Gliederung und Planung des Projektes

Von Breitsprecher, Grundei, Siegert

Gliederung und Planung des Projektes

Selbständiger Entwurf und Fertigung eines Schneidwerkzeuges

Gliederung und Planung des Projektes Arbeitsfragen erörtert und beantwortet Werkzeugart festgelegt Gliederung des Werkzeugaufbaus Mehrsprachigkeit (Englisch) Design und Entwurf des Werkzeuges Berechnung der Lage des Einspannzapfens Ermittlung der Materialdaten Ermittlung von Passungen Ermittlung von Abmaßen

Gliederung und Planung des Projektes Ermittlung von Stegbreiten Ermittlung der Härte- und Vergütungsdaten Ermittlung der Schneidkraft Ermittlung der Flächenpressung Zeichnen des kompletten Werkzeuges Problemerkennung und Beseitigung Erstellen einer Stückliste Betriebswirtschaftliche Kalkulation Ermittlung der Materialkosten Einführung an der Erodiermaschine

Gliederung und Planung des ProjektesHerstellung des Stempels

(Gruppenfachbereich)Führung des ProjekttagebuchesVerwendung des lo-nets Bildschirmpräsentation (Dokumentation)Erodierprogramm schreibenSchwerpunkte bearbeiten

SchwerpunktthemenSchneidkraft/FlächenpressungPressenauswahlFestigkeit der Schrauben

MaterialdatenMaterial: CuZn37 (Messingblech)Maße: 30,1mm x 0,5mmRm : 440N/mm²

Schnittfläche und Schneidkraft

Fs = Schneidkraft

ls = Schnittlinienlänge

s = BlechdickeRm = Zugfestigkeit des Werkstoffes

ks = Scherfestigkeit

Folgende Formel wird benötigt

Fs = ls · s · ks mit ks ca. 0.8 · Rm

Laserstrahlunterstütztes Scherschneiden zunehmende Nachfrage nach

metallischen Kleinteilen wirtschaftliche Fertigungstechnologie ständig steigende

Genauigkeitsanforderungen Schneidkräfte reduziert erreichbare Genauigkeiten erhöht

Diagramm: Verlauf der

Schneidkraft ohne Erwärmung und mit Erwärmung durch Laserstrahlung

Ansicht Geöffnetes Scher-

schneidwerkzeug mit integrierter Laserstrahloptik und Spezial- schneidstempel zur Laserstrahlführung

Vorteile . Die Schneidkraft konnte mit dem

Einstrahlen einer Energie von 120 J um ca. 35 % reduziert werden. 

Mögliche Anwendungen sind insbesondere die Bearbeitung von höherfesten Werkstoffen mit hohen Genauigkeitsanforderungen aus der Mikrotechnik und Elektronik. Hier können durch geringere Prozesskräfte höhere Form- und Lagegenauigkeiten sowie höhere Werkzeugstandzeiten erzielt werden.

Flächenpressung Die Flächenpressung bei einem

Schneidwerkzeug wird berechnet, um zu ermitteln, ob eine Druckplatte zwischen Stempel und Kopfplatte montiert werden muß

Kriterien einer DruckplatteDruckplatte muss wärmebehandelt

werdenhäufig verwendetes Material:

90MnCrV8; C105W1; 51CrV4 Max. zulässige Flächenpressung:

250N/mm²

Warum eine Druckplatte?Stempel wird in die Kopfplatte gedrückt

und löst folgendes aus:Abweichung der Maße Verkanten des Werkzeugesder sichere Halt der Stempel ist nicht

mehr gewährleistet

Berechnung Die Flächenpressung (p) wird ermittelt,

indem die Stempelquerschnittsfläche (Sst) und die Schneidkraft (Fs) errechnet und nachfolgend durcheinander dividiert werden: p=Fs/Sst

(VORSICHT: VIELE STEMPEL VERJÜNGEN SICH NACH OBEN; ES GILT DIE SCHNITTFLÄCHE)

PressenauswahlDa es mehrere Pressenarten gibt

mussten wir uns für eine wirtschaftliche Variante entscheiden

Um die richtige Presse zu wählen, haben wir zuerst die Schneidkräfte ermittelt

Die benötigte Schneidkraft für das Werkstück beträgt 28019N

1.HydraulikpresseBei der Hydraulikpresse wird die

Kraft durch eine hydraulische Flüssigkeit erreicht, die vom Vorratsbehälter in den Arbeitskolben gepresst wird und den Kolben aus/einfahren lässt.

Hydraulikpresse Eine

Hydraulikpresse kann eine Kraft von bis zu 200000kN aufbringen

2.Spindelpresse Bei der Spindelpresse wird der Druck durch

eine Spindel auf eine ebene Fläche übertragen. Am oberen Ende befindet sich ein Hebel, Ring oder ähnliches, um die Drehbewegung auf die Spindel zu bringen. Diese Bewegung wird dann wiederum an der Unterseite der Spindel auf eine Fläche gebracht. Diese Fläche drückt dann auf das Werkzeug und presst es nach unten. Die ebene Fläche kann man auch gegen andere Aufnahmen für Einspannzapfen austauschen.

Spindelpresse Eine Spindelpresse

kann ein Kraft von 1300-10000kN aufbringen

3.Exzenterpresse Bei der Exzenterpresse wird die

Hubbewegung durch eine Schwungscheibe und einen Exzenterzapfen, der exzentrisch auf der Schwungscheibe befestigt ist ausgelöst. Der Zapfen ist mit einer Stange verbunden, die die Drehbewegung der Scheibe in eine lineare Bewegung umwandelt. Diese lineare Bewegung wird dann auf das Werkstück übertragen.

Exzenterpresse Die Exzenterpresse

kann eine Kraft von 25-5000kN aufbringen

Festigkeit der Schrauben

MaterialkundeDie wichtigsten Eigenschaften einer

Schraube sind Zugfestigkeit und Dehn- oder Streckgrenze. Je nach Güte werden Stahlschrauben Festigkeitsklassen zugeordnet, und die Inschrift auf dem Schraubenkopf gibt Auskunft über:

a) die Güteklasseb) Zugfestigkeit und Dehngrenze

Festigkeitsklassen von Schrauben

4.6 5.6 5.8 6.8 8.8 10.9 12.9

Nennzug-festigkeit Rm

400 500 500 600 800 1000 1200

Untere Streck

grenze Rel

240 300 400 480 - - -

0,2% Dehngrenze Rp

- - - - 640 900 1080

Bruch-

dehnung A%

22 20 - - 12 9 8

Die Festigkeitsklasse besteht aus zwei Zahlen: die erste Zahl entspricht 1/100 der

Nennzugfestigkeit in N/mm2 (siehe Tabelle)

die zweite Zahl gibt das 10fache des Verhältnisses der unteren Streckgrenze ReL (oder 0,2 %-Dehngrenze Rp 0,2) zur Nennzugfestigkeit Rm an (Streckgrenzenverhältnis)

Beispiel

Festigkeitsklasse 5.8 bedeutet Mindestzugfestigkeit Rm = 500 N/mm2

Mindeststreckgrenze ReL = 400 N/mm2 die Multiplikation der beiden Zahlen

ergibt 1/10 der Steckgrenze in N/mm2

Merke Man muß wissen, daß die

optimale Festigkeit einer Schraubverbindung dann erreicht ist, wenn die Schraube sich im "normalen" Dehnbereich befindet. Eine wenig höhere Zugfestigkeit und höherer Dehnbereich schaden in der Regel nicht!

Nochwas Edelstahl oder VA-Schrauben werden eingesetzt,

wenn es um Korrosionsbeständigkeit geht. VA-Schrauben besitzen aber nicht die Festigkeit von hochwertigen Stahlschrauben. Die Streckgrenze liegt weit unter der einer vergleichbaren Stahlschraube. Das bedeutet folglich, dass beim einfachen Ersetzen einer Stahlschraube durch eine Edelstahlschraube die Belastbarkeit dieser Verbindung reduziert wird! Auffangen kann man dieses, in dem z. B. eine Schraubverbindung mit einer M6-Schraube aus Stahl durch eine M8-Schraube aus Edelstahl ersetzt. Vorausgesetzt ist natürlich, dass mir um das Innengewinde herum genügend Material zur Verfügung steht, um entsprechend aufzubohren und ein Gewinde schneiden zu können.

Eine gängige Bezeichnung ist V2-70; die Zahl 70 gibt die Zugfestigkeit von 700 N/mm2 an.

Ermittlung von Durchmesser und Festigkeitsklasse der Schrauben

Sicherheitszahl Auftretende Schneidkraft AbstreifkraftZulässige Spannung Spannungsquerschnitt Anzahl der Schrauben in dem Teil

Motivation der Mitarbeiter