HYDREL PROBLEMLÖSUNGEN IM FEINSCHNEIDEN WIE DICK KANN MAN FEINSCHNEIDEN? Dies ist die häufigste Frage, die uns Kunden und Interessenten an Ausstellungen und Seminaren stellen. Die Antwort lautet immer «Ja das hängt davon ab!!!» Dann folgt eine ganze Reihe berechtigter Kriterien, welche nach einiger Zeit dem Fragenden das Gefühl vermitteln, Feinschneiden sei doch ein ziemlich komplizierter Prozess. Der Schwerpunkt dieses Infoblattes sind die werkzeugfestigkeitsbedingten Grenzen des Feinschneidens. An Hand zweier Problemlösungen führen wir Sie durch dieses Thema. BEISPIEL 1 – ROHLING FÜR EIN SCHRÄGVERZAHNTES SCHRAUBENRAD Masszeichnung des Schraubenrad-Rohlings WERKSTÜCKSTOFF-PARAMETER Werkstückstoff Max. Zugfestigkeit Dicke Querschnittfläche Schnittlinienlänge = Rm = s = Ast = Ls = C 15 420 N/mm2 7.2 mm 187.5 mm2 100.0 mm Schneidkraft Presskraft Gegenkraft Fs = Ls x s x Rm x 0.9 Fp Fg = 272 kN = 91 kN = 55 kN WERKZEUGSTOFF-PARAMETER Stempelwerkstoff Arbeitshärte 0.2 Stauchgrenze Schnellstahl 1.3344 59 + 2 HRC 3100 N/mm2 SPEZIFISCHE BELASTUNG DES STEMPELQUERSCHNITTS Der Schneidstempel ist meist das am höchsten beanspruchte Schneidelement. Er hat ausser dem Schneidwiderstand zusätzlich die Gegenkraft zu übertragen. Fst = Fs+Fg Ast = 272 + 55 kN 187,5 mm2 = 1,744 kN/mm2 Sicherheit auf 0.2 Stauchgrenze S = S 0.2 F st = 3,1 kN/mm2 1,744 kN/mm2 = 1.78 Theoretisch ist die Sicherheit von 1,78 auf die 0.2 Stauchgrenze des Stempelwerkstoffs bei Dauerbeanspruchung zu klein. Sie sollte ca. Faktor 2 sein. In der Praxis gibt es jedoch auf Grund signifikanter Vorteile der Hydrauliksteuerung unserer vollhydraulischen Feinschneidpressen, keine Probleme mit dem Schneidstempel. Der Stempel ist TiN-beschichtet, um die durch das Ausziehen aus dem Stanzgitter und das Ausstossen des Innenformabfalls entstehende Zugbelastung des Stempels zu reduzieren. BEISPIEL 2 – RINGSEGMENT WERKSTÜCKSTOFF-PARAMETER Werkstückstoff Max. Zugfestigkeit Dicke = SAE 1065 Rm = 570 N/mm2 s = 3.5 mm WERKSZEUGSTOFF-PARAMETER Stempelwerkstoff Arbeitshärte 0.2 Stauchgrenze Masszeichnung Ringsegment Schnellstahl 1.3344 61 + 2 HRC 3300 N/mm2 Die Bohrung Dia 1.55 +° 0.05 wurde bisher gebohrt und gerieben. HYDREL baute die Feinschneidwerkzeuge, um das Bohren und Reiben dieser Bohrung durch Feinschneiden vollständig zu substituieren. Dass diese Innovation eine erhebliche Kostenreduktion bewirkte, ist offensichtlich. Obwohl die Wandstärke des Stempels im Bereich der Bohrung nur 0.775 mm beträgt, ist diese Stelle nicht das Festigkeitskriterium, sondern der Lochstempel Dia 1.55 mm. Wenn man nach der Schneidkraftformel die Belastung des Lochstempels rechnet, so resultiert eine Druckspannung von ca. 4500 N/mm2. Dieser Betrag ist wesentlich höher, als die 0.2 Stauchgrenze des Stempelwerkstoffes. WAS BEDEUTET DIES? Schnitt A-A 1. Die Schneidkraftformel ist bei diesen Querschnittverhältnissen nicht mehr gültig. Der Prozess kann eher mit Kalt-Einsenken verglichen werden. 2. Die Anwendung erfolgt mit einem hohen, aber kalkulierbaren Risiko. Die Lochstempel sind nach 10’000 Lochungen dermassen ermüdet, dass sie durch neue ersetzt werden müssen. Der Aufbau des Feinschneidwerkzeuges erlaubt einen schnellen Wechsel des risikobelasteten Lochstempels in der Presse. Ein Unternehmen der INA-Gruppe HYDREL AG Bereich Feinschneiden CH-8590 Romanshorn Telefon +41 71 466 66 66 Telefax +41 71 466 66 88 E-Mail [email protected]