Das Schneidwerkzeug

Einleitung
Unsere Gruppe besteht aus vier Personen
• Michael Ernst von der Lufthansa
• Christian Weddige von Montblanc
• Fatrus Kilic von der Lufthansa
• Sandra Kellinghusen von DaimlerChrysler
wir sind die Gruppe 1 und arbeiten an der Kopfplatte,
der Stempelhalteplatte und dem Einspannzapfen.
In der Schule G15 haben wir 6Wochen Zeit ein
Werkzeug zu konstruieren und zu planen.
Dazu haben wir Zeichnungen erstellt und
Konstruktionsmaße errechnet.
-1-
Inhaltsverzeichnis
Thema
Seite
Einleitung
Inhaltsverzeichnis
Technologie, Bauart/ Normalien
Kenndaten und Werkstoffe
Konstruktion und Kalkulation
Dokumentation
Auf einen Blick
Das Schneidwerkzeug
Fertigungsverfahren
Führungsarten
Stempelarten
Schneidvorgang
Durchbrüche
Unfallverhütung an Schneidwerkzeugen
Wärmebehandlung
Wärmebehandlungsverfahren
Wärmebehandlung
Erodieren
Funkenerosieves bearbeiten
• Unterlagen für das Werkzeug
aus Gruppe 1
Datenblatt
Stückliste
Gesamtzeichnung in verschiedenen
Ansichten
Gesamtansicht in 2D
Durchbruch und Stempel
Formelkürzel
Rechnungswege
Lage des Einspannzapfens (Rechnung)
Lage des Einspannzapfens (Zeichnung)
Druckplatte
Belastungsberechnung der Schrauben
Ausnutzungsgrad
• Unterlagen für das Werkzeug
aus Gruppe 4
Datenblatt
-1-2/3-4-5-6-7-8-9-12-13-14-15-16-17-18-19-20/21-22/23-24-25-30-
-2-
-31-32-33-34-35/36-37-38-39-41-42-44-45-47-48-49-50-51-52-
Materialauswahl
Stückliste
Materialbestellung
Auftrag 1 von Gruppe 1
Auftrag 2 von Gruppe 1
Fertigungszeichnung
Auftragszeichnung für die
Stempelhalteplatte
Auftragszeichnung für die Kopfplatte
Auftragszeichnung für die Stempel
Gesamtzeichnung in verschiedenen
Ansichten
Gesamtzeichnung in 2D Ansicht
Belastungsberechnung für die
Schrauben
Erodierprogramm
Qualitätskontrolle
Qualitätssicherung
Fertigungsstrategie
Anhang
Fehlerprotokoll
Englischvokabeln
Zeichnung und Englischaufgabe
Politik
Tesa Hite Bedienungsanleitung
-53-54-55-56-56-57-58-59-60-61-62-63-64/65-66-71-72-73/74-75-76-77-78/79-80-88-89-
-3-
Technologie
Wie ist der Schneidvorgang zu beschreiben??
Durch das Eindringen des Schneidstempels ins Werkstück wird
Der Werkstoff zunächst gestaucht. Der Werkstoff wird durch den
Druck von oben zur Schneidfläche hin eingezogen.
Es entstehen Einziehrundungen. Beim weiteren eindringen des
Stempels beginnt der Werkstoff zu fließen, weil die Elastizitätsgrenze
überschritten wird. Wenn die Scherfestigkeit des Werkstoffs überschritten
wird reißt er an den Schnittflächen auseinander.
Wie wird die Schneidarbeit beeinflusst?
Werkzeuggeometrie, Werkstoff, Schneidspalt,
Schneidkantenabrundung, Blechdicke.
Wie wird die Schneidkraft beeinflusst?
Durch die Scherkraft, Scherfestigkeit und Zugfestigkeit.
Bauart/Normalien
Welche Bauarten gibt es? Welche Bauart ist auszuwählen?
Schneidwerkzeug ohne Führung, Schneidwerkzeug mit Führung,
Schneidwerkzeug mit Säulenführung. Wir wählen die Bauart mit
Plattenführung.
Welche Normalien setze ich ein?
Einspannzapfen, Schrauben, Zylinderstifte...
Welche Vorschubbegrenzung ist für den Streifen zu wählen?
Vorschubbegrenzung durch Zylinderstift.
-4-
Kenndaten und Werkstoffe
Welche Abmessung ist erforderlich für:
Schneidspalt, Stempel, Durchbrüche, Streifenbild, UVV und
Einspannzapfenlage?
Schneidspalt: 0,01mm pro Seite.
Stempel: Siehe Zeichnung Stempelabmessungen.
Durchbrüche: Siehe Zeichnung Stempelabmessungen.
Streifenbild: Siehe Zeichnung Schlüsselblech.
UVV: Schutz gegen hineinfassen.
Einspannzapfenlage:
Welche Werte ergeben sich für:
Schneidkraft, Pressenkraft Flächenpressung?
Schneidkraft: 27,361 KN
Pressenkraft: 43,777 KN
Flächenpressung: 30,46 N/mm²
Welche Werkstoffe sind für die einzelnen Bauteile verwendbar?
Wir verwenden C45W3 für die Bauteile die nicht zu Härten sind z.B.
Grundplatte, Führungsplatte.... Mat. Nr. 1.1730
Und für Bauteile die zu Härten sind verwenden wir X155CrV12 1 z.B.
Schneidstempel, Schneidplatte... Mat. Nr. 1.2379
-5-
Konstruktion und Kalkulation
Wie gehe ich bei der Konstruktion vor?
• In erster Linie sind die Abmessungen der Stempel und der Durchbrüche
wichtig .
• Auch die Kräfte die auf das Werkzeug wirken sind zu berücksichtigen.
• Technische Daten errechnen.
• Zeichnungen anfertigen.
• Materialmaße berücksichtigen. (der Normalien)
Wie setze ich das CAD / CAM System sinnvoll ein?
•
•
•
•
Um 2D und 3D Zeichnungen anzufertigen.
Um alle Teile Ordentlich bemaßen zu können.
Um die Normalien zu bestimmen.
Um Flächen zu berechnen.
Wie lassen sich Zeitaufwand und Kosten ungefähr abschätzen?
• Normalien kann im Katalog mit den Passenden Preisen bestellen.
• Befestigungsbohrungen und Stiftlöcher sind in kurzer Zeit angefertigt.
-6-
Dokumentation
Welche Fertigungsunterlagen sind anzufertigen?
• Einzelteilzeichnungen für die Einzelteile anfertigen, mit Maßangaben,
damit die Werkstücke angefertigt werden können.
• Gesammteilzeichnung, damit beim Zusammenbau nichts schief gehen
kann und jeder sieht, an welchen Platz die Einzelteile montiert werden.
• Schnittdarstellung die für die Herstellung der Einzelteile notwendig ist
und um alle Teile im Werkzeug gut sehen zu können oder auch für
Bohrungen wenn sie durch ein davor liegendes Teil verdeckt werden.
• Bauteilzeichnungen, die es dem Arbeiter vereinfachen sollen, wie die
Funktion des Werkzeuges ist und um dem Arbeiter alles etwas
Räumlicher dazustellen.
• Detailzeichnungen.
Wie können die Vorüberlegungen dargestellt werden?
• Sie können in Textform dargestellt werden, indem einzelne Stichworte
gleich erklärt werden.
• In Stichwortform ohne Erklärung.
• In einer Präsentation.
• In Fotoform.
• Oder von allem etwas.
Welche Form soll die Dokumentation enthalten?
•
•
•
•
•
•
•
Die Dokumentation wird erstmal in Papierform angefertigt.
Fotos
Zeichnungen
Tabellen
Rechnungen
Notizen
Abmessungen
• Technische Daten.
-7-
Auf einen Blick
Flächenpressung: 34,53 N/mm²
Schneidspalt: 0,01mm
Schneidkraft: 27,361KN
Pressenkraft: 43,7776 KN
Lage des Einspannzapfens: X = 54,432mm
Materialien: Einspannzapfen= St 50- 2
Kopfplatte, Stempelhalteplatte, …= 1.1730
Stempel und Schneidplatte= 1.2379
-8-
Das Schneidwerkzeug
Ein Schneidwerkzeug besteht aus
mehreren Bauteilen:
Grundplatte, Schneidplatte,
Führungsleisten,
Führungsplatte, Auflageblech,
Vorschubbegrenzung,
Schneidstempel und Lochstempel,
Stempelhalteplatte,
Druckplatte, Kopfplatte, Einspanzapfen
Grundplatte
Die Grundplatte, ist zwischen 25 mm und 60 mm dick. Sie stellt die Verbindung
zwischen dem Werkzeugunterteil und dem Pressentisch dar. Zum Spannen
können Durchgangsbohrungen oder Schlitze vorgesehen werden. Damit die
Schnitteile ungehindert durchfallen können, muss die Durchfallöffnung der
Grundplatte ringsherum ca. 2 mm größer ausgeführt werden als der Durchbruch
der Schneidplatte.
Schneidplatte
Die Schneidkräfte beanspruchen die Platte unter anderem auf Biegung und
Flächenpressung.
Aus diesen Beanspruchungen leiten sich Forderungen an die Eigenschaften ihres
Werkstoffes ab, wie z.B. Druckbelastbarkeit und Zähigkeit. Für den
Zerteilvorgang sollte der Werkstoff entsprechend Härte, Durchhärtbarkeit und
Verschleißfestigkeit zeigen.
Führungsleisten
Bei Schneidwerkzeugen mit Plattenführung wird
der Schnittsreifen zwischen zwei parallelen, 5 bis 8 mm
dicken Leisten geführt, so das zwischen Führungs- und
Schneidplatte ein Streifenkanal entsteht. Durch diesen
Abstand ist sowohl der Durchlauf des Streifens, als auch die
Lage zu den Stempeln durch die Anlage an der Führungsleiste
gewährleistet. Diese Aufgabe der Fixierung übernehmen die
beiden Führungsleisten. Man unterscheidet feste und federnde
Streifenführung. Die zu wählende Art, ist vom
Werkzeugaufbau, Streifendicke und Hubzahl abhängig.
-9-
Führungsplatte
Bei einem Plattengeführtem Werkzeug wird unmittelbar am Werkzeugunterteil
die Stempelführung durch eine Führungsplatte gewährleistet. Dabei werden die
Stempel gegenüber Querkräften abgestützt und die Gefahr des Ausklinken wird
verringert. Da die Führung relativ kurz sein kann, neigt sie unter Umständen zu
einem großen Verschleiß. Die Lage und Form der Durchbrüche entsprechen
meist der Schneidplatte, sie dürfen jedoch kein Stempelspiel beinhalten.
Aufgrund geringer Herstell- und Reparaturkosten werden die Stempelführungen
vielfach mit Kunstharz ausgegossen oder wenn möglich mit Normalien
ausgelegt.
Um eine Beschädigung der Führungswandung zu vermeiden, sollten die
Schneidstempel weder beim Arbeitsvorgang noch beim Nachschleifen aus der
Führung gefahren werden.
Für das Plattenführungswerkzeug muss daher die Führungsplatte demontierbar
sein, ohne dass das Werkzeugoberteil abgezogen werden muss.
Vorschubbegrenzung
Zur Herstellung des Schnitteils sind 2 Hübe notwendig.
Einmal Lochen und einmal Ausschneiden. Der
Vorschub des Schnittstreifens kann durch feste oder
verstellbare Anschläge, Anschlagstift, Suchstifte,
Seitenschneider oder Vorschubapparate begrenzt werden.
Wahl der Vorschubbegrenzung hängt von der Art des
Schneidwerkzeuges und von der verlangten Genauigkeit
ab. Es ist auch möglich, mehrere Einrichtungen zur
Vorschubbegrenzung nebeneinander zu verwenden, so
kann man z.B. in einem Schneidwerkzeug mit
Seitenschneider auch mit Suchstiften arbeiten.
Auflageblech
Das Auflageblech dient zur ordentlichen Auflage des Streifens. Er hindert den
Streifen vor Verrutschen und Verknicken. Der Streifen lässt sich dadurch besser
durch das Werkzeug führen.
Kopfplatte
Als Kopfplatte dient bei dem Werkzeug das Oberteil. Einerseits nimmt die Platte
den Einspannzapfen auf, anderseits stütz Sie die Stempel gegen die Schneidkraft
ab. Sie überträgt zum Beispiel den Stößeldruck.
- 10 -
Druckplatte
Da die Schneidkraft von der Kopfplatte auf die Stempel übertragen wird, können
sich dünne Lochstempel durch die überhöhte Flächenpressung in die weiche
Kopfplatte eindrücken. Man muss deshalb bei einer Flächenpressung von mehr
als 250 N/mm² eine gehärtete Druckplatte einsetzen. Die Dicke der Druckplatte
beträgt etwa 5 mm. Sie hat dieselbe Form wie die Stempelplatte.
Stempelhalteplatte
In der Stempelhalteplatte, die die gleichen Durchbrüche wie die Schneidplatte
hat, werden die Schneidstempel befestigt. Sie werden stramm und senkrecht in
die genau winklig zu den Flächen der Platte gearbeiteten und stark angefasten
Durchbrüchen eingepasst. Damit die Stempel bei Hochgehen des Pressenstößels
nicht aus der Stempelhalteplatte herausgezogen werden, hämmert man vor allem
kleine runde Stempel an ihrem oberen Ende an (sog. Ankopfen). Die obere
Stirnfläche der Stempel muss mit der Platte eben sein. Hat der Stempel einen
genügend großen Querschnitt, so kann er auch, je nach Arbeitskraft, mit einer
oder mehreren Zylinderschrauben mit Innensechskant an der Kopfplatte
befestigt werden.
Einspannzapfen
Für die Spannung des Werkzeugoberteils von kleinen und mittleren Werkzeugen
wird in der Regel ein Einspannzapfen verwendet. Er wird mit der Kopfplatte
oder dem Gestelloberteil fest verbunden und gegen Ausdrehen gesichert. Sein
Aufnahmeschaft wird in die Stößelbohrung der Presse eingefügt und verspannt.
Damit das Werkzeugoberteil beim eventuellen Lockern der
Befestigungsschrauben nicht herunterfällt, ist laut Vorschriften der
Berufgenossenschaft der Zapfen mit eine Einkerbung oder einer Eindrehung zu
versehen. Auch können dadurch die Rückzugskräfte sicherer aus das Werkzeug
übertragen werden.
Der Schneidspalt
Der Schneidspalt ist der Abstand der Schneiden
von eingetauchten Schneidstempel zur
Schneidplatte.
Die Messung des Schneidspaltes erfolgt
rechtwinklig zur Schneidebene. Die größe des
Schneidspalts hängt von der Blechdicke, der
Scherfestigkeit des Bleches, der geforderten
Standmenge und der Qualität der Scherfläche ab.
Ob man die richtige größe für den Schneidspalt
gewählt hat erkennt man an der Schnittfläche.
- 11 -
Ausnutzungsgrad
Das Material sollte möglichst optimal ausgenutzt werden. So lässt sich nur durch
unterschiedliche Anordnung des Schnitteils (Bild2) eine Steigerung der
Ausnutzung von ca. 30% erreichen. Eine weitere Möglichkeit dahingehend ist
die Abfallausnutzung (Verwertung
Größerer Blechabfälle für kleinere
Schnitteile). Bei der Herstellung von
Ronden kann durch eine mehrreihige
Anordnung der Schnitteile der
Ausnutzungsgrad erhöht werden.
Sie werden jeweils um einen halben
Streifenvorschub gegeneinander
versetzt.
- 12 -
Fertigungsverfahren
• Lochen- Herstellung
einer Innenform am
Werkstück
• AusschneidenHerstellung
einer Außenform
am Werkstück
• AbschneidenVollständiges Trennen
von Teilen
• Beschneiden- Abgraten von Rändern
• Ausklinken- Herausschneiden von Flächenteilen
• ZerschneidenTrennen eines
Halbfertigteils
in mehrere Werkstücke
Beim Ausschneiden und Lochen wird das Scherschneiden angewandt.
Begriffe die das Werkzeug betreffen, werden mit Schneid abgeleitet.
Begriffe die das Werkstück betreffen, werden mit Schnitt abgeleitet.
- 13 -
Führungsarten
1. Führungssäulen:
Sie dienen der genauen Führung der Schneidvorrichtung und stabilisieren die
Stempel beim eindringen in den Werkstoff.
Man baut Werkzeuge mit Säulenführung, wenn
eine hohe Maßgenauigkeit gefordert wird.
2. Führungsleisten:
Sie dienen als Anschlag für den Werkstoff, um
ihn ideal in seiner Fertigungslage zu
positionieren.
3. Ohne Führung:
Sie werden als Freischneidwerkzeuge bezeichnet. Bei diesen Werkzeugen
wird das Werkzeugoberteil nicht Innerhalb des Werkzeuges geführt, also im
Unterteil.
- 14 -
Stempelarten
Stempel dienen dazu eine bestimmte Form aus einem Werkstoff auszustanzen.
Im allgemeinen besitzen sie einen Freiwinkel von Alpha 0Grad. Sie sind im
Werkzeugoberteil angeordnet und werden über die Kopfplatte verschraubt.
1. Schneidstempel:
Sie sind die zweite Schneide beim Scherschneiden. Sie dringen in die
Schneidplatte ein.
Bei der Fertigung sind die Tolleranzen und die Härte zu beachten.
2. Stempel als Normalie:
Sie können auch als Normteil von anderen Herstellern bezogen werden.
Hier wird dann allerdings auf das genaue Fertigen des Stempels
verzichtet, aber es wird Zeit und Geld gespart.
3. Docken:
Sie dienen dazu dünne Stempel zu verstärken, sie am knicken und
verbiegen zu hindern.
- 15 -
Schneidvorgang
Schneiden ist spanloses Zerteilen von Werkstoffen entlang einer Schnittlinie, die
beim Ausschneiden einer Außen- oder Innenform in sich geschlossen ist; beim
Ausklinken, Ausschneiden dagegen ist die Form offen.
Die Hauptbestandteile eines Schneidwerkzeuges sind Schneidstempel und
Schneidplatte.
Die Druckflächen der Stempel und der Matrize üben die Schneidkraft auf den
trennenden Werkstoff aus. Nach dem Trennen laufen die beiden Schneidkanten
aneinander vorbei.
Es gibt folgende Stufen beim schneiden:
1. Stauchen:
Durch das Aufsetzen der Schneidstempels auf dem
Werkstück baut sich die Schneidkraft auf. Das Teil
verformt sich elastisch. Nach Überschreitung der
Fließgrenze des Werkstoffs erfolgt eine plastische Form
Änderungen. Dabei bilden sich an den Schnittkanten
Einrundungen.
2. Scheren:
Der Schneidstempel dringt in den Werkstoff ein, dabei wird
die Scherfestigkeit überschritten. Von den Schneiden
ausgehend bilden sich mikrokleine Risse die sich schnell
vergrößern und aufeinander zulaufen.
3. Trennen:
Zwischen den Schneiden der Werkzeugelemente bilden sich
umlaufende konische Risse. Der Restquerschnitt des
Werkstoffs verringert sich und das Material bricht
schlagartig.
- 16 -
Durchbrüche
Durchbrüche befinden sich in der Schneidplatte, damit der Butzen (der Abfall)
wegfallen kann.
In der Schneidplatte gibt es so viele Durchbrüche wie es Stempel gibt.
Der Durchbruch muss von der Kante an gesehen etwas größer sein als der
Stempel, nämlich um den Schneidspalt.
Je glatter die Durchbrüche sind, desto leichter können die Abfallbutzen von den
Stempeln durchgedrückt werden. Bei runden Stempeln sollte der Durchbruch
konisch zulaufen, d.h. nach unten hin breiter werden (aber nicht viel, sonst
verklemmt der Butzen), damit der Butzen gut weggedrückt werden kann.
Bei den Schneidplattendurchbrüchen gibt es drei verschiedene Formen.
Wir haben uns für die zweite Variante entschieden .
- 17 -
Unfallverhütung an Schneidwerkzeugen
Damit beim Einrichten, Beschicken und Warten von Schneidwerkzeugen keine
Unfälle auftreten, müssen Unfallverhütungsvorschriften getroffen werden:
Beim Einrichten des Werkzeuges in die Presse muss darauf geachtet werden,
dass das Werkzeugoberteil so fest im Pressenstößel befestigt wird, dass es sich
bei betriebsmäßiger Beanspruchung nicht lösen kann. Das Werkzeugunterteil
wird überwiegend mit Spanneisen und Spannschrauben auf den Pressentisch
gespannt. Die Spanneisen müssen zu den Spannflächen und Distanzstücken
waagerecht liegen, während die Spannschrauben senkrecht dazu stehen müssen.
(Bild 1)
Folgende Grenzwerte müssen eingehalten werden, wenn kein Schutzgitter
vorhanden ist:
Abstand A zwischen Unterkante Stempelplatte und Oberkante Führungsplatte
mindestens 25 mm (Bild 1)
Abstand B zwischen Unterkante Führungsplatte und Oberkante Schneidplatte
kleiner als 8 mm wenn die Schnittstelle von der nächsten Öffnung mindestens
15 mm wie entfernt ist (Bild 1)
Abstand C zwischen Unterkante Schneidstempel und Oberkante Schneidplatte
kleiner als 4 mm, wenn z.B. ohne Abstreifer gearbeitet wird wie manchmal bei
Freischneid- oder Messerschneidwerkzeugen (Bild 2)
Unfälle an Schneidwerkzeugen sind häufig mit schweren, bleibenden
Schädigungen der Finger oder der Hände verbunden. Die Aufgabe des
Werkzeugbauers ist es, die Schneidwerkzeuge so zu gestalten, dass ein
Hineingreifen in das Werkzeug weitgehend unmöglich ist.
Dies lässt sich jedoch nicht in jedem Fall realisieren z.B. Freischneidwerkzeuge.
Muss in den Arbeitsraum des Werkzeuges gegriffen werden, um z.B. Teile
einzulegen oder zu entnehmen, so ist das dafür Sorge zu tragen, dass Scher- oder
Querschneidstellen abgeschirmt werden.
- 18 -
Wärmebehandlung
Stähle die im Werkzeugbau zur Fertigung von Werkzeugen eingesetzt werden
müssen bestimmte Eigenschaften verliehen werden, z.B.
• hohe Verschleißfestigkeit
• Zähigkeit oder
• Maßbeständigkeit.
Um diese Eigenschaften bei den Materialien zu erzielen, ist eine
Wärmebehandlung erforderlich.
Beim Wärmebehandeln wird das Gefüge des Metalls verändert und dadurch
wird die gewünschte Härte und Zähigkeit erreicht.
Fehler bei der Wärmebehandlung können folgendes hervorrufen:
• grobes Gefüge
• Entkohlung
• starke Verzunderung der Werkstückoberfläche
• Härterisse oder
• starken Verzug
- 19 -
Wärmebehandlungsverfahren
Glühen:
Es ist das langsame erwärmen auf bestimmte Temperaturen mit oder ohne
Halten auf Glühtemperatur und nachfolgendem langsamen abkühlen.
Die wichtigsten Glüharten sind Spannungsarmglühen, Weichglühen,
Normalglühen und Rekristallationsglühen.
Es wird angewandt um die Eigenspannung im Material zu verringern.
Weichglühen:
Gehärteter oder Kaltverfestigter Stahl soll in einen möglichst weichen
Gefügezustand verwandelt werden.
Normalglühen:
Es soll ein gleichmäßig, feinkörniges Gefüge mit rundlichen Körnern
geschaffen werden.
Rekristallationsglühen:
Das deformierte Gefüge einer Kaltverformung soll wieder in den
ursprünglichen Zustand gebracht werden.
Härten:
Es soll die Härte und die Verschleißfestigkeit des gesteigert werden. Dies
muss mit der Abnahme der Zähigkeit und der Dehnung erkauft werden.
Anlassen:
Die gehärteten Werkstoffe sind glashart und äußerst spröde. Beim Anlassen
erhalten die gehärteten Stähle Zähigkeit, die Härte wird vermindert und
Spannung wird angebaut.
Altern:
Der größte Teil des Restaustenits wird in Martensit umgewndelt, nach dem
Altern ist der Stahl maßbeständig, d.h. seine Abmessung ändern sich nicht
mehr.
Vergüten:
Das Ziel ist ein feinkörniges Gefüge, die Streckgrenze und die Zähigkeit
werden erhöht und die Härte ändert sich nur geringfügig.
Einsatzhärten:
Die Teile sollen eine harte Außenschicht bekommen, aber einen weichen,
zähen Kern behalten.
- 20 -
Nitrieren:
Es wird eine äußerst harte und verschleißfeste Randschicht erzeugt.
Bei geringer Glühtemperatur entsteht nur ein geringer Verzug. Da nicht
abgeschreckt wird entstehen keine Spannungen.
- 21 -
Wärmebehandlung
Stähle die für den Werkzeugbau eingesetzt werden, müssen bestimmte
Eigenschaften verliehen werden z.B.
- hohe Verschleißfestigkeit,
- Zähigkeit oder
- Maßbeständigkeit.
-Um diese Eigenschaften zu erzielen, ist eine Wärmebehandlung erforderlich.
Härtedaten
Das Härten erfolgt in drei stufen:
1.Erwärmen auf die Härtetemperatur
2. Halten der Härtetemperatur
3. Abschrecken (rascher Wärmeentzug)
X155CrMoV12:
X bedeutet veredelt
155 wird ¸100=1,55%C
12% Cr
spuren von Mo
Spuren von V
Die Härtedaten für unser Werkzeugstahl 1.2379 X155CrMoV12 sind:
Härtetemperatur: 1020°- 1040°C
Abschreckmedium: Ölbad
Anlasstemperatur: 180°- 250°C
Härte in Rockwell: 58- 63HRC
Härtevorgang
Die Werkstücke werden erst langsam auf eine Temperatur von 600°- 700°C
erwärmt, um Spannungen zu vermeiden. Danach wird schnell auf die
Härtetemperatur von 1020°- 1040°C erhitzt um ein feinkörniges Gefüge zu
erzielen.
Beim Härten ändert sich das Raumgitter des Werkstoffes von
Kubischraumzentriert in Kubischflächenzentriert.
Unser Werkstoff besteht aus 1,55% Kohlenstoff und somit aus Perlit und
Korngrenzenzementit, es hat ein kubischraumzentriertes Gitter. Beim
überschreiten der GSK-Linie und somit der 723°C Marke wandelt sich das Perlit
und korngrenzenzementit in Austenit und Korngrenzenzementit, das
kubischflächenzentrierte Gitter bildet sich. Bei schneller Abkühlung kann sich
das Gitter nicht zurück bilden.
- 22 -
Härtedauer
Die Härtedauer beträgt pro mm dicke des Werkstückes etwa 1min. Ausgegangen
wird von der dünsten Seite und die Zeit wird nur bis zur Mitte des Werkstückes
bemessen da die Temperatur von beiden Seiten auf das Werkstück wirkt, d.h.
ein 20mm starkes Material braucht nur etwa 10Min. gehärtet werden. Man
schlägt noch etwa 5Min. darauf um sicher zu gehen das es auch durchgehärtet
ist.
Fehler bei der Wärmebehandlung können folgendes hervorrufen:
1. Grobes Gefüge
2. Entkohlung
3. Starke Verzunderung der Werkstückoberfläche
4. Härterisse
5. Starker Verzug
- 23 -
Erodieren
Beim Erodieren unterscheidet man:
Das Drahterodieren
Das Senkerodieren
Anwendungsbeispiele:
Es lassen sich schräge Schnittflächen und räumlich gekrümmte Konturen
herstellen. In manchen fällen ist das Drahterodieren die einzige
Fertigungsmöglichkeit.
Beim Erodieren wird vom Werkstück und von
der Elektrode Material abgetragen. Dies hat
große Maßänderungen am Draht oder der
Elektrode zur folge. Aus diesem Grund wird der
Draht laufend erneuert, er wird von einer
Drahtspule zugeführt, und die Elektrode
nachgearbeitet.
- 24 -
Funkenerosives Bearbeiten (Erodieren)
Elektroerosion ist ein Bearbeitungsverfahren,
das darin besteht, Material eines Werkstücks
abzutragen, indem man elektrische
Entladungen als Bearbeitungsmittel einsetzt.
Diese Technik zeichnet sich durch ihre
Fähigkeit zur Bearbeitung aller Stromleitenden
Werkstoffe (Metalle, Legierungen, Karbide,
Graphite usw.) aus, ganz gleich wie hart diese
auch sein mögen.
Die Elektroerosion mittels Draht schneidet mit Hilfe eines Metalldrahts
(Elektrode) eine programmierte Kontur in ein Werkstück.
In der Bearbeitungszone erzeugt jede
Entladung werkstückseitig einen Krater
(Materialabtrag) und drahtseitig einen
Abbrand (Verschleiß der
Werkzeugelektrode). Der Draht kann
geneigt werden, und auf diese Weise
können Werkstücke mit Koniken oder mit
an der Ober- und Unterseite des
Werkstücks unterschiedlichen Profilen
erzeugt werden. Da beim Drahterodieren
keine mechanische Beanspruchung vorliegt,
können auch besonders dünnwandige und
labile Werkstücke maßhaltig bearbeitet
werden.
Es besteht zu keinem Zeitpunkt mechanischer Kontakt zwischen Elektrode
und Werkstück! Der Draht ist meistens aus Schichtkupfer oder Messing
und hat einen Durchmesser von 0,02 bis 0,3 mm.
Titanring,
hergestellt
mittels
Drahterodieren
- 25 -
Metallbearbeitung mit
Funkenerosion ist heute
weit verbreitet. Neben
dem schon klassischen
Senkerodieren...
gewinnt nun das
numerisch gesteuerte
funkenerosive Schneiden
weltweit an Bedeutung. Es
ist verblüffend
wirtschaftlich und hat
Anwendungen gefunden,
die ganz neue
Möglichkeiten im
Fertigungsablauf
erschließen.
Die erste Maschine für
dieses Verfahren kam aus
der Schweiz.
- 26 -
Das Dielektrikum-Aggregat
versorgt den Schneidspalt
sowie den Arbeitsbehälter
mit Wasser. Dadurch
entsteht die für die
Entladung notwendige
Isolation im ElektrodenZwischenraum.
Beim funkenerosiven
Schneiden wird Metall
durch elektrische
Entladungen abgetragen.
Voraussetzungen sind: ein
bestimmter Abstand
zwischen Werkstück und
Drahtelektrode, ein
Dielektrikum und eine
elektrische Spannung.
Durch jede Entladung
werden am Werkstück
und Werkzeug ein wenig
Metall zum Schmelzen
gebracht und verdampft.
Folgen viele Entladungen
aufeinander, schneidet die
Drahtelektrode eine sehr
präzise Form im
Werkstück.
Die notwendige elektrische
Energie liefert ein
Generator. Er formt den
vom Netz kommenden
Wechselstrom um und
leitet ihn als Arbeitsstrom
über einen Speicher an
Werkstück und
Drahtelektrode.
- 27 -
Zum funkenerosiven
Schneiden eignen sich
Impulsladende
Generatoren am besten.
Sie laden speziell
geschaltete Speicher
stoßweise auf, die sich bei
ausreichender
Energiemenge über die
Funkenstrecke entladen.
Dabei wird der ElektrodenZwischenraum überbrückt.
Im Bild ist dies durch einen
Schalter symbolisiert.
Beim Schneiden sind
zahllose Entladungen als
Funken sichtbar. Während
der kurzen Zeit für diese
Aufnahme haben sich
einige Zehntausend
Funken von etwa einer 10
millionstel Sekunde Dauer
entladen.
So entstehen pro Sekunde
einige Zehntausend kleine
Krater. Dicht beieinander,
immer dort, wo der
Elektroden-Zwischenraum
am kleinsten ist. Sie
überlagern sich durch den
Arbeitsfortschritt, wobei
die Drahtelektrode ständig
gegen das Werkstück
verschoben werden muss,
weil ein permanent
gleicher Abstand wichtig
ist.
- 28 -
An der Seite der Spur
entstehende Krater
ergeben die typisch
muldige, funkenerosiv
geschnittene Oberfläche.
Entladungen sind nur
möglich, wenn zwischen
Drahtelektrode und
Werkstück ein bestimmter
Abstand besteht. Der
Materialabtrag vergössert
ihn fortlaufend, weshalb
die Elektrode nachgeführt
werden muss. Diese
Bewegung darf aber nur
entlang der
vorgeschriebenen
Schnittbahn erfolgen,
damit am Ende der
Bearbeitung die
gewünschte genaue Form
erreicht wird.
Das Nachführen auf der
richtigen Bahn besorgt die
numerische Steuerung.
- 29 -
Dazu steuert sie zwei
Motoren, deren
überlagerte Bewegungen
jede gewünschte Form
erzeugen.
Die Steuerung vergleicht
auch fortlaufend den
Zustand im Schneidspalt
gegenüber einem Sollwert.
Je nach Ergebnis befiehlt
sie den Motoren schneller
oder langsamer zu laufen
oder stoppt sie. Eine
Rückwärtsbewegung auf
der bereits geschnittenen
Bahn ist ebenfalls möglich.
Der spezielle Speicher
hierzu ist ein wichtiges
AGIE-Patent.
Die Drahtelektrode
verschleißt und muss
fortlaufend erneuert
werden. Ein
entscheidendes
Prozesskriterium .
- 30 -
- 31 -
- 32 -
Pos.
Menge
Einheit
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
1
2
1
1
1
1
1
1
2
4
10
4
1
1
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Benennung
Grundplatte
Schneidplatte
Zwischenlage
Stempelführungsplatte
Stempel (klein)
Stempel (groß)
Stempelhalteplatte
Kopfplatte
Einspannzapfen
Zylinderstift
Zylinderstft
Zylinderkopfschrauben
Zylinderkopfschrauben
Anschlag
Auflageblech
- 33 -
Sachnr./NormKurzbezeichnung
DIN 9859/3
DIN 6325-8x36-100Cr6
DIN 6325-8x60-100Cr6
DIN 912-8.8 M8-30
DIN 912-8.8 M8-60
Bemerkung
C45W
X153CrMoV12
C45W
C45W
X153CrMoV12
X153CrMoV12
C45W
C45W
St50-2
X153CrMoV12
C45W
Gesamtzeichnung in verschiedenen Ansichten
- 34 -
Gesamtzeichnung in 2D Ansicht
- 35 -
Gesamtzeichnung in 2D Ansicht
- 36 -
Durchbruch und Stempel
- 37 -
Formelnkürzel
Fs = Schneidkraft
S = Schneidfläche
S1= Schneidfläche für den großen Stempel
S2=Schneidfläche für den kleinen Stempel
Sq = Spanungsquerschnitt
Rm max. = Maximale Zugfestigkeit
Tab max. = Maximale Scherfestigkeit
F max = Nennpresskraft
s = Blechdicke
Fa = Abstreifkraft
P1 = Stempel 1 Ausschneidstempel groß
P2 = Stempel 2 Lochstempel klein
A = Fläche
A1= Fläche für den kleinen Stempel
A2= Fläche für den großen Stempel
U = Umfang
U1= Umfang für den kleinen Stempel
U2= Umfang für den großen Stempel
F = Flächenpressung
Material: CuZn37
Rm = 310N/mm²
- 38 -
Rechnungswege
P1 Der Ausschneidstempel groß
A2= π * d²
4
A2= π * 27,88²
4
A2= 610,48
A1= a * b
A1= 19,85 * 27,88
A1= 553,418mm²
A = A1 + A2
A = 553,41+ 610,48
A = 1163,90mm²
U1 = 2 * l
U1 = 2 * 19,85
U1 = 39,7
U2 = π * d
U2 = π * 27,9
U2 = 87,65
U = U1 + U2
U = 39,7 + 87,65
U = 127,35
Die Durchmesser und Längenmaße aus der Zeichnung mit den Werten für
die Stempel entnommen.
P2 Der Lochstempel klein
A1= π*d² :2
4
A1= π* 10,05 :2
4
A1= 39,66mm²
A4=
A4=
A4=
U = π *d
U = π * 15,05
U = 47,28mm²
A2= π*d²
4
A2= π *15,05²
4
A2= 177,89mm²
A3= a * b
A3= 14,25 * 10,05
A3= 143,21mm²
A4= Lb*r-l*(r-b)
2
A4= 11*7,525-10,05*(7,525-10,05)
2
A4=82,775-10,05*(-2,525)
2
A4= 82,775²-(-25,376)
2
A4= 108,11
2
A4= 54,055mm²
- 39 -
A = A1+A2+A3-A4
A = 39,66+177,89+143,21-54,05
A = 306,71
Lb1= 36,28
U-Lb1=Lb2
47,28-36,28=11mm
U1 = π * d : 2
U1 = π * 10,05 : 2
U1 = 31,57 : 2
U1 = 15,78mm
U3 = 36,28 mm
(auf dem Computer in Mega CAD gemessen)
(Lb1= die Bogenlänge1)
(Lb2= die Bogenlänge2)
U2 = 2 * l
U2 = 2 * 14,25
U2 = 28,5mm
(am Computer nachgemessen mit Mega CAD)
U = U1 + U2 +U3
U = 15,78 + 28,5 + 36,28
U = 80,56mm
Maximale Scherfestigkeit:
Tab Max. = 0,85 * Rm max.
Tab Max. = 0,85 * 310 N/mm²
Tab Max. = 263,5 N/mm²
(0,85 ist eine allgemeine Richtlinie)
(310 N/mm² stammt von dem Zettel Materialinfo)
Schneidfläche:
S1= u * s
S1= 127,35 x 0,5
S1= 63,675mm²
S2= u * s
S2= 80,56 x 0,5 (0,5 von dem Materialinfozettel)
S2= 40,28mm²
- 40 -
Schneidkraft gesamt:
Fs = Tab max. * S
Fs = 263,5 N/mm²* (S1+S2)
Fs = 263,5 N/mm²* 103,84mm²
Fs = 27361,84 N
Fs =27,361 KN
Schneidkraft für P1:
Schneidkraft für P2:
Fs = Tab max. * S
Fs = 263,5N/mm² * 63,675mm²
Fs = 16778,36N
Fs = 16,778KN
Fs = Tab max. * S
Fs = 263,5N/mm² * 40,28mm²
Fs = 10613,78N
Fs = 10,613KN
Flächenpressung:
F1 = S1 * Tab max.
F1 = 63,645mm² * 263,5
F1 = 16770,4575 N
F1 = 16,77 KN
P1 = F
A
F2 = S2 * Tab max.
F2 = 40,195mm² * 263,5
F2 = 10591,38 N
F2 = 10,59 KN
P1 = 16770,45 N
1163,90mm²
P2 = F
A
P1 = 14,41 N/mm²
P2 = 10591,38 N
306,71mm²
P2 = 34,53 N/mm²
Nennpresskraft
F max. = Fs + 60%
F max. = 27,361 KN + 60%
F max. = 43,7776 KN
( die 60% wurden uns von Herrn Schnur genannt )
- 41 -
Die Lage des Einspannzapfens
Tabellenbuch Seite 293
Seite 30
n
L
a
Summe der Schneidkanten
Schneidkantenlänge
Abstände des Kräftemittelpunktes von der Bezugskante
n1= L 1= 15,78mm
n2= L 2= 14,25mm
n3= L 3= 14,25mm
n4= L 4= 36,28mm
n5= L 5= 127,35mm
a 1= 10,751mm
a 2= 21,075mm
a 3= 21,075mm
a 4= 35,884mm
a 5= 72,425mm
X= L1 x a1+ L2 x a2+ L3 x a3 + L4 x a4 + L5 x a5
L1 + L2 + L3 + L4 + L5
X= 169,65 + 2x 300,31 + 1301,726 + 9223,32
15,78 + 2x 14,25 + 35,88 + 127,35
X= 11295,316
207,51
X= 54,432mm
- 42 -
d1= 15,05mm
r1 = 7,525mm
d2 = 10,05mm
r2 = 5,025mm
d3 = 27,9mm
r3 = 13,95mm
L1 = U= π x d2
2
U= π x 10,05
2
U= 15,78mm
a1= ys= 2 x r2 = 0,6366 x r
π
2 x 5,025 = 0,6366 x 5,025
π
3,199mm = 3,198mm
ys
Werkstückschwerpunkt
a1= r3 – ys
= 13,95 – 3,199
= 10,751mm
L2 = a² + b² = c² - b²
a² = c² - b²
a² = 7,525² - 5,025² √
a = √ 7,525² - 5,025²
a = 5,60mm
L2 = 19,85 – 5,6= 14,25mm
L3 = L2
L4= U= π x d1
U= π x 15,05
U= 47,28mm
L4= Lb
lb
Lb= 36,28mm( am Computer nachgem.)
U – Lb= L4
47,28 – 36,28= 11mm
Bogenlänge
- 43 -
a2= xs = 1
2
xs = 14,25
2
xs = 7,125
xs Linienschwerpunkt
a2= xs + r3
a2= 7,125 + 13,95
a2= 21,075mm
a3 = a2
a4 = ys= r x l
Lb
a4 = ys= 7,525 x 10,05
36,28
a4 = ys= 2,084mm
a4= 19,85 + 13,95 + 2,084
a4= 35,884mm
L5 = U= π x d + 2 x l
U= π x 27,9 + 2 x 19,85
U= 127,35mm
a5= 27,9 + 19,85
2
= 47,75
2
= 23,875mm
a5= 23,875 + 0,8 + 47,75
a5= 72,425mm
- 44 -
Die Lage des Einspannzapfens
- 45 -
Die Lage des Einspannzapfens
- 46 -
Die Lage des Einspannzapfens
- 47 -
Druckplatte
Berechnung der Schneidkraft für den kleinen Stempel
Fs = Tab max * S2
Fs = 263,5 N/mm² * 40,28mm²
Fs = 10613,78 N
Fs = 10,613 KN
Berechnung der Schneidfläche
S2 = ls * s
ls = u
S2 = u * s
S2 = 80,39mm² * 0,5mm
(hier wird nur mit dem kleinere Stempel gerechnet da er eine stärkere
S2 = 40,28mm²
Flächenpressung hat.)
Berechnung der Flächenpressung für den kleinen Stempel
P2 = Fs
A
10613,78 N
306,71 mm²
P2 = 34,60 N/mm²
Da die Flächenpressung kleiner als 250 N/mm² ist, muss keine gehärtete
Druckplatte eingebaut werden.
250 N/mm² ist die maximale Flächenpressung von Stahl.
Unsere Kopfplatte besteht aus St50-2.
- 48 -
Belastungsberechnung der Schrauben
Schneidkraft gesamt: 27,361KN
Abstreifkraft gesamt:
Fa = Fs * 0,2
Fa = 27,361 KN * 0,2
Fa = 5,4722 KN
Abstreifkraft für P1:
Fa = Fs * 0,2
Fa = 16,778KN * 0,2
Fa = 3,3556KN
Abstreifkraft für P2:
Fa = Fs * 0,2
Fa = 10,613KN * 0,2
Fa = 2,122KN
S. 190
Spannungsquerschnitt Sq M8= 36,6mm²
Fa : Sq = min. Belastung der Schrauben
5,4722 KN : 36,6mm² =
5472 N : 36,6mm² = 149,50 N/ mm²
S.41
Stempelschrauben Sicherheitsklasse III / 4
Andere Schrauben Sicherheitsklasse II / 2
Stempelschrauben
8.8 Schraube
640N/ mm² : 4= 160N/mm²
Vergleich
Min. Belastung 149,50N/ mm²
Belastung der Stempelschrauben 160N/mm²
Andere Schrauben
8.8 Schraube
640N/ mm² : 2= 320N/mm²
- 49 -
Ausnutzungsgrad
η= Ausnutzungsgrad
A= Fläche des Werkstücks (ohne Berücksichtigung der Lochung)
B= Die Breite des Streifens in mm
V= Vorschub
A
η= B x V
1163.90mm²
η= 30 x 48.55
η= 79.91% ≈ 80%
- 50 -
- 51 -
- 52 -
Materialauswahl
Bei der Werkstoffauswahl ist zu beachten aus welchem Werkstoff das
Werkstück gefertigt werden soll und wie hoch die geforderte Stückzahl ausfallen
soll.
• Der Werkstoff des Werkstückes ist aus: CuZn37
• Die Max. Scherfestigkeit beträgt: 263,5 N/mm²
• Es wird keine hohe Stückzahl gefordert.
Für das Werkzeug wurden folgende Werkstoffe der Einzelbauteile ausgewählt:
1. Einspannzapfen
2. Kopfplatte
3. Stempelhalteplatte
4. Stempel
5. Stempelführungsplatte
6. Auflageblech
7. Zwischenlagen
8. Anschlag
9. Schneidplatte
10. Grundplatte
11. Zylinderkopfschraube
12. Zylinderstift
St50-2
C45W
C45W
X155CrMoV12
C45W
C45W
C45W
C45W
X155CrMoV12
C45W
DIN 912 8.8
DIN 6325 ca.60HRC
Der Werkstoff den wir uns für die Fertigung des Werkzeuges ausgesucht haben,
sollte gut zerspanbar, erodierbar und härtbar sein.
Der Werkstoff für die Stempel und die Schneidplatte X155CrMoV12 sollte nach
dem Härten und Anlassen eine Arbeitshärte von 56-65HRC aufweisen, höchste
Verschleißhärte, gute Zähigkeit, beste Schneidhaltigkeit und
Anlassbeständigkeit.
Der Werkstoff für das übrige Werkzeug außer dem Einspannzapfen ist C45W
ein Unlegierter Werkzeugstahl, es hat eine harte Oberfläche und einen zähen
Kern, er ist gut zerspanbar und fürs Erodieren geeignet.
- 53 -
Pos. Menge Einheit
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
4
2
4
3
4
2
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Stk.
Benennung
Grundplatte
Schneidplatte
Anschlag
Zwischenlage
Zwischenlage
Auflageblech
Stempelführungsplatte
Stempel (klein)
Stempel (groß)
Stempelhalteplatte
Kopfplatte
Einspannzapfen
Zylinderstift
Zylinderstft
Zylinderkopfschrauben
Zylinderkopfschrauben
Zylinderkopfschrauben
Zylinderkopfschrauben
Sachnr./NormKurzbezeichnung
25x140x105
20x140x65
0 10x12
5x140x17,5
5x160x17,5
2x50x18
20x140x65
80x32,4x15,05
80x27,88x47,73
20x140x40
20x140x40
DIN 9859/3
DIN 6325-6x60
DIN 6325-6x28
DIN 912-8.8-M6x50
DIN 912-8.8-M6x25
DIN 912-8.8-M5x30
DIN 912-8.8-M4x8
- 54 -
Bemerkung
C45W
X155CrMoV12
C45W
C45W
C45W
C45W
C45W
X155CrMoV12
X155CrMoV12
C45W
C45W
St50-2
Bestellnr.
Strack
SN 5-1730-20-150
SN 5-2379-20,4-150,3
Material vorhanden
Material vorhanden
Material vorhanden
Material vorhanden
SN 5-1730-20-150
Material vorhanden
Material vorhanden
Material vorhanden
Material vorhanden
Material vorhanden
Material vorhanden
SN 1973-6-28
Beiersdorf
SN 3450-M6-25
Beiersdorf
Material vorhanden
- 55 -
Auftrag 1 von Gruppe 1
Die Kopfplatte und die Stempelhalteplatte sind zu fertigen.
Bitte alle Außenmaße fertigen, sie sind der Auftragszeichnung zu entnehmen.
Alle Bohrungen in die Platten einarbeiten, sowie die Startbohrung für das
Drahterodieren, auch sie sind der Auftragszeichnung zu entnehmen.
Zu beachten ist, das die Bezugsebenen im Zusammenbau noch einmal
übergefräst werden müssen.
Achtung: Die Zeichnung ist nicht Maßstabsgetreu!!!
Auftrag 2 von Gruppe 1
1. Kopfplatte:
Die drei Bohrungen in der Kopfplatte für die Befestigung der Stempel
fertigen, die Maße sind der Zeichnung zu entnehmen.
2. Stempel:
Die Bohrungen in den Stempeln zur Befestigung an der Kopfplatte
anfertigen. Diese Maße sind ebenfalls der beigelegten Zeichnung zu
entnehmen.
- 56 -
Fertigungszeichnung
- 57 -
Auftragszeichnung für die Stempelhalteplatte
- 58 -
Auftragszeichnung für die Kopfplatte
- 59 -
Auftragszeichnung für die Stempel
- 60 -
Gesamtzeichnung in verschiedenen Ansichten
- 61 -
Gesamtzeichnung in 2D Ansicht
- 62 -
Belastungsberechnung der Schrauben
Fertigungsklassen
Belastungen
statisch
dynamisch
4.8, 5.6
5.8 , 6.8
8.8
10.9
12.9
2,5
1,6
4
2,5
M6
M5
M5
M4
M4
M8
M6
M6
M5
M5
Betriebskraft je Schraube FB in kN
6,3
10
16
25
40
4
6,3
10
16
25
M10
M8
M8
M6
M5
M12
M10
M8
M8
M8
M16
M12
M10
M10
M8
M20
M16
M16
M12
M10
M24
M20
M16
M16
M12
63
40
M30
M24
M20
M16
M16
Stempel 1 = 16,770 kN * 0,2 = 3,354 kN
Stempel 2 = 10,591 kN * 0,2 = 2,118 kN
Gesamtkraft = 27,361 * 0,2 = 5,4722 kN
Kopfplatte Stempelhalteplatte
Die Gesamtkraft teilt man durch vier, für vier Schrauben. Dan guckt man
in die Tabelle und rundet den Wert zur nächsten Zahl in der Tabelle auf.
Das wäre dann
1,368 kN gerundet 1,6 kN (8.8).
Stempel
Für Stempel 1 teilt man die Kraft durch zwei = 1,677 kN gerundet 2,5 kN
(8.8).
Für Stempel 2 gibt es eine Schraube 2,118 kN gerundet 2,5 kN.
- 63 -
Erodierprogramm
Kleiner Stempel
X
Y
P0
0
0
P1
0
5,027
P2
-8,850045
5,027
P3
-8,850045
-5,027
P4
4,568586
-5,027
P5
5,91632
-5,550891
P6
5,91632
5,550891
P7
4,568586
5,027
P8
0
5,27
P9
0
0
Nr.
L2311
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
N10
N11
N12
N13
N14
N15
Großer Stempel
X
Y
P0
0
0
P1
0
4,94275
P2
-0,450045
4,94275
P3
-0,450045
-22,94275
P4
19,399955
-22,94275
P5
19,399955
4,94275
P6
0
4,94275
P7
0
0
Code
Großer Durchbruch
M80
M82
M84
G90
G92 X0 Y0
G01 X0 Y4,943 G41
G01 X-0,450 Y4,943
G03 X-0,450 Y-22,943 I0 J-13,943
G01 X19,400 Y-22,943
G03 X19,400 Y4,943 I0 J13,943
G01 X0 Y4,943
M01
G01 X0 Y0 G40
G23
M02
- 64 -
Kommentar
Programmname
Dielektrikum EIN
Drahtvorschub EIN
Bearbeitung EIN
Absolutwertbefehl
Festlegen NP X0 Y0
Bearbeiten links der Kontur
Gerade verfahren
Radius im Gegenuhrzeigersinn
Gerade verfahren
Radius im Gegenuhrzeigersinn
Gerade verfahren
Optionaler Stop
Gerade verfahren Korrektur Aufheben
Verlassen Bildrotation
Programmende
L2312
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
N10
N11
N12
N13
N14
N15
N16
N17
Kleiner Durchbruch
M80
M82
M84
G90
G92 X0 Y0
G01 X0 Y5,027 G41
G01 X-8,850 Y5,027
G03 X-8,850 Y-5,027 I0 J-5,027
G01 X4,569 Y-5,027
G02 X5,916 Y-5,551 I0 J-1,996
G03 X5,916 Y5,551 I5,084 J5,551
G02 X4,569 Y5,027 I-1,348 J1,472
G01 X0 Y5,027
M01
G01 X0 Y0 G40
G23
M02
Programmname
Dielektrikum EIN
Drahtvorschub EIN
Bearbeitung EIN
Absolutwertbefehl
Festlegen NP X0 Y0
Bearbeitung Links der Kontur
Gerade verfahren
Radius im Gegenuhrzeigersinn
Gerade verfahren
Radius im Uhrzeigersinn
Radius im Gegenuhrzeigersinn
Radius im Uhrzeigersinn
Gerade verfahren
Optionaler Stop
Gerade verfahren Korrektur Aufheben
Verlassen Bildrotation
Programmende
- 65 -
Qualitätskontrolle
Um Rückrufaktionen zu vermeiden und eine hundertprozentige
Qualitätskontrolle in dem Produktionsverfahren von Komponenten zu
gewährleisten, besitzt die Qualitätssicherung bei Produkten heute höchste
Priorität in den Branchen, die sich eine höhere Produktivität und
Kosteneinsparung zum Ziel gesetzt haben. Die Qualitätskontrolle umfasst
mittlerweile ein sehr großes Feld im Betrieb, sie fängt bei der
Wareneingangskontrolle an geht über die Fertigungskontrolle bis hin zur
Prüfmittel Überwachung und endet erst bei der Warenausgangskontrolle.
Aufgaben der Messtechnik
Beim Messen wird der Wert einer physikalischen Größe durch Vergleich mit
einer Größe der gleichen Art, deren Wert bekannt ist und vereinbarungsgemäß
als „richtig“ gilt, bestimmt. Dabei entscheidet wiederum die Qualität des
Messens selbst darüber, welche Unterschiede oder Veränderungen überhaupt
erkannt werden können.
Die mögliche Entwicklung der Qualität wird somit in starkem Maße von den
Leistungsgrenzen der Messtechnik bestimmt. Es lässt sich nachweisen, dass die
Qualität von Erzeugnissen und Produktionsprozessen durch die Fortschritte auf
dem Gebiet der Messtechnik gefördert und vielfach auch entscheidend
beeinflusst wird.
Schließlich tragen Messgeräte in hochwertigen Konsumgütern wie PKW,
Waschmaschinen, Kühlschränken und Geräten der Heimelektronik zunehmend
zur Erhöhung der Qualität und dabei zur Sicherheit sowie zur Senkung des
Energieverbrauches beim Betrieb dieser Erzeugnisse bei.
Mit der Qualitätsentwicklung steigen die Anforderungen an die Messtechnik in
dem Maße wie:
• die Anforderungen an die Funktionseigenschaften von Erzeugnissen und
Produktionsprozessen,
• die Toleranzen für funktionelle, stoffliche und geometrische
Eigenschaften verringert werden müssen,
• der Automatisierungsgrad industrieller Prozesse zunimmt,
• die Komplexität technischer Systeme ansteigt,
• sich die Geschwindigkeit technischer Prozesse erhöht,
• sich die Herstellung von Bauteilen und Baugruppen spezialisiert und
• wie die technische Nutzung wissenschaftlicher Erkenntnisse wachsende
Bedeutung erlangt.
Bessere Funktionseigenschaften, hohe Zuverlässigkeit während der
zugesicherten Lebensdauer, geringere Masse und Senkung des spezifischen
- 66 -
Energieverbrauches beim Einsatz erfordern eine Optimierung der messbaren
Solleigenschaften und in vielen Fällen eine Verringerung der Toleranzen dieser
Eigenschaften. So müssen an funktionswichtigen Einzelteilen und Baugruppen
von Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen, Computern, Erzeugnissen der
Mikroelektronik, aber auch von hochwertigen Konsumgütern wie
Kraftfahrzeugen Toleranzen festgelegt und deren Einhaltung prozessnah
überwacht werden. Die Sollgeometrie und Geometrietoleranzen (Maß-, Form-,
Lage- und Rauheitstoleranzen) lassen sich nur selten theoretisch und rechnerisch
optimieren. Die große Vielfalt der Funktionen technischer Erzeugnisse erfordert
oft, die Ergebnisse von Messungen bei der konstruktiven Gestaltung der
Erzeugnisse und bei der Tolerierung mit heranzuziehen.
In verfahrenstechnischen Prozessen, z.B. der chemischen Industrie, hängt der
Wirkungsgrad vieler Prozesse von den Temperatur- und Druckbedingungen ab,
unter denen diese Prozesse ablaufen. Schwankungen dieser Einflussgrößen
wirken sich auf die Gleichmäßigkeit und damit die Qualität der erzeugten
Produkte aus. Außerdem spielt bei den modernen hochproduktiven Verfahren
hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit die Vermeidung von Produktionsstörungen
eine bedeutende Rolle.
Zur Beherrschung dieser Qualitätsprobleme liegt international der Anteil der
Messtechnik bei Investitionen der chemischen Industrie schon bei über 20% der
Gesamtinvestitionen.
In nahezu allen Qualitätselementen des ISO-Qualitätskreises werden
Messinformationen zur Steuerung oder zur Bestimmung von
Qualitätsmerkmalen gewonnen und genutzt. In den meist diskontinuierlich
ablaufenden Prozessen der Fertigungstechnik dienen Messinformationen
• der Prozesssteuerung und -regelung nach Leistung, nach geometrischen
Qualitätsmerkmalen wie Maß, Form, Lage und Rauheit der
Werkstückflächen,
• der Maschinenüberwachung und Maschinendiagnose durch Messung von
Lager- und Kühlmitteltemperaturen, Schwingungen, Kräften und
Drehmomenten,
• der Werkstückprüfung nach der Bearbeitung zur Feststellung, ob die
Qualitätsmerkmale innerhalb der spezifizierten Grenzen liegen, aber auch
zur indirekten Überwachung von Verschleißbeanspruchten Bauelementen
der Werkzeugmaschinen sowie zur Optimierung der nachfolgenden
Bearbeitungsstufen oder der Montage, wobei neben geometrischen
Eigenschaften zunehmend auch stoffliche Eigenschaften gemessen
werden müssen,
• der Stabilisierung und Erfassung der Prozessfähigkeit und des
Zuverlässigkeitsverhaltens des Fertigungsprozesses.
- 67 -
Für die Messung geometrischer Eigenschaften und der Prozesseigenschaften in
der Fertigungstechnik hat sich der Begriff Fertigungsmesstechnik
herausgebildet.
Wenn auch zur Prozessüberwachung verstärkt Schnittkräfte, Spannkräfte,
Drehmomente, Temperaturen, Antriebsleistungen, Schwingungen und
(Werkzeug-)verschleiß unter Prozessbedingungen gemessen werden müssen (s.
nachfolgende Grafik), so ist doch die Messung der Istgeometrie vor, während
oder nach der jeweiligen Bearbeitungsstufe der Schwerpunkt der
Fertigungsmesstechnik.
Bild 1. Messgrößen zur Qualitätsüberwachung beim Außenrundschleifen
Die große Vielfalt der Abmessungen, Formen, Vor- und
Endbearbeitungstoleranzen verlangt dabei eine außergewöhnlich große Palette
gerätetechnischer und programm-technischer Lösungen zur Messung und zur
statistischen Auswertung von Maß-, Form- und Lageabweichungen sowie der
Oberflächenrauheit.
In den meist kontinuierlichen verfahrenstechnischen Prozessen dienen die
Messungen
• der Optimierung der Stoffumwandlungsprozesse und der Prozessführung
durch kontinuierliche Bestimmung der stofflichen Eigenschaften der am
Prozess beteiligten Werkstoffe und Hilfsstoffe als Grundlage der
Prozessregelung,
• der Ermittlung von Zustandsgrößen wie Temperatur, Druck und
Geschwindigkeit
• der sicherheitstechnischen Prozessüberwachung
- 68 -
der Qualitätsanalyse und -prüfung des Endproduktes.
Die Messtechnik zur Prozessregelung und Prozessanalyse verfahrenstechnischer
Prozesse wird meist als Prozessmesstechnik bezeichnet.
•
Messeinrichtungen (Messanordnungen) dienen der Verwirklichung der
Messverfahren. Sie bestehen aus (anzeigenden) Messgeräten,
Maßverkörperungen und Hilfsmitteln, die in der Längenprüftechnik auch als
Prüfmittel bezeichnet werden.
Grundlegende Begriffe
Die Qualität von Produkten definiert sich über Merkmale, die mit Grenzwerten
möglichst genau festgelegt (spezifiziert) werden.
In diesem Zusammenhang ist Klarheit über mindestens einige Begriffe
notwendig.
• Qualität
o Gesamtheit von Merkmalen (und Merkmalswerten) einer Einheit
bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte
Erfordernisse zu erfüllen
• Merkmale
o Eigenschaft zum Erkennen oder zum Unterscheiden von Einheiten
• Sollwert
o Wert eines Merkmals zur Gliederung des Anwendungsbereichs
• Grenzwert
o Mindestwert oder Höchstwert
• Toleranz
o Höchstwert minus Mindestwert, und auch höchste
Grenzabweichung minus untere Grenzabweichung
• Fehler
o Nichterfüllung einer festgelegten Forderung
Um die Qualität der Prüfmittel sicherzustellen, müssen
• Prüfmittel eindeutig gekennzeichnet werden
• Anforderungen an Prüfmittel definiert werden
- 69 -
•
•
•
Prüfmittel regelmäßig dahingehend überprüft werden, ob sie die
definierten Anforderungen erfüllen, d.h. sie müssen regelmäßig kalibriert
(und ggf. justiert werden)
Prüfmittel, die zur Kalibrierung benutzt werden, sich auf nationale oder
internationale Normale zurückführen lassen (bzw. auf dokumentierte
Kalibriergrundlagen, wenn keine solchen Normale existieren)
Prüfmittel so gehandhabt werden, dass deren Eigenschaften nicht
beeinträchtigt werden
Kalibrierung von Prüfmitteln
Definition „Kalibrierung“:
Tätigkeiten zur Ermittlung des Zusammenhangs zwischen den ausgegebenen
Werten eines Messgerätes oder einer Messeinrichtung oder den von einer
Maßverkörperung oder von einem Referenzmaterial dargestellten Werten und
den zugehörigen, durch Normale festgelegten Werten einer Messgröße unter
vorgegebenen Bedingungen.
Kalibrierungen werden durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Anzeige des
verwendeten Messmittels ein bekanntes und dokumentiertes Verhältnis zu einem
internationalen Normal für die verwendete Maßeinheit hat. Ziel ist, dass bei
verschiedenen Prüfungen eines Merkmales die Vertreter unterschiedlicher
Stellen, z.B. Kunde und Lieferant, zu vergleichbaren Ergebnissen kommen. Das
setzt voraus, dass die auftretende Messunsicherheit - die mit jeder Messung
zwangsläufig verbunden ist - bekannt sein muss.
Festlegung von Grenzwerten
Grenzwerte für Messabweichungen bzw. für Einzelmerkmale eines Prüfmittels
(bzw. Prüfmitteltyps) sollten grundsätzlich individuell festgelegt werden, d.h. sie
sollten unternehmensspezifisch oder - wo sinnvoll - individuell für den
jeweiligen Anwendungsfall festgelegt werden.
Die „klassische“ Festlegung der Anforderung an Prüfmittel ist, dass der
maximale Fehler des Prüfmittels nicht größer als 5 bis 10% der Toleranz des zu
prüfenden Produkt- bzw. Prozessmerkmals sein sollte. Es sollten interne
Richtlinien erstellt werden, bei welchen Toleranzen welche Prüfmittel eingesetzt
werden können.
- 70 -
Prüfmittelkennzeichnung
Mögliche Kennzeichnungen von Prüfmitteln sind:
• Identnummer
• nächster Kalibriertermin
• wird kalibriert/wird nicht kalibriert
• Einschränkung/Angabe des Messbereichs
• Kalibriervermerk der letzten Kalibrierung
• vor Gebrauch kalibrieren
Voraussetzung für jedes Prüfmittel-Managementsystem ist die eindeutige
Identifizierbarkeit eines jeden einzelnen Prüfmittels. Die Identifizierung kann
auf folgende Art und Weise erfolgen:
• Ätzen/Gravieren von Identnummern
• Aufkleber/Schilder
• Barcode
• Schlagzahlen
• Chip-Systeme
- 71 -
Qualitätssicherung
- Abnahme des Werkzeugs nach der Herstellung durch den
Handwerker.
- Fertigungskontrolle nach dem erodieren der Durchbrüche.
- Kontrolle des gesamten Werkzeugs im zusammengebauten
Zustand.
- Musterung des Werkstücks nach den ersten Schnitten.
- Überprüfen des Schnittbildes auf Grat, Schnitt- und
Bruchzone.
- Überprüfen des Schnittteils auf Versatz der Lochung.
- Die benutzten Messwerkzeuge sind Messschieber,
Bügelmessschraube, Endmaße, Digitaler Höhenmesser
- Nach dem Erodieren haben wir folgende Breitenmaße gemessen:
Großer Durchbruch: Ist Maß: 27,905mm
Soll Maß:27,926mm
Kleiner Durchbruch: Ist Maß: 10,105mm
Soll Maß:10,124mm
Wir haben außerdem festgestellt, das die Erodiermaschine 0,02mm vom
programmierten Wert unter Maß erodiert.
- 72 -
Fertigungsstrategie
Für die Fertigung des Werkzeuges braucht man eine bestimmte Strategie, dazu
muss man bestimmte Kriterien erfüllen.
Als erstes Stellt man sich Fragen die im zweiten Schritt Abgearbeitet werden
müssen:
1. Was brauchen für ein Material?
2. Was brauchen wir für Schrauben und Stifte?
3. Brauchen wir eine Druckplatte?
4. In welcher Form wählen wir die Vorschubbegrenzung?
5. Wie groß ist der Vorschub?
6. In welcher Form wählen wir die Durchbrüche in der Schneidplatte?
7. Wie groß wähle ich die Abfallöffnungen?
8. Was wählen wir für eine Führung?
9. Wie groß ist der Ausnutzungsgrad?
10.Wie groß ist der Schneidspalt?
11.Wie groß ist die Schneidkraft?
12.Wie groß ist die Pressenkraft?
13.Brauchen wir ein Auflageblech?
14.Wieviele Bauteile werden gefertigt?
15.Aus was für einem Material besteht das Bauteil?
16.Welchen Einspannzapfen wählen wir?
17.Wo liegt der Einspannzapfen?
Als zweites werden einige Fragen abgearbeitet:
1. 1.1730 und 1.2379
2. Schrauben die die Kräfte bei der Fertigung der Bauteile überstehen.
Die Stifte können auch klein gewählt werden da sie nur für die
Lagesicherung dienen.
3. Nein, wir brauchen keine Druckplatte, da die Flächenpressung des
kleineren Stempels kleiner ist 250N/mm². 250N/mm² ist die Max.
Flächenpressung für Stahl. Wir haben eine Flächenpressung von
34,6N/mm².
4. Die Vorschubbegrenzung ist ein Pilzkopf.
5. Der Vorschub beträgt 48,55mm.
6. Der Durchbruch verläuft erst Zylindrisch und ab einem bestimmten maß
Konisch auseinander.
7. Die Abfallöffnung ist auf jeder Seite 1mm größer.
8. Das Werkzeug wird Plattengeführt.
9. Der Ausnutzungsgrad beträgt ca.80%
- 73 -
10.Der Schneidspalt ist 0,1mm groß.
11.Die Schneidkraft beträgt 27,361KN.
12.Die Pressenkraft ist 43,7776KN.
13.Ja, da so der Blechstreifen besser einlaufen kann.
14. Es werden 50 Bauteile gefertigt.
15.Das Bauteil besteht aus Cu63/Zn37
16.Wir wählen eine einfache Form, der Einspannzapfen wird durch sein
Gewinde mit der Kopfplatte verschraubt.
17.Der Einspannzapfen liegt vom Bezugspunkt aus gesehen der seine Lage
auf dem Schlüsselblech auf der rechten Seite hat in X= 54,43mm. Siehe
Zeichnung.
Als dritter Schritt wird das Werkzeug Entwickelt und Konstruiert:
1. Die Gesamtzeichnung wird angefertigt.
2. Die Einzelteilzeichnung wird angefertigt.
3. Die Auftragszeichnung wird angefertigt.
4. Schnittdarstellungen werden gezeichnet.
Als vierter Schritt wird das Programm zum Erodieren geschrieben.
Als fünfter Schritt werden die Platten Erodiert.
Als sechster Schritt wird das Werkzeug zusammengebaut.
Als siebter Schritt wird das Werkzeug einer Qualitätskontrolle unterzogen.
Als achter Schritt wird das Werkzeug eventuell Nachgearbeitet.
- 74 -
•
•
•
•
•
•
•
Fehleranalyse
Englischvokabeln
Englischzeichnung
Englischaufgabe
Politikaufgabe
Tesa Hite Bedienungsanleitung
Handzettel von der Präsentation
- 75 -
Fehlerprotokoll von Gruppe 1 und 5
Wir haben nach dem Erodieren festgestellt, das die Durchbrüche der
Grundplatte und der Stempelhalteplatte in der X- Achse versetzt sind.
Die Gründe dafür sind, das nach dem Erodieren des ersten Durchbruchs die
Anfahrpunkte für den zweiten Durchbruch leicht versetzt waren.
Bei Gruppe 1 könnte es daran liegen, das Sie an der Maschine einen falschen
Wert eingegeben haben.
Bei Gruppe 5 könnte es daran liegen, das nach dem Erodieren des ersten
Durchbruches das Werkstück zum Messen ausgespannt und leicht versetzt
wieder eingespannt wurde.
In Zukunft könnte man das Werkstück eingespannt lassen und bei der Maschine
über die Taste Lage erfassen und Workpiecesetup die Mittelpunkte automatisch
ermitteln lassen.
- 76 -
Englischvokabeln
English
German
tool engineering
blueprints
stampings
scrap
scrap strip
punch press
bolster plate
upper portion
ram
blanks
punch shank
punch holder
bushings
guide posts
precise alignment
die holder
part drawings
discard
die drawing
uninitiated
pictorial views
to pierce
to blank out
jam nut
spring pin
spacer
dowel
strip rest
exploded drawaing
finger stop
shaded
tool stell
hardening
tapped hole
to ream
machined
to reveal
dotted lines
considerable
cutting egde
shape
piercing punches
stripper
back gage
stripper plate
fastener
inverted
bill of meterial
Werkzeugbau
Entwürfe
Prägeteil
Ausschuss
Abfallstreifen
Presse/Stanzmaschine
Aufspannplatte
Oberteil
Stößel
Rohteil/Rohling
Einspannzapfen
Stempelhalteplatte
Buchsen
Führungsbuchsen
genaue Führung
Grundplatte
Einzelteilzeichnung
verwerfen
Gesamtzeichnung
Aussenstehender
Bildhafte Darstellung
lochen
ausstanzen
Konter Mutter
Federstift
Distanzscheibe
Passtift
Streifen Auflage
Explosionszeichnung
Anschlag
schattiert
Werkzeugstahl
das Härten
Gewindebohrung
Reiben
bearbeitet
deutlich machen
Strichlinien
beträchtlich
Schnittkante/Schneidkante
Form
Lochstempel
abstreifer
Führungsleisten
Führungsplatte
befestigung
seitenverkehrt
Stückliste
- 77 -
Die Design
Group 1
1) Explain the two meanings of the word die. Use your own words.
Don’t copy the text.
2) Describe the main steps which your group has done to design the
complete die.
1) The word “die” has a lot of expressions but if we see it in the field of
tool designing it has only two meanings. If we use it in the general
way, it stands for the entire press tool with all sections mounted
together. The other manner how we use “die” is a more precise way
there we can also use it to explain the base frame with its
components like the cutting plate, guiding plate or base plate for
example.
- 78 -
2) At first we started with the layout of our punching die. We had to
think about the individual parts a cutting tool is made of and the parts
we would use. For example: do we need a pressure plate, how many
stamps do we need, where are the positions of the fasteners or pilots,
is it required for the operation to have a feed rate limiter or easily
what are the dimensions of the different plates. Before we chose the
materials we calculated lots of values for example the maximum
occurring forces of the punches, screws and the position of the
clamping pivot. Accordingly we picked out the materials from a
catalogue and by the internet. After the general layout was finished
we had to talk about some details. Deciding what kind of press we
would use, choosing the right screws or creating a part list were
some of those details. We also looked for the hardening values.
Another important thing we had to do was to draw the whole
punching die and some part drawings. Afterwards we compared our
concept with the other groups and made a decision with which one
we would go on. After that we continued to draw our parts which we
produced. Another task was to write a documentation over the whole
project with the costs, calculations and values. At least when
everything finished we saved all that information on cd or printed it.
- 79 -
Politik
Aufgaben vom Zettel
Aufgabe 1:
In der DaimlerChrysler AG wird der Preis nach Erfahrungswerten abgeschätzt,
und eine 10%ige Sicherheit aufgeschlagen.
An unserem Modell wird der Umfang der Stempel ermittelt um die Erodierzeit
anhand einer Erodiertabelle festzulegen, die Tabelle befindet sich im Anhang.
Diese Zeit wird mit den Maschinenstunden multipliziert.
1 Maschinenstunde kostet 71 Euro
1 CAD-Stunde kostet 75 Euro
Der Maschinenkalkulationssatz:
Eine Maschinenstunde kostet 71€
⇒ in dieser Stunde ist der Lohn des Arbeiters enthalten.
Eine CAD-Stunde kostet 75€
⇒ in dieser Stunde ist der Lohn des Arbeiters enthalten.
Eine Erodierstunde/ Härtestunde kostet 25€
⇒in dieser Stunde ist der Lohn des Arbeiters nicht enthalten.
Was ist ein Mischkalkulationssatz?
An welcher Maschine man auch arbeitet, an jeder Maschine kostet eine
Maschinenstunde 71€, egal ob an einer Bandsäge oder an einem
Bearbeitungszentrum gearbeitet wird; außer an der Erodiermaschine und den
Härteöfen, dort kostet eine Maschinenstunde 25€. Die Kosten aller Maschinen
werden zusammen gerechnet und der Maschinenstundensatz wird dann ermittelt.
So entsteht ein Maschinenkalkulationssatz.
Durch diesen Mischkalkulationssatz, werden Arbeiter und Abteilungen, die
nicht selbst produzieren, mitfinanziert wie z.B.
-
die Feuerwehr
der Werksärztlicher Dienst
die Meister
der Werkschutz
die Kantine
- das Lager
- 80 -
Kalkulation
Kopfplatte:
- Um die Kontur zu fräsen, werden ca. 1
1
Std. benötigt
2
- Um die 10 Bohrungen zu bohren und die Gewinde zu schneiden wird
etwa 1 Std. benötigt
1
- 3 Std. für die konventionelle Fertigung
2
1
1
⇒ 2 - 3 Std. auch für die CNC-Fertigung mit Std. Programm schreiben
2
2
⇒2
Stempelhalteplatte:
- Um die10 Bohrungen zu bohren wir ca. 1 Std. benötigt
- Um die Stempelform zu Erodieren werden etwa 8 Std. benötigt
- Um die Kontur zu fräsen, werden etwa 1,5 Std. benötigt.
⇒ 10,5 Std. für die Fertigung
Stempel:
- Um die Kontur zu Fräsen werden ca. 2 Std. benötigt
- Um die Bohrungen und Gewinde zu Fertigen werden ca. 20 min. benötigt
- Um das Material zu Härten und Anzulassen werden ca. 2 Tage benötigt,
die Maschinen zeit ca. 3 Std.
- Die Stempel einpassen, ca. 3 Std.
- Um die Kontur zu erodieren werden 11 Std. benötigt
⇒ 20 Std. werden für die Herstellung der Stempel benötigt
Abstreiferplatte:
Um die Kontur zu Fräsen, werden ca. 1
1
Std. benötigt
2
Um die 8 Bohrungen + Gewinde zu fertigen werden ca. 50 min benötigt
Um die Durchbrüche zu Fertigen werden ca. 8 Std. benötigt als Erodierzeit
⇒ 11 Std. werden für die Fertigung der Abstreiferplatte benötigt
Streifenführung:
- Um die Kontur zu Fräsen werden ca. 2
1
Std. benötigt
2
- Um die 10 Bohrungen zu Fertigen werden ca. 1 Std. benötigt
⇒3
1
Std. werden für die Fertigung der Streifenführung benötigt
2
- 81 -
Schneidplatte:
- Um die Kontur zu Fräsen werden ca. 1
1
Std. benötigt
2
- Um die 8 Bohrungen und Gewinde zu Fertigen werden ca. 50 min
benötigt
- Um die Schneidplatte zu Härten und Anzulassen werden ca. 3 Std.
benötigt
- Um die Schneidplatte einzupassen werden ca. 3 Std. benötigt
- Um die Durchbrüche herzustellen werden ca. 8 Std. Erodierzeit benötigt
⇒ 14 Std. werden für die Fertigung der Schneidplatte benötigt
Grundplatte:
- Um die Kontur zu Fräsen werden ca. 1
1
Std. benötigt
2
- Um die 8 Bohrungen und Gewinde zu Fertigen werden ca. 50 min
benötigt
- Um die Abfallöffnungen zu Fertigen werden ca. 1
1
Std. benötigt
2
⇒ 4 Std. werden für die Fertigung der Grundplatte benötigt
≈ 66 std.
Errechnung der Gesamtkosten für das Werkzeug:
Die Maschinenstunden für das Werkzeug betragen etwa 66 Std.
Von den 66 Stunden sind 35 Stunden Erodierzeit.
31Std. * 71€ = 2201€
35Std. * 25€ = 875€
3676€ Maschinenstunden
+600€ Lohnkosten für den Arbeiter
Die Konstruktionsstunden für das Werkzeug betragen 3Tage (21 Stunden).
21 Std. * 75€ = 1575€ Konstruktionbsstunden
Das Material kostet 656,28€
3676,00€
+1575,00€
+ 656,28€
5907,28€
Der Herstellungspreis des Werkzeuges
- 82 -
Aufgabe 2:
Es gibt 5 unterschiedliche Kostenarten:
1. Werkstoffkosten
2. Fertigungskosten sind Lohnkosten und Fertigungsgemeinkosten
3. Sonderkosten der Fertigung
4. Öffentliche Abgaben
5. Dienstleistungskosten
1.Werkstoffkosten sind z.B. Einkaufskosten, Lagerkosten,
Werkstoffbuchhaltung.
2.Fertigungskosten sind z.B. Fertigungslöhne, Abschreibung ist der jährliche
Wertverlust, Verzinsung, Urlaubslöhne, Sozialkosten, Ausbildungswesen, Hilfsund Betriebsstoffe, Räume, Betriebsleitung, Lohnbuchhaltung.
3.Sonderkosten der Fertigung sind z.B. Gehälter, Konstruktionskosten,
Raumkosten, Vorrichtungskosten, Auswärtige Bearbeitung.
4.Öffentliche Abgaben sind z.B. Gewerbeertragssteuer, Grundsteuer,
Verbrauchersteuern, Kraftfahrzeugsteuern.
5.Dienstleistungskosten sind z.B. Beratungskosten, Telefonkosten,
Werbekosten, Versicherungskosten, Provisionen
Aufgabe 3:
Die Kalkulation ist für den Betrieb das Wichtigste, denn wenn man schlecht
oder falsch Kalkuliert kann man große Verluste machen.
Durch eine Kalkulation kann man schon im Voraus abschätzen, was ein Produkt
in der Herstellung kostet und für wie viel man es Verkauft so entsteht auch
zwischen Betrieben ein Wettbewerb.
Durch die Kalkulation weiß auch der Kunde was das Produkt kostet und kann
sich so die Preisgünstigste Firma aussuchen.
- 83 -
Aufgabe 4:
Für die maschinelle Herstellung unseres Teils werden etwa 12Stunden benötigt.
Von den 12 Stunden sind 8Stunden reine Erodierzeit.
8Std. * 25€ = 200€
+600€ Lohnkosten für den Arbeiter =800€
5,5Std. * 71€ = 390,50€
Die Maschinelle Herstellung unseres Teils kostet etwa 1390,50€.
Für die Konstruktion wird etwa ein Tag (7 Stunden)benötigt.
7Std. * 75€ = 525€
Die Konstruktion kostet etwa 525€.
Die Materialien kosten 656,28€.
Die Herstellung unseres Teils kostet gesamt: 2571,78€
- 84 -
Aufgabe5:
In den Lohnkosten des Arbeitgebers ist nicht nur das Gehalt des Arbeiters
enthalten, sondern auch Einzelpositionen.
Ein Arbeitnehmer verdient etwa 2400€ Brutto im Monat.
Das ist aber nicht das Einzige was ein Arbeitgeber jeden Monat pro
Arbeitnehmer ausgibt; der Betrieb/ der Arbeitgeber packt etwa noch mal 90%
auf die 2400€ rauf.
Sozialversicherung:
Krankenversicherung 13,1%
Rentenversicherung 19,7%
Pflegeversicherung 1%
Arbeitslosenversicherung 6,5%
50% / 50%
Der Arbeitgeber hat zusätzliche Kosten von 480€ für die Sozialversicherung.
Berufsgenossenschaft:
Wegunfälle
Berufsunfälle
Berufskrankheiten
Das zahlt der Arbeitgeber alleine 100%
Die Berufsgenossenschaft legt den Betrag fest den der Betrieb zu zahlen hat.
Lohnzusatzkosten/ Lohnnebenkosten:
6 Wochen Lohnfortzahlung bei Krankheit
Urlaubsgeld
Weihnachtsgeld
Tarifliche Einmalzahlung
Vermögenswirksame Leistungen
Betriebliche Altersvorsorge
Büroarbeiter
- 85 -
Sonderkosten:
Schutzkleidung
Räume
Fortbildung der Arbeitnehmer
Werbung
Sonder Urlaubstage wie Umzugstage
Aufgabe 6:
In einer Maschinenstunde die 71€ Kostet sind folgende Optionen enthalten:
• Personalkosten
• Instandhaltung und Reparatur
• Werkzeugkosten
• Frachten
• Verbrauchsstoffe
• Allgemeine Verwaltung
• EDV
• Sonstige Fremdleistung
• Sonstige
• Energie
• Raumkosten
• Abschreibung
TB. S.255 Kalkulation
Wiederbeschaffungskosten:
Nutzungsdauer:
Zinsen:
Instandhaltungskosten:
Energieverbrauch:
Nutzungsgrad:
Energiekosten:
Raumkosten:
Flächenbedarf:
Maschinenlaufzeit:
450.000€
8 Jahre
7%
6000€/ Jahr
30Kw/h
75%
0,17€ /Kw/h
6,50€/m²/monat
30m²
1600h/Jahr
Wiederbeschaffungskosten:
Nutzungsdauer:
450.000€
8 Jahre
Kalkulatorische Abschreibung = 56.250,00€/Jahr
- 86 -
Wiederbeschaffungskosten 450.000€ * Zinsen 7% * 1
100% * 2
Kalkulatorische Zinsen = 15.750,00€/Jahr
Instandhaltungskosten = 6000€/ Jahr
Energieverbrauch 30Kw/h * Nutzungsgrad 0,75% * Energiekosten 0,17€
Kw/h
* Maschinenlaufzeit 1600h/Jahr
Energiekosten = 6.120,00€
Raumkosten 6,50€
* Flächenbedarf 30m² * 12 Monate
m²/monat
Raumkosten = 2340,00€/Jahr
Kalkulatorische Abschreibung = 56.250,00€/Jahr
+
Kalkulatorische Zinsen = 15.750,00€/Jahr
+
Instandhaltungskosten = 6000€/ Jahr
+
Energiekosten = 6.120,00€
+
Raumkosten = 2340,00€/Jahr
=
Fertigungsgemeinkosten = 86.460,00€/Jahr
Fertigungsgemeinkosten 86.460,00€/Jahr
Maschinenlaufzeit
1600h/Jahr
Maschinenstundensatz = 54,04€/h
- 87 -
Aufgabe 7:
Die Kosten für die Entwicklung und Konstruktion beträgt 75€ in der Stunde.
In diesen 75€ sind anteilig enthalten: 1. Personalkosten
2. Maschinenkosten
3. Raumkosten
4. Energiekosten
5. Sonstige
6. IT
7. Allgemeine Verwaltung
8. Instandhaltung und Reparatur
9. Verbrauchsstoffe
10.Abschreibung
Jeder Konstrukteur der an einem Auftrag mitgearbeitet hat, trägt am
Ende des Monats seine Arbeitszeit mit der Auftragsnummer an der er
gearbeitet hat in ein Zeitkonto ein und wird darüber bezahlt.
Erodiertabelle
Erodierzeit bei einer Schnittlänge von 100mm mit Mode 5 und optimaler
Spülbedingung
(bestimmte Schneidkategorie an unserer Maschine):
Werkstückhöhe = 100mm:
Hauptschnitt
HS +1 Nachschnitt
HS +2 Nachschnitte
HS +3 Nachschnitte
Minuten
164
233
334
500
Rz
9,5
7,5
3,0
2,5
Minuten
84
134
197
250
Rz
9,5
7,0
3,0
2,5
Minuten
56
90
152
200
Rz
9,5
7,5
3,0
2,5
Werkstückhöhe = 50mm:
Hauptschnitt
HS +1 Nachschnitt
HS +2 Nachschnitte
HS +3 Nachschnitte
Werkstückhöhe = 30mm:
Hauptschnitt
HS +1 Nachschnitt
HS +2 Nachschnitte
HS +3 Nachschnitte
- 88 -
Tesa Hite Bedienungsanleitung
1. Auf die Taste On/Off drücken
2. Auf die Taste F2 drücken
3. Das Gerät mit Hilfe der Stahlwelle ausrichten (zuerst auf die obere blanke
Fläche aufsetzen, dann auf die untere. Das ganze muss zweimal gemacht
werden)
4. Nullpunkt setzen (zweimal auf die Bezugsfläche aufsetzen)
5. Auf die Taste F1 drücken, danach zuerst auf die untere zu messende
Fläche fahren und dann gegen die obere Fläche fahren. Der Durchmesser
des Messtasters muss nicht mehr hinzu addiert werden.
6. Um den Mittelpunkt des Messbereichs zu erhalten kann man nach der
Messung die Taste F1 nochmals drücken und der Mittelpunkt wird
angezeigt.
- 89 -

Download Report