Forschungsberichte

Optimierte Bestimmung der Prozeßkräfte beim Feinschneiden

Martin Kasparbauer

157 Seiten 103 Abbildungen Hieronymus Buchreproduktions GmbH, München, 1999 ISBN 3-89791-059-4

Diese Arbeit entwickelt ein Verfahren, mit dem sich die Prozeßkräfte Schneidkraft, Ringzackenkraft und Gegenhalterkraft vorausbestimmen lassen. Dazu werden Zusammenhänge zwischen der Schneidkraft und den Einflußparametern Werkstückgeometrie, Werkstoff, Blechdicke und Presseneinstellgrößen experimentell ermittelt. Die übrigen möglichen Einflußfaktoren auf die Schneidkraft wie der grundsätzliche Aufbau des Werkzeugs, der Schmierstoff oder die Werkzeugbeschichtung werden konstant gehalten. Schneidspaltgröße und Ringzackengeometrie wurden schon zu einem früheren Zeitpunkt optimiert, die Auswirkungen einer Veränderung dieser Parameter sind bereits bekannt. Verschleißuntersuchungen und die Ermittlung des Einflusses von Schmierstoff bzw. Werkzeugbeschichtung sind nicht Gegenstand dieser Arbeit.

Aus den Versuchsergebnissen zur Schneidkraft wird der Einfluß der oben genannten Parameter auf die Schneidkraft genauer ermittelt, um dann die Gleichung zur Berechnung der Schneidkraft um die Faktoren zu erweitern, die einen wesentlichen Einfluß auf den Feinschneideprozeß haben. Die erweiterte Gleichung erlaubt, Feinschneidewerkzeuge und Pressen so auszulegen, daß sowohl eine Überdimensionierung als auch ein Bruch von Werkzeug bzw. Presse vermieden werden kann.

Die üblichen Vorausberechnungen der Ringzackenkräfte ergeben Werte, bei denen die Ringzacke nicht voll in den Werkstoff eingedrückt wird. Dies führt zu nicht reproduzierbaren Ergebnissen. Deshalb wird zunächst die Ringzackenkraft, bei der die Ringzacke gerade vollständig in das Blech eingedrungen ist, für jeden untersuchten Werkstoff in jeder Blechdicke ermittelt. So wird sichergestellt, daß die Ringzacke voll wirksam wird, konstante Versuchsbedingungen herrschen und die Ergebnisse aus den verschiedenen Untersuchungen vergleichbar sind.

Ein Vergleich der experimentell ermittelten Ringzackeneindrückkräfte mit den Kräften, die nach der heute gültigen Gleichung zur Berechung der Ringzackenkraft bestimmt werden, zeigt, ob Abweichungen erwartet werden. Die Gegenhalterkraft muß dabei so groß sein, daß das Werkstück plan bleibt, ohne daß sich ein Preßgrat bildet.

Diese Arbeit soll insgesamt einen Beitrag leisten, die Wirtschaftlichkeit des Fertigungsverfahrens Feinschneiden zu steigern, um es einer breiteren Anwendung zuzuführen.