt herstellt. Nach der Stanzloch- und Slug-Auswurfsphase oder der Metallformgebungs-, Schneideoperation initiiert, gibt es Materialzugfestigkeiten zu überwinden. Mit anderen Worten, diese Werkzeuge "schaben" durch die Flanken des Blechs, während sie ihre Hübe machen.

Stempel- und Schermaschinenhübe anpassen

Also gibt es zwei deutlich unterschiedliche hubwiderstehende Faktoren im Spiel. Für Kontaktwiderstand wird jener initiale kompressive Stressor durch Verwendung geschärfter Kanten entgegengewirkt. Jene beißenden, schneidenden materialdurchdringenden Extremitäten stanzen oder formen, scheren oder kombinieren je zwei dieser Fertigungsprozesse. Natürlich, um jene scharfe, kompressive Kante zu erhalten und den Widerstand der mikrokristallinen Struktur eines Blechteils zu überwinden, beziehen Werkzeughändler super-dichte Karbide, die weit stärker sind als die Materialien, für die sie entworfen sind. Zudem können Wolframkarbidlegierungen Reibungsenergien, wie durch die Zugfestigkeit eines Werkstücks verursacht, abschütteln. Die Tiefe und Flankenkorn des Blechs mögen Hitze und Flankenreibung erzeugen, aber die Werkzeuglegierung hält fest den ganzen Weg durch und zurück zur Rückzugsphase.

Durch das Verstehen dieser widerstreitenden Kräfte gewinnen Werkzeughersteller Einblick in die verschiedenen Stressoren, die an ihren Werkzeugen reißen. So formulieren sie hubmaximierende Lösungen, wie zurückkonische Stempelprofile und reibungsfreie Matrizenflanken. Für Scherausrüstung sind saubere, gerade Kanten immer wünschenswert. Aber da das Werkzeug lange Schnitte macht, werden jene zwei oben erwähnten Kräfte umso schwerer zu kompensieren. Einerseits ist Metallplastizität ein Faktor, wobei die Schnittzone wegen Scherspannung biegt. Wirklich, wenn ein sauberer Schereinschnitt einen hochtoleranten Rohlingstempel oder Matrizenformgebungsvorgang parallelisieren soll, müssen Fertigungsprofis die Kräfte verstehen, die Werkzeughübe entgegenwirken.