Blechschneiden Scherverarbeitung
Blechzerspanungsprozesse sind solche, bei denen ein Blechstück durch Aufbringen einer Kraft, die groß genug ist, um das Material abzuschneiden, getrennt wird. Die gebräuchlichsten Schneidprozesse werden durch Anwendung einer Scherkraft durchgeführt und werden daher manchmal als Scherprozesse bezeichnet. Wenn eine ausreichend große Scherkraft ausgeübt wird, überschreitet die Scherspannung in dem Material die endgültige Scherfestigkeit und das Material versagt und trennt sich an der Schnittstelle. Diese Scherkraft wird durch zwei Werkzeuge aufgebracht, eins über und eins unter dem Blatt. Unabhängig davon, ob es sich bei diesen Werkzeugen um Stempel und Matrize oder um Ober- und Untermesser handelt, liefert das Werkzeug über dem Blech einen schnellen Abwärtsschlag auf das Blech, das über dem unteren Werkzeug aufliegt. Zwischen den Kanten der oberen und unteren Werkzeuge ist ein kleiner Abstand vorhanden, der den Bruch des Materials erleichtert. Die Größe dieses Abstandes beträgt typischerweise 2 bis 10% der Materialdicke und hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem spezifischen Scherprozess, dem Material und der Blechdicke.
Die Auswirkungen der Metallscherung auf das Material ändern sich mit fortschreitendem Schnitt und sind an der Kante des gescherten Materials sichtbar. Wenn der Stempel oder die Metallklingen auf das Blatt auftreffen, ermöglicht der Abstand zwischen den Werkzeugen, dass sich das Blatt verformt und die Kante "überschlägt". Wenn das Werkzeug das Blech weiter durchdringt, führt das Scheren zu einer vertikal brünierten Materialzone. Schließlich ist die Metallschubspannung zu groß und das Material bricht in einem Winkel mit einem kleinen Grat, der an der Kante gebildet wird. Die Höhe jedes dieser Abschnitte des Schnittes hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Schärfe der Werkzeuge und des Spiels zwischen den Werkzeugen.
Eine Vielzahl von Schneideverfahren, die Scherkräfte nutzen, existieren, um Material von einem Stück Bogenmaterial auf unterschiedliche Arten zu trennen oder zu entfernen. Jeder Prozess ist in der Lage, eine bestimmte Art von Schnitt zu bilden, von denen einige einen offenen Weg zum Trennen eines Teils des Materials und einige mit einem geschlossenen Weg zum Ausschnitt haben und dieses Material entfernen. Durch die Verwendung vieler dieser Prozesse können Blechteile mit Ausschnitten und Profilen beliebiger 2D-Geometrie hergestellt werden. Solche Schneidprozesse umfassen Folgendes:
Scheren - Trennen von Material in zwei Teile
Blanking - Entfernen von Material für Teile
Konventionelle Ausblendung
Feinschneiden
Stanzen - Entfernen von Material als Schrott
Piercing
Schlitzung
Perforieren
Kerben
Knabbern
Lancieren
Schlitzung
Abschied
Abgeschnitten
Trimmen
Rasieren
Dinking
Blechscheren
Wie oben erwähnt, existieren mehrere Schneidverfahren, die eine Scherkraft zum Schneiden von Blech verwenden. Der Ausdruck "Scheren" bezieht sich jedoch auf sich selbst auf einen spezifischen Schneidprozess, der gerade Schnitte erzeugt, um ein Stück Blech zu trennen. Am häufigsten wird das Schneiden verwendet, um ein Blatt parallel zu einer vorhandenen Kante zu schneiden, die quadratisch gehalten wird, aber auch gewinkelte Schnitte können gemacht werden. Aus diesem Grund wird das Scheren in erster Linie dazu verwendet, den Plattenvorrat in kleinere Größen zu schneiden, um auf andere Prozesse vorbereitet zu sein. Scheren hat folgende Fähigkeiten:
Blechdicke: 0,005-0,25 Zoll
Toleranz : ± 0,1 Zoll (± 0,005 Zoll machbar)
Oberflächenfinish : 250-1000 μin (125-2000 μin machbar)
Der Blechschneideprozess wird an einer Schermaschine durchgeführt, die oft als Rechteckschere oder Schubschere bezeichnet wird und manuell (per Hand oder Fuß) oder hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betrieben werden kann. Eine typische Schermaschine umfasst einen Tisch mit Stützarmen, um das Blatt, Anschläge oder Führungen zu halten, um das Blatt, obere und untere geradlinige Klingen zu sichern, und eine Messvorrichtung, um das Blatt präzise zu positionieren. Das Blatt wird zwischen die obere und die untere Klinge gelegt, die dann gegen das Blatt gedrückt werden, wodurch das Material geschnitten wird. Bei den meisten Vorrichtungen bleibt die untere Klinge stationär, während die obere Klinge nach unten gedrückt wird. Die obere Klinge ist geringfügig von der unteren Klinge versetzt, etwa 5-10% der Blechdicke. Außerdem ist die obere Klinge gewöhnlich abgewinkelt, so dass der Schnitt von einem Ende zum anderen fortschreitet, wodurch die erforderliche Kraft reduziert wird. Die Klingen, die in diesen Maschinen verwendet werden, haben typischerweise eine quadratische Kante anstelle einer Messerschneide und sind in verschiedenen Materialien, wie beispielsweise niedrig legiertem Stahl und kohlenstoffreichem Stahl, erhältlich.
Blechschneiden
Das Schneiden ist ein Schneidvorgang, bei dem ein Stück Blech von einem größeren Stück Material durch Anwendung einer ausreichend großen Scherkraft entfernt wird . Bei diesem Vorgang ist das entfernte Stück, das so genannte Rohling , kein Abfall, sondern der gewünschte Teil. Das Ausschneiden kann zum Ausschneiden von Teilen in fast jeder 2D-Form verwendet werden, wird jedoch am häufigsten zum Schneiden von Werkstücken mit einfachen Geometrien verwendet, die in nachfolgenden Prozessen weiter geformt werden. Oftmals werden mehrere Blätter in einer einzigen Operation ausgeblendet. Zu den finalen Teilen, die mit Blanking hergestellt werden, gehören Zahnräder, Schmuck und Uhr- oder Uhrenkomponenten. Ausgeblendete Teile erfordern typischerweise eine Nachbearbeitung, um Grate entlang der unteren Kante zu glätten.
Der Stanzprozess erfordert eine Stanzpresse, ein Blechmaterial, einen Stanzstempel und eine Stanzform . Das Blech wird in der Stanzpresse über die Matrize gelegt. Anstatt eine Kavität zu haben, hat die Matrize einen Ausschnitt in der Form des gewünschten Teils und muss maßgefertigt werden, wenn nicht eine Standardform gebildet wird. Über dem Blatt befindet sich der Stanzstempel, der ein Werkzeug in der Form des gewünschten Teils ist. Sowohl die Matrize als auch der Stempel sind typischerweise aus Werkzeugstahl oder Hartmetall hergestellt. Die hydraulische Presse treibt den Stempel mit hoher Geschwindigkeit nach unten in das Blatt. Ein kleiner Zwischenraum, typischerweise 10-20% der Materialdicke, existiert zwischen dem Stempel und der Düse. Wenn der Stempel auf das Blech aufschlägt, biegt sich das Metall in diesem Zwischenraum schnell und bricht dann. Der Rohling, der vom Schaft abgeschert wurde, fällt nun frei in den Spalt in der Matrize. Dieser Prozess ist extrem schnell, mit einigen Stanzpressen, die mehr als 1000 Hübe pro Minute ausführen können.
Blechstanzen
Beim Stanzen handelt es sich um einen Schneidprozess, bei dem Material von einem Blechstück entfernt wird, indem eine ausreichend große Scherkraft angelegt wird . Das Stanzen ist dem Stanzen sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass das entfernte Material, der sogenannte Slug, Schrott ist und hinterlässt das gewünschte innere Merkmal in dem Blatt, wie etwa ein Loch oder einen Schlitz. Durch Stanzen können Löcher und Ausschnitte in verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden. Die gebräuchlichsten gestanzten Löcher sind einfache geometrische Formen (Kreis, Quadrat, Rechteck usw.) oder Kombinationen davon. Die Kanten dieser ausgestanzten Merkmale werden einige Grate aufweisen, die durch Scheren entstehen, sind jedoch von ziemlich guter Qualität. Sekundäre Nachbearbeitungsvorgänge werden typischerweise durchgeführt, um glattere Kanten zu erhalten.
Der Stanzprozess erfordert eine Stanzpresse, ein Blechmaterial, einen Stempel und eine Matrize. Das Blechmaterial wird innerhalb der Stanzpresse zwischen Stempel und Matrize positioniert. Die Matrize, die sich unter dem Blatt befindet, hat einen Ausschnitt in der Form des gewünschten Merkmals. Über dem Blatt hält die Presse den Stempel, der ein Werkzeug in der Form des gewünschten Merkmals ist. Typischerweise werden Stanzwerkzeuge und Stanzformen von Standardformen verwendet, aber es können auch kundenspezifische Werkzeuge zum Stanzen komplexer Formen hergestellt werden. Diese Werkzeuge, ob Standard- oder kundenspezifische, werden normalerweise aus Werkzeugstahl oder Hartmetall hergestellt. Die Stanzmaschine treibt den Stempel mit hoher Geschwindigkeit durch das Blatt hindurch und in die darunter liegende Form. Es gibt einen kleinen Abstand zwischen der Kante des Stempels und der Matrize, wodurch das Material schnell gebogen und gebrochen wird. Der aus dem Blatt ausgestanzte Pfropfen fällt frei durch die sich verjüngende Öffnung in der Form. Dieser Prozess kann auf einer manuellen Stanzpresse durchgeführt werden, aber heute sind computer-numerisch gesteuerte (CNC) Stanzpressen am gebräuchlichsten. Eine CNC-Stanzpresse kann hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betrieben werden und rund 600 Stanzen pro Minute liefern. Außerdem verwenden viele CNC-Stanzmaschinen einen Revolver, der bis zu 100 verschiedene Stempel aufnehmen kann, die bei Bedarf in Position gedreht werden.
Ein typischer Blechstanzvorgang ist einer, bei dem ein zylindrisches Stanzwerkzeug das Blech durchdringt und ein einzelnes Loch bildet. Es ist jedoch eine Vielzahl von Operationen möglich, um verschiedene Merkmale zu bilden. Diese Vorgänge umfassen Folgendes:
