Qualitätsrichtlinien

Allgemeines, Lage und Toleranzlage der Werkzeugkonturen

Es ist sicherzustellen, das die Zeichnung hinsichtlich ihrer Benennung,
Zeichnungsnummer und Index mit dem Konstruktionsauftrag des Kunden übereinstimmt.
Konstruktionen nach Angebotszeichnungen sind nur auf
besonderen Wunsch des Kunden zulässig !

Weiterhin wird überprüft , ob der Datensatz mit der Zeichnung
identisch ist, insbesondere wegen Konturabweichungen und editierter Maße.

Bei der Lage des Teils im Werkzeug ist darauf zu achten, das die Isometrie,
Gratseite, Drehungen und Spiegelungen korrekt eingezeichnet sind.

Die Toleranzlage von Schneid- , Biege- und Ziehkonturen wird
so modifiziert, das eine langfristige Fertigung unter normalen Produktionsbedingungen, sowie im Testbetrieb, in der Mitte des
Toleranzfeldes, möglich ist ..

Verschleiß, Rückfederung, Verzug und Fertigungs-Ungenauigkeiten, so weit sie zu erfassen sind, werden berücksichtigt.

Bei Schneidgeometrien wird die Mitte des Toleranzfeldes angestrebt, abzüglich des üblichen Verschleißes bei der Produktion und der Abdrängeffekte im Schnittspalt.
Abweichend hiervon wird bei runden Löchern und Langlöchern die obere Toleranzgrenze gewählt.
Biegeradien und Biegewinkel werden an der unteren Toleranzgrenze, abzüglich der berechneten Rückfederung, ausgelegt.
Gestreckte Längen, die sich einer ausreichend genauen Berechnung entziehen,
bzw. entsprechend enge Längentoleranzen haben, werden in Absprache empirisch ermittelt und mit einem Vermerk in der Konstruktion versehen.
Dies gilt ebenfalls für 3D-Konturen, doch sollte die Werkzeugkontur in angenäherte Weise die Rückfederungen in Winkeln und Radien kompensieren. .

Ziehkonturen bzw. Kalibrierkonturen sind so zu gestalten, das die untere Toleranzgrenze erreicht wird, um das Aufspringen auszugleichen, unter Berücksichtigung der üblichen Ziehspalte und Ziehradien.

Überschnitte und Schneidspalte

Überschneidende Konturen werden so zu gestaltet, das die Bildung von Grat,
Verschleiß und Kontur-Ungenauigkeiten möglichst vermieden wird.

Funktionsflächen dürfen nur in genehmigten Ausnahmefällen mit Überschnitten versehen werden.

Um Gratbildung und Verschleiß an geraden Überschnitten (0°) zu vermeiden, wird künstlich eine weiche Auslaufform der Schnittkontur gewählt, die innerhalb der Hälfte der möglichen Toleranz des Fertigteils liegt, so das ein Überschnittwinkel von ca. 15° entsteht, abhängig von der Blechdicke und Materialfestigkeit.
Dabei sind entsprechende Radien auszuwählen, die vom Maß die Blechdicke nicht unterschreiten, um den Verschleiß an den Aktivelementen gering zu halten.
Bei Überschnitten an tangentialen Übergängen ist vorzugsweise ein Winkel
von ca. 15° zu wählen, abhängig von der Blechdicke und Festigkeit des zu verarbeitenden Materials.

Um Zipfelbildung sowie Spanentstehung zu vermeiden, wird eine stetige, weich verlaufende Schnittspaltreduzierung im Überschnittbereich vorgesehen.

Die Schnittspalt-Reduzierung errechnet sich aus der Differenz aus Führungsluft des Stempels plus einem Sicherheitszuschlag für Fertigungs-Ungenauigkeit , zu dem normalen Schneidspalt ( Re = Sc – Fü – Si ) an der Überschnittstelle.

Der Sicherheitszuschlag beträgt im allgemeinen 0,01 x Materialdicke.
Die Schnittspaltreduzierung beginnt bei einem Abstand des Überschnittpunktes von ca. 0,7 x Materialdicke stetig.

Der Schneidspalte beträgt bei Materialfestigkeiten bis 450 N/mm^2 3%
der Materialdicke, bis 850 N/mm^2 4%, und darüber hinaus 5%.
Auf ausdrücklichen Wunsch werden auch andere Schnittspalte gewählt !

Streifenpositionierung
Der Streifen im Werkzeug muss so genau positioniert werden, das eine einwandfreie Funktion des Werkzeugs und einwandfreie Fertigteile
erzeugt werden können.

Bei Verwendung von Naturkanten (einseitig oder beidseitig) muss der Streifen
vorpositioniert werden.
Dies geschieht bei einseitiger Naturkante durch seitliche Federelemente an der gegenüberliegenden Seite der Naturkante (Naturkante = Maßbezugskante), die
auf eine gehärtete Anlageleiste drücken.
Bei beidseitiger Naturkante wird der Streifen über einen gefederten Streifen-Zentrierer mittig im Werkzeug positioniert.

Abhängig von den auftretenden Kräften wird eine formschlüssige oder eine kraftschlüssige Streifenpositionierung vorgenommen. Banddicken oberhalb
1,5 mm werden grundsätzlich formschlüssig positioniert.

Der Streifen wird im allgemeinen durch vorgestanzte Löcher positioniert, da diese gleichermaßen gut in Vorschubrichtung und seitlich positionieren und
relativ leicht herzustellen sind.

Bei der kraftschlüssigen Positionierung verwendet man konische, gefederte
Fänger, ( DIN 9861 D ) die in Abstreiferplatte und Führungsplatte eingebaut werden, wobei der Fangwinkel 60° beträgt. Das vorgestanzte Loch ist ca. 1-2 mm kleiner als der Fängerdurchmesser. Die Federkraft wird auf die Materialstärke abgestimmt.
Der Außendurchmesser der Federbohrung muß etwas größer sein als der Fängerkopfdurchmesser.
Bei formschlüssiger Positionierung durchfährt der Fänger das vorgestanzte
Loch und positioniert durch Anlage an der Lochwand. Der Fängerdurchmesser
bekommt ein gerades Maß ( 2,5 , 3 , 4 , 5 , 6 , 8 , 10 , 12 , 14 , 16 ). Es sind gefederte Abstreifer vorzusehen, die das Band nicht verformen Dadurch ergibt sich für den Vorlochdurchmesser ein etwas größeres Maß, damit der Streifen nicht hängen bleiben kann. Das Stempeldurchmessermaß für den abgesetzten Vorlocher ( DIN 9861 D ) ist so zu wählen, das effektive Spiele in der Größenordnung des halben Schneidspalts entstehen..

Als Streifenführungselemente sind bei Blechdicken bis 2,0 mm Streifenführungsbolzen (z.B. Fa. FIBRO) zu verwenden.
Das seitliche Laufspiel sollte am Anfang des Werkzeugs geringer sein als am Ende ( Streifenverbreiterung durch Stanz- und Umformoperationen ), muss aber
durchgehend zwischen 0,5 mm und 0,8 mm betragen.
Bei größeren Blechdicken sind andere Streifenführungen vorzusehen, die aber
effektiv die gleichen Funktionen erfüllen müssen wie die Streifenführungsbolzen.

Voranschlag
Der Voranschlag dient dem Schutz des Werkzeugs, hauptsächlich
der schwächeren Aktivelemente und wird bei Bedarf mit eingezeichnet.

Ein weiteres, sekundäres Kriterium ist die Materialausnutzung, besonders bei größeren Teilen bzw. Vorschüben.

Der Voranschlag wird immer zwischen Vorlochen für Fangen und dem ersten Fänger positioniert.

Für den Voranschlag sind mechanische oder pneumatische Bauarten vorzusehen.

Die mechanische Bauart wird von Hand über einem Schieber am Werkzeugrand betätigt. Dabei ist auf stabile Ausführung zu achten. Die Höhe des Schiebers beträgt Streifenhub + Materialdicke + vertikalem Streifenführungsspiel.

Der Hub des Schiebers sollte mindestens 3 mm + 2 x Blechdicke betragen.
Der Schieber ist über eine Feder in die Freiposition zurückzuschieben, die sich mindestens 1 mm vom Streifenrand entfernt befindet

Bei der pneumatischen Bauart wird ein frei gelagerter Lochstempel
( DIN 9861 D ) über Luftbohrungen betätigt. Der Hub des Lochstempels
beträgt Streifenhub + Materialdicke + vertikalem Streifenführungsspiel +
maximale Durchbiegung des Streifens in Querrichtung ( geschätzt ) + 2 mm.

Bei Nichtbetätigung soll die Oberkante des Lochstempels 1mm unter Schneidplattenniveau liegen. Der Stempelkopf soll in betätigter Position aus montagetechnischen Gründen von der Druckplatte gehalten werden

Die Dimensionierung der Teile für den Voranschlag ist so auszulegen, das die möglichen einwirkenden Kräfte, insbesondere Kräfte des Bandvorschubes, dauerhaft ertragen werden können.

Die Führungsspiele der sich zueinander bewegenden Voranschlagelemente soll im Bereich von 0,05 mm – 0,1 mm liegen, um eine ausreichende Genauigkeit und nachhaltige Gängigkeit zu erreichen.

Leerstationen
Leerstationen sollen Platz schaffen für mögliche Änderungen, aber auch die
Struktur des Werkzeugs verstärken.
Für Bereiche, die fertigungstechnisch unsicher sind, bieten sich zur Sicherheit ebenfalls Leerstationen an, um eventuelle Kalibrier- und Richtarbeiten durchführen zu können.

Nachteilig ist der erhöhte Kostenaufwand und die Vergrößerung des Werkzeugaufbaus.

Im Allgemeinen sollten Leerstationen hinter wichtigen Arbeitstationen platziert werden, um entsprechende Korrekturmaßnahmen ergreifen zu können.

Der Aufwand für Leerstationen richtet sich in erster Linie nach der Gefahr von
Fehlschlägen und der anteiligen Steigerung der Gesamtkosten.

Es bedarf hier die konkrete Absprache mit dem Kunden.

Aktivelemente
Aktivelemente und ihre Zubehörteile sollten so weit wie möglich aus Normalien bestehen, um einen raschen Austausch bei Verschleiß und Modifikationen zu gewährleisten, sowie eine gleichmäßige Präzision zu erzeugen. Außerdem sind bei symmetrischen und gleichen Bauteilen formschlüssige Verdreh- und Vertauschsicherungen vorzusehen. Verschleißteile und Elemente mit hohen
Anpassungsbedarf sind von der Montageseite zu verschrauben.

a) Platten :
Aufnahme- und Abstreiferplatten werden aus 1.2379 56 HRC gefertigt, mit den normgerechten Abmaßen der Standardhersteller in präzisionsgeschliffener Qualität.
Aufnahme- und Abstreiferplatten werden aus 1.2436 56 HRC gefertigt, ebenfalls mit normgerechten Maßen und Qualität.
Übergroße ( nicht härtbare )Aufnahme- und Abstreifplatten können aus 1.1730 angefertigt werden, wenn in jedem Bearbeitungsbereich Einsätze eingebracht werden.
Druckplatten sind aus 1.2842, welche bei Bedarf auf 56 HRC gehärtet werden, wenn die Flächenpressung größer als 250 N/mm2 ist.
Die Abmaße der Druckplatten richten sich nach verzugstechnischen Gründen. Die Mindestdicke für Druckplatten beträgt 6 mm.
Die Mindestdicke für Abstreiferplatten beträgt 15 mm, für Schneid- und Aufnahmeplatten 25 mm.
Im Übrigen richtet sich die Plattenstärke nach Stabilitäts- und Kinematikkriterien.

b) Sondereinsätze und Sonderstempel:
Einsätze und Stempel, die keine Normteile sind, werden für Schneid- und Umformoperationen benötigt.
Bei geringen Stückzahlen kommt 1.2379 62 HRC zum Einsatz, bei hohen Stückzahlen pulvermetallurgische Stähle,
eventuell erforderliche Führungseinsätze bestehen aus 1.2379 56 HRC,
die Dicken der Einsätze sind auf die Plattenmaße abzustimmen.
Die Mindestbreiten der Sonderstempel beträgt das 1,5-fache der
Materialdicke bis Werkstofffestigkeiten von 400 N/mm^2,
bei darüber hinausgehende Festigkeiten das 2-fache der Materialdicke . (gilt bei relativ kurzen Längen )
Sonderstempel sind hinsichtlich der Abzugskräfte so zu gestalten, das
eine nachhaltige Stabilität der Stempelbefestigung erreicht wird.

Normteile – Aktivelemente

a) Runde Lochstempel
Lochstempel werden vorzugsweise nach DIN 9861 D ausgewählt,
bei höheren Abzugskräften nach DIN ISO 8020 A .
Normlängen von 71 mm, 80 mm. (90 mm) und 100 mm sind einzuhalten, gegebenenfalls sind andere Stempel hiernach anzupassen.
Die Werkstoffe der Stempel sind nach den zu erwartenden Stückzahlen und dem zu verarbeitendem Werkstoff anzupassen.

b) Runde Schneidbuchsen
Schneidbuchsen werden vorzugsweise nach DIN 9845 A u. B ausgewählt,
ihre Länge wird der Einsatzplatte angeglichen.

c) Runde Stempelführungsbuchsen
Stempelführungsbuchsen werden vorzugsweise nach DIN 9845 C
ausgewählt, ihre Länge wird der Abstreiferplatte angeglichen.

d) Verschraubungen
Schrauben für die Befestigung von Aktivelementen und Halteplatten sind im Allgemeinen Zylinderschrauben nach DIN ISO 4762 ( DIN 912 ).
Die Größe der Schrauben richtet sich nach den erforderlichen Kräften
( 6-fache Sicherheit bei der Vorspannung ) und nach der Gesamtgröße des Werkzeugs, sollte aber M8 nicht unterschreiten.
Die Lage und Anzahl der Schrauben richtet sich nach kraftflusstechnischen Gesichtspunkten.
Ausnahmsweise bei sehr kleinen Einsätzen sind kleinere Verschraubungen zulässig.
Bei dünnen Platten sind Senkschrauben nach DIN ISO 7991 vorzusehen.
Die Lage des Schraubenkopfes sollte so montagefreundlich wie möglich sein und möglichst außerhalb des Streifenbildes liegen.
Die Qualität der Verschraubung darf im allgemeinen 10.9 nicht unterschreiten.

e) Verstiftungen
Für die Verstiftung sind vorzugsweise Zylinderstifte nach DIN 7979 in Qualität m6 vorzusehen, die in etwa die gleiche Größe wie die Verschraubungen haben.
Die Stifte sollten in allen übereinanderliegenden Platten deckungsgleich sein und möglichst außerhalb des Streifenbildes platziert werden.
Mindestens 4 Stifte pro Platte sind einzusetzen, wenn es die Einbauverhältnisse zulassen, ansonsten sind mindestens 2 Stifte zur einwandfreien Positionierung notwendig.

Verschleißkompensation

c) Verschleißkompensation an Schneidelementen
Schneidstempel und Schneidbuchsen sind einem Verschleiß unterworfen, der normalerweise durch schärfen der Stirnflächen beseitigt wird.
Dadurch verkürzen sich die Längen der Schneidelemente, was ausgeglichen werden muss, um die Funktion des Werkzeug zu erhalten.
Daraus ergeben sich je nach Werkzeugkonstruktion verschiedene Strategien :

Unterlegen der schneidenden Aktivelemente
Dies geschieht durch Plättchen und dünnen Blechen, die entsprechend dem abgeschliffenen Maß unter den Schneidelementen hinterlegt werden.
Vorteil ist, das Umformelemente nicht neu abgestimmt werden müssen und Federn keine andere Vorspannung bekommen. Einbau- und Einlaufhöhen bleiben konstant.
Nachteilig ist die Anpassung von formschlüssigen Halteelementen.

Diese Strategie wird standardmäßig angewandt !


Abschleifen von Distanzelementen unter Umformaktivelementen
Opferplatten werden um das gleiche Maß abgeschliffen wie die
Schneidelemente.
Vorteil ist, das sämtliche, schwer zu handhabende Plättchen und dünne
Bleche entfallen und Schneidelemente im eingebautem Zustand
überschliffen werden können. Formschlüssige Halteelemente brauchen
nicht angepasst werden.
Nachteilig ist die Änderung der Einlauf- und Einbauhöhen, sowie das
Abschleifen der Abstimmbolzen unter den Federn.

Welche Strategie gewählt wird, wird in der Vorbesprechung festgelegt.

d) Verschleißkompensation an Umformelementen
Umformelemente verschleißen im Allgemeinen durch Aufrauung
der Bearbeitungsfläche. Verschleißkompensation ergibt sich durch
Nachpolieren, seltener durch Aufschweißen und Nacharbeit.

Streifenhub

Der Streifenhub wird so ausgelegt, das er so gering wie möglich und
so groß wie nötig ist.
Es ist darauf zu achten, das der Streifen ohne Ausbau von Werkzeugelementen demontierbar ist.
Der Streifen sollte durchs Werkzeug laufen können, auch wenn noch nicht alle Fertigteilmaße erreicht worden sind (Try-out-Phase).

Freimachungen im Werkzeugober- und unterteil werden deutlich eingezeichnet,
mögliche Störkanten sind zu beseitigen bzw. zu entschärfen.

Streifenhubfedern sind auf sehr lange Lebensdauer auszulegen, bei definierter
Vorspannung, die mindestens das Doppelte des Streifengewichts oder 2 mm beträgt.

Um eine möglichst hohe Produktivität des Werkzeugs zu erhalten, und ein
übermäßiges Flattern des Streifens zu vermeiden, sollte der Streifenhub so
gering wie möglich sein.

Streifenfänger
Runde Streifenfänger werden aus Schneidstempel nach DIN 9861 D hergestellt.
Sie sollen so ausgeführt werden, das eine einwandfreie Funktion während des Testbetriebes und der normalen Produktion gewährleistet ist.

Kraftschlüssige Fänger, die im Werkzeugoberteil bzw. in der Führung montiert sind, werden im Werkzeugunterteil durch einen gefederten, durchbohrten Bolzen unterstützt, damit sich der Streifen nicht durchbiegen kann.
Die Federkräfte werden so abgestimmt, das die Federn der Fänger komplett nachgeben, bevor der Streifenhebebolzen anfängt, in das Werkzeugunterteil einzutauchen.

Formschlüssige Fänger tauchen durch den Streifen hindurch
Gefederte Abstreiferbolzen sind symmetrisch im geringst möglichen Abstand um den Fänger zu positionieren, um Streifendurchbiegungen zu minimieren.
Dabei sind die Federkräfte so abzustimmen, das eine einwandfreie Abstreifung gewährleistet ist, ohne das der Streifen soviel geklemmt wird, so daß das Sicherungselement des Fängers nachgibt.

Fänger mit Sonderformen werden gefedert in der Abstreiferplatte positioniert.
Der Federhub beträgt mindestens Materialstärke, die Form ist äquidistant im Abstand eines halben Schneidspaltes auszulegen.
Bei geschlossenen Formen
sind entsprechende Abdrückstifte vorzusehen.

Werkzeuggestell
Werkzeuggestelle für Folgeverbundwerkzeuge werden vorzugsweise nach Bauart der Fa Strack, Lüdenscheid Typ SN 960 konstruiert.
Größere Gestelle, als wie im Katalog angegeben, und Sonderanwendungen, sind entsprechend der obengenannten Bauart auszulegen. Gestellmodule müssen in ihrer Dimensionierung so ausgelegt sein, das sie möglichst mit den Maschinenpark des Kunden bearbeitet werden können.

Einrichtbolzen und Aufschlagstücke sind einzuzeichnen. Der Einrichtbolzen
ist durch die Führungsplatte zu führen, die Aufschlagstücke sind ausreichend groß( 25mm oder 40mm Durchmesser , 55-58 HRC) zu dimensionieren. Die Aufschlagebene liegt in der Höhe der Schneidplattenoberkante.
Abstandhalter (mindestens 4 Stück , ab M8 ) sind an den äußeren Ecken des Werkzeuggestells zwischen Oberplatte und Führungsplatte zu montieren.
Außerdem sind genormte Distanzbolzenlängen und entsprechende Scheiben
auszuwählen ( Fa. Strack oder Fa. Veith ).
Die Säulengestelle sind oben und unten mit Spannplatten bzw. Spannleisten zu versehen, so das sich ein Spannrand von 50 mm ergibt.
Zur Schmierung der Stempel wird in die Führungsplatte eine Ölwanne
eingebracht, die mindestens 2 mm tief ist und sämtliche Stempel kommunizierend in einem Mindestabstand von 3 mm umläuft.
Zum Werkzeugtransport und Montage bzw. Demontage sind im
Werkzeuggestelloberteil (Spannplatte) bei entsprechender Größe des Gestells Gewinde M24 x 1,5 einzubringen. Im Unterteil sind in der Spannplatte bzw.
Spannleisten seitlich Gewinde M 16 einzuzeichnen
Federn zwischen Werkzeugoberteil und Führungsplatte sind auf lange
Lebensdauer auszulegen, die Abstreifkräfte sind mit 1,5 bis 2-facher Sicherheit zu berechnen, und die Federn (ISO 10243) sind grundsätzlich mit
Federvorspanneinheit einzuzeichnen.
Bei größeren Abstreif- und Haltekräften sind anschraubbare Gasdruckfedern ( z.BTyp SN 2830 Fa. Strack ) einzusetzen, die Hublänge hat mindestens 10 % Sicherheit.
Die Federn sollten so positioniert werden, das die Führungsplatte sich nur
minimal durchbiegt.
Federn aus Kunststoff oder Gummi sind nicht zulässig bzw. nur in
Sonderfällen (geringe Stückzahlen) wegen ihrer Setzneigung zulässig..
Bei Bedarf ( nach Absprache) sind Werkzeugzentrierungen einzuzeichnen, die das Werkzeugoberteil mit dem Pressenbär in Längsachse zentriert.
Nahe den Werkzeugenden (vorne und hinten) sind gefederte Bolzen ( 29,8 mm Durchmesser, 6 mm überstehend ) einzuzeichnen.
Durchfalllöcher in der Grundplatte sind möglichst konturnah anzufertigen.
Die Differenz der Konturabstände zwischen Unterkante Schnittplatte,
Druckplatte und Grundplatte sollte 1-2 mm betragen.