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Projekt: Folgeschneidwerkzeug Ziel: Planen & Fertigen eines Schneidwerkzeugs Gruppe 2 Sebastian Hedke Thomas Kloeß Alexander Hafner Zuständigkeit: Schneidstempel Notwendige Berechnungen Vorüberlegungen • • • • • Scherfläche Schneidkraft Flächenpressung Lage des Einspannzapfens Rückzugskraft Schraubenquerschnitte Schneidspalt Stempel-& Schneidplattenabmaße Fragen zum Schnittbau • Wie ist der Schneidvorgang zu beschreiben? Scherschneiden ist das Zerteilen von Werkstücken zwischen zwei Schneiden, die sich aneinander vorbeibewegen. Welche Bauarten gibt es? Säulen- und Plattengeführte Schneidwerkzeuge. Plattengeführtes Schneidwerkzeug Fragen zum Schnittbau • Welche Einflüsse bestimmen die auftretende Schneidkraft? Durch die Scherfläche(Schnittumfang*Blechdicke) und die maximale Scherfestigkeit(0.8*Rm max). • Wie wird die Schneidarbeit beeinflusst? Durch die Schneidkraft und die Blechdicke. Fragen zum Schnittbau • Welche Vorschubbegrenzung ist für den Streifen zu wählen? Verwendung eines Anschlags, gegen die das Blech von Hand gegen geschoben wird. • Welche Fertigungsunterlagen sind anzufertigen? Gesamtzeichnung, Einzelteilezeichnung, Stückliste und Arbeitsauftrag für zu fertigende Rohteile Berechnungen Scherfestigkeit Rm=440N/mm² Tabmax 0,8*Rm Tabmax 0,8 * 440 N/mm² Tabmax 352 N/mm² Schneidkraft F = s * Tabmax F1 = (15,7mm + 9,4mm + 28,4mm) * 0,5 * 352 N/mm² F1 = 9451 N F2 = (2 * 28mm + 2 * 25mm) * 0,5 * 352 N/mm² F2 = 18656 N Fg = 9451 N + 18656 N Fg = 28,1 KN Berechnungen Flächenpressung Ls = 15,7 mm + 9,4 mm + 28,6 mm Ls = 53,7 mm Die Flächenpressung ist bei gleicher Kraft bei kleineren Stempeln größer. Daher ist es nur nötig den kleineren Stempel zu prüfen. Wenn die Flächenpressung ≤ 250 N/mm² beträgt, wird keine Druckplatte benötigt. F = ls * s * Tabmax F = 53,7 mm * 0,5 * 352 N/mm² F = 9451 N = 9,451 KN A1 = (10² *π/8mm) + (6² *π/8) + 8 * 14,15 A1 = 166,5 mm² Ag=150,59 mm² P= F/A P = 9451 N /150,59 mm² P= 62,75 N/mm² A2 ist der Querschnitt der Bohrung. A2=4,5²*/4 A2=15,904 mm² Berechnung: Rückzugskraft Für die Rückzugskraft sind 20- 30% der Schneidkraft zu berechnen. 25% Lochstempel: Ausschneidstempel: Fr1 = 9451N / 4 Fr2 = 18656N / 4 Fr1 = 2363N Fr2 = 4664N Gesamtkraft: Frg= 28107N / 4 Frg = 7026N Bei zwei Schrauben = 3513N Berechnung: Schraubenauslegung Stempel Schraube 8.8 Re = 640N/mm² Lochstempel: A1 = F1/Re A1 = 2363N / 640N/mm² A 1= 3,7mm² Ausschneidstempel: A2= F2/Re A2= 4664N / 640N/mm² A2= 7,3mm² Sicherheitszahl = 2 A1 = 3,7mm² * 2 A1 = 7,4mm² A2 = 7,3mm² * 2 A2 = 14,6mm² D1 = 4 * A1 / π D1 = 4 * 7,4mm² / π D2 = 4 * A2 / π D2 = 4 * 14,7mm² / π D1 = 3,07mm M4 D2 = 4,33mm M6 Berechnung: Schraubenauslegung Plattenverschraubung Schraubenquerschnitt Schraube 8.8 Re = 640N/mm² Gesamtkraft Durchmessererrechnung Ag = Frg/Re Dg = 4 * Ag / π Ag = 3513N / 640N/mm² Dg = 4 * 11mm² / π Ag = 5,5mm² Dg = 3,7mm M5 Sicherheitszahl = 2 Ag = 5,5mm² * 2 Ag = 11mm² Welche Schraubendurchmesser werden benötigt? Um den Schraubendurchmesser zu bestimmen, benötigt man die erforderliche Rückzugskraft der einzelnen Stempel und die Streckgrenze Re. Der sich ergebende Querschnitt wird mit der Sicherheitszahl 2 multipliziert. Daraus ergeben sich Durchmesser Kerndurchmesser. Lochstempelbefestigung: Ausscheidstempelbefestigung: Plattenverschraubung: 2 mal M4 M6 M5 Werkstoffbestimmung Schnittplatte, Stempel werden aus X155CrMoV12-1 gefertigt. Weil er als hochlegierter Kaltarbeitsstahl auch im nicht gehärteten Zustand eine ausreichende Härte besitzt. Alle anderen Platten (Grundplatte, Zwischenlagen, Führungsplatte, Stempelhalteplatte und Deckplatte) werden aus C45W gefertigt. Der Einspannzapfen wird aus E295 hergestellt. Gesamtzeichnung Die Stempel Stückliste 1 2 3 4 Pos. Menge Einheit Benennung 1 1 Grundplatte 2 1 Schneidplatte 3 1 Führungsleiste kurz 4 1 Führungsleiste lang 5 1 Auflageblech 6 1 Führungsplatte 7 1 Lochstempel 8 1 Ausschneidstempel 9 1 Stempelhalteplatte 11 1 Kopfplatte 12 1 Anschlag 13 1 Einspannzapfen 14 1 Zyl.-schraube 15 1 Zyl.-schraube 16 2 Zyl.-schraube 17 4 Zyl.-schraube 18 2 Zylinderstift 19 4 Zylinderstift 20 2 Senkschraube 5 6 Norm-Kurzbezeichnung Werkstoff 100x20x124 C45W3 100x20x84 X155CrMoV12-1 25x4x104 C45W3 25x4x129 C45W3 25x4x59 C45W3 100x20x84 C45W3 80,3x30,3x150 X155CrMoV12-1 80,3x30,3x150 X155CrMoV12-1 100x20x54 C45W3 100x20x54 C45W3 Ø12x30 C110 DIN 9859-3 d1 25 E295 DIN EN ISO 4762 M4x18 8.8 DIN EN ISO 4762 M6X20 8.8 DIN EN ISO 4762 M5x40 8.8 DIN EN ISO 4762 M5x50 8.8 DIN EN ISO 8734 5 m6x50 1.1305 DIN EN ISO 8734 5 m6x60 1.1305 DIN EN ISO 2009 M4x8 5.8 Arbeitsauftrag Bei der Fertigung dieses Folgeschneidwerkzeugs sind folgende Punkte unbedingt zu beachten: - Zum Drahterodieren der Durchbrüche sind Startlochbohrungen(3mm) gemäß der Einzelteilzeichnungen für jeden Durchbruch anzufertigen - Zum anfahren der Koordinaten sind an alle Platten, bis auf die Grundplatte, 2 Bezugsflächen im zusammengebauten Zustand zu schleifen (gemäß der Gesamtzeichnung). Die Grundplatte wird auf der Länge 100mm im montierten Zustand und auf der Breite 120mm im demontierten Zustand an ihren Bezugsflächen geschliffen. Drahterodieren der Stempel Auswahl der richtigen Presse Die Auswahl der richtigen Presse ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit der Fertigung. Pressenarten Weggebundene Pressen Exenterpresse Kniehebelpresse Für leichte & mittelschwere Pressen zum Schneiden, Lochen, Biegeumformen, Abgraten, Prägen & für Leichte Zieharbeiten. Für Kalt-& Warmprägearbeiten mit großer Genauigkeit. Presskraft: 25...5000kN Presskraft: 250...36000kN Pressenarten Weggebundene Pressen Kurbelpresse Keiltriebpresse Für mittelschwere & schwere Pressen mit einer oder zwei Kurbeln zum Prägen, Schneiden, Ziehen, mit großen Ziehkräften, sowie Zum Fließpresse & Spritzpressen. Für schwere großflächige Gesenkschmiedearbeiten. Presskraft: 1250...40000kN Pressenarten Kraftgebundene Pressen Energiegebundene Pressen Hydraulikpresse Spindelschlagpresse Für Zieh- & Schneidarbeiten großflächige Teile (Karosserieteile), zum Einsenken. a) Mit Friktionsantrieb b) mit Direktantrieb Für Kalt-& Warmpressarbeiten, Zum Prägen, Biegeumformen, Abgraten. Presskraft: bis 2000000kN Presskraft: 1300...10000kN Pressenauswahl Erforderliche Schneidkraft: 28,1 kN Die Kniehebelpresse, Kurbelpresse, Spindelschlagpresse & die Keiltriebpresse sind für die Fertigung des Schlüsselbleches ungeeignet, da die Mindestpresskraft die dort aufgebrachte wird, die erforderliche Kraft weit übersteigt. Die Exenterpresse & die Hydraulikpressen sind für unsere Kraftanforderung geeignet. Da hier, in den Räumlichkeiten hydraulische Pressen vorhanden sind und eine Exenterpresse erst beschafft werden müsste und einen Motor als Antrieb benötigt, wobei die hydraulischen Pressen hier auch von Hand angetrieben werden können ist die Hydraulikpresse die wohl am besten geeignetste Presse für unser Werkzeug.
