Dokumentation der Gruppe Nr. 2. Schoheib Hassani, Felix Elvers, Tomislav Cvitanovic, Lars Jakobsen und Christin Lorenz

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1 Dokumentation der Gruppe Nr. 2 Schoheib Hassani, Felix Elvers, Tomislav Cvitanovic, Lars Jakobsen und Christin Lorenz

2 Das Projekt Unsere Klasse hat die Aufgabe erhalten ein eigenes Schneidwerkzeug zu konstruieren. Das Ziel ist, dieses innerhalb von zwei Schulblöcken, sprich vier Wochen, zu planen, konstruieren und zu fertigen. Dazu wurden wir in fünf Gruppen eingeteilt. Jede dieser Gruppen musste sich am ersten Tag einen Zeitablauf für die ersten beiden Wochen ausarbeiten. Dieser wurde vorgestellt und ergänzt. Außerdem hat jeder einen Vorschlag ausarbeitet für ein zu fertigendes Teil. Innerhalb der gesamten Klasse haben wir uns dann für einen Entwurf entschieden, den Einkaufschip. Danach sollte jede Gruppe ein Werkzeug konstruieren und zeichnen. Sobald dies fertig war, wurde der beste Vorschlag ausgewählt um diesen zu perfektionieren. Jeder Gruppe wurde ein Teil des Werkzeuges zugeteilt, dieses muss gezeichnet und geplant werden. Außerdem ist die Gruppe für die einzelnen Besonderheiten zuständig. Es muss eine Dokumentationsmappe und eine Präsentation erstellt werden. Diese sind ausschlaggebend für die Benotung und die Fertigung des Schneidwerkzeuges. Es ist zu beachten, dass die Zeit richtig eingeteilt wird und jeder im Thema ist, sprich es muss innerhalb der Gruppe kommuniziert werden, wenn jemand sich in ein Thema einliest so muss dieser den anderen Gruppenmitgliedern dieses erklären, sodass jeder über alles Bescheid weiß. Am Ende werden die Dokumentationen und Präsentationen abgegeben bzw. vorgetragen. Außerdem soll am Ende ein Schneidwerkzeug, mit der gesamten Klasse, gefertigt worden sein.

3 Unsere Überlegungen Zu der Gruppe zwei gehören Felix Elvers, Schoheib Hassani, Lars Jacobsen, Tomislav Cvitanovic und Christin Lorenz. Wir haben die Aufgabe, die Stempel zu fertigen bzw. zu konstruieren und zu zeichnen. Bevor wir damit anfangen können mussten wir erst ein eigenes Werkzeug konstruieren. Dieses ist das Werkzeug, welches wir am Ende der ersten Woche ausgewählt haben. (Gruppe 3)

4 Die Technologie der Schneidwerkzeuge- Arten der Schneidwerkzeuge Es gibt verschiedene Arten vom sogenannten Scherschneidverfahren. Diese sind das Ausschneiden, das Abschneiden, das Lochen, das Ausklinken, das Einschneiden, das Beschneiden, das Abgratschneiden, das Nachschneiden, das Trennschneiden, das Knabberschneiden und das Feinschneiden. Das Ausschneiden wird dazu benötigt um Werkstücke mit genauen Außenformen mit einer in sich geschlossenen Schnittlinie auszuschneiden. Das Abschneiden kann ohne oder mit Abfall erfolgen. Es ist das Schneiden entlang einer offenen Schnittlinie und wird für einfache Werkstücke genutzt. Die Außenform wird nur teilweise geschnitten. Das Lochen ist für Werkstücke mit genauen Innenformen. Es können beliebige Innenformen erstellt werden indem an einer geschlossenen Schnittlinie entlang geschnitten wird. Das Ausklinken wird für Werkstücke benötigt, die nicht in einem Arbeitsgang bearbeitet werden können. Es ist das Herausschneiden von Flächenteilen an einer Außen- oder Innenform. Das Einschneiden ist eine Vorbereitung für Biege- und Zieharbeiten. Es ist das teilweise Trennen am oder im Werkstück entlang einer offenen Schnittlinie. Das Beschneiden wird bei form- und maßgenauen Teilen angewendet. Es ist das Trennen von Rändern oder Bearbeitungszugaben an Werkstücken längs einer offenen oder geschlossenen Schnittlinie. Das Abgratschneiden ist das Abschneiden der Grate an Guss-, Schmiede- oder Formpressteilen. Das Nachschneiden wird bei vorgeschnittenen Werkstücken benötigt, die eine glatte, senkrechte Schnittfläche brauchen. Das Trennschneiden ist das Schneiden längs einer offenen oder in sich geschlossenen Schnittlinie, wobei aus der Ausgangsform mehrere Werkstücke hergestellt werden. Es sind also Endformen, die aus demselben Ausgangsteil bestehen. Das Knabberschneiden ist das stückchenweise Abtrennen von Werkstoffteilchen entlang einer offenen Schnittlinie bei einer beliebig verlaufenden Vorschublinie. Das Feinschneiden ist das Schneiden von Innen- und Außenformen die rechtwinklig zur Planfläche des Werkstückes liegen und eine geringe Oberflächenrauheit aufweisen. Die Werkzeuge für das Scherschneidverfahren werden nach DIN 8500 Schneidwerkzeuge genannt. Diese kann man nochmal in die Gruppen Einverfahrenschneidwerkzeuge und Mehrverfahrenschneidwerkzeuge aufteilen. Die Mehrverfahrenschneidwerkzeuge werden nochmals in Folgeschneidwerkzeuge und Gesamtschneidwerkzeuge eingeteilt.

5 Der Schneidvorgang Beim Scherschneiden mit Schneidwerkzeugen wird der Werkstoff mit dem Schneidstempel und Schneidplatte zerteilt. Es gibt insgesamt 6 Stufen in einem Schneidvorgang. Die erste Stufe ist die elastische Verformung. Das bedeutet, dass durch den eindringenden Schneidstempel der Werkstoff zunächst zwar verformt wird aber sich wieder in seine ursprüngliche Form zurück verformen kann. Die zweite Stufe ist die bleibende Verformung. Das bedeutet, dass beim weiteren Eindringen des Stempels die Elastizitätsgrenze des Werkstoffes überschritten wird. So wird der Werkstoff bleibend verformt und so bilden sich Einziehrundungen von innen nach außen. Die dritte Stufe ist die Abscherung. Hierbei dringt der Stempel soweit in den Werkstoff, sodass die Scherfestigkeit des Werkstoffes überschritten wird. Der Werkstoff wird dabei an den Schneidkanten der schneidplatte und des Schneidstempels abgeschert, dadurch bilden sich die Schnittflächen und Risse die von den Schneidkanten aus aufeinander zulaufen. Die vierte Stufe ist der Bruch. Beim Bruch dringt der Schneidstempel weiter ein, sodass durch die geringe Festigkeit des Restquerschnittes sich die Rissbildung erweitert bis der Werkstoff schlussendlich bricht. Die Bruchfläche verläuft jedoch nicht senkrecht zur Schnittteiloberfläche. Die fünfte Stufe ist die Glättung der Schnittflächen. Nach dem Trennen wird der zurückgleitende Stempel an den Seitenflächen stark beansprucht. Es entsteht eine weitere Glättung der Schnittfläche. Durch einen sogenannten Abstreifer wird der anhaftende Streifen abgestriffen, sodass der Stempel zurück kann. Die sechste Stufe ist die Rückfederung. Die Rückfederung führt dazu, dass Lochungen etwas kleiner und ausgeschnittene Teile etwas größer als der Stempeldurchmesser bzw. der Schneidplattendurchbruch werden. Dies passiert, da der Werkstoff zurückfedert.

6 Die Bauelemente der Schneidwerkzeuge Ein Werkzeug wird hauptsächlich in Einzelfertigungen hergestellt. Damit Herstellkosten gespart werden, werden vielfach Bauelemente in standardisierter Form verwendet. Diese werden in DIN-Normen festgelegt. Ein Werkzeug besteht grundsätzlich aus den beiden Baugruppen Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil. Die wichtigsten Bauelemente der Baugruppen für plattengeführte Werkzeuge sind im Werkzeugunterteil die Grundplatte, die Schneidplatte, die Zwischenlage und die Führungsplatte. Im Werkzeugoberteil sind dies die Ausschneidstempel, die Lochstempel, der Suchstift, die Stempelplatte, die Druckplatte, die Kopfplatte und der Einspannzapfen. Die Grundplatte: Sie stellt die Verbindung zwischen dem Werkzeugunterteil und dem Pressentisch dar. Normalerweise ist die Grundplatte 25mm- 65mm dick. Sie benötigt keine so hohe Festigkeitsklasse wie die Schneidstempel. Um zu gewährleisten, dass die Schnittteile bzw. der Abfall ungehindert durchfallen können, müssen die Durchfallöffnungen der Grundplatte ringsherum ca. 2mm größer als der Durchbruch der Schneidplatte sein. Wenn die Durchfallöffnungen bei großen Schneidwerkzeugen schräg ausgeführt sind, so muss der Neigungswinkel größer als 45 sein. Um die Grundplatte am Pressentisch zu befestigen, können an der Grundplatte ein Spannrand, Querbohrungen oder Spannschlitze vorgesehen werden. Die Schneidplatte: Sie enthält die Durchbrüche für die Stempel der einzelnen Arbeitsstufen. Die Schneidplatte braucht eine sehr hohe Härte, da sie eine hohe Standzeit benötigt. Die Durchbrüche der Schneidplatten werden je nach Blechdicke, Stückzahl, Schneidverfahren und Genauigkeit je anders gestaltet. Dieses wird in der folgenden Tabelle sichtbar.

7 Streifenführungselemente: Es gibt mehrere Arten von Führungselementen. Unter anderem gibt es die Zwischenlagen, die Führungsleisten, die Führungspilze, das Druckstück und die federnden Führungsstücke. Zwischenlage: Führungsleisten Führungspilze Druckstück Führungsstücke

8 Die Führungsplatte: Sie führt die Schneidstempel und wirkt als Abstreifer für den Schnittstreifen, der vom Stempel hochgenommen wird. Die Spannplatte: Um Rüstzeiten zu verringern, werden bei modernen Pressen Schnellspannelemente zur Befestigung der Werkzeuge eingesetzt. Diese meist hydraulisch arbeitenden Elemente, erfordern eine Anpassung des Werkzeuges und der Presse an diese Bauteile. Deswegen werden Werkzeuge mit Spannplatten ausgestattet.

9 Der Schneidstempel: Die Schneidstempel stellen das Gegenstück zur Schneidplatte dar und sind meist im Werkzeugoberteil angeordnet. Die wichtigsten Stempel sind der Abschneidstempel, der Trennstempel, der Ausschneidstempel und der Lochstempel. Sie unterscheiden sich vor allem an der Lage der Schneidkanten. Die Abschneidstempel haben eine einseitige Schneidkante. Die Trennstempel sind zweiseitige Schneidkanten, der Ausschneidstempel hat eine geschlossene Schneidkante für die Außenform. Der Lochstempel hat auch eine geschlossene Schneidkante für die Innenform. Die Stempelplatte: In dieser Platte werden die Schneidstempel befestigt. Wichtig hierbei ist, dass sie stramm passend und genau senkrecht in die Durchbrüche eingepasst werden. Die Größe der Stempelplatte kann kleiner sein wie die Grundplatte, dieses vereinfacht das einbauen der Führungsplatte. Die Plattendicke beträgt 12 bis 25 mm. Die Druckplatte: Die Dicke der Druckplatte beträgt etwa 5mm. Sie muss gehärtet werden. Die Druckplatte muss nur eingebaut werden, wenn die Flächenpressung mehr als 250N/mm² beträgt. Sie wird eingebaut, damit sich der Stempel nicht in die Kopfplatte eindrückt. Die Kopfplatte: Sie hat die gleichen Abmaße wie die Stempelplatte. Die Kopfplatte nimmt den Einspannzapfen auf.

10 Die Kosten der Werkzeugherstellung Zuerst haben wir durch Hilfe des Tabellenbuches die Kosten und somit den Preis unseres Werkzeuges ermittelt. Dazu mussten wir die Werkzeugeinzelkosten zusammenrechen indem wir bei der Firma Steinel nach den verschiedenen Preisen für den Schnittkasten, den Schneidstempel und die Schneidbuchse gefragt hatten. Somit hat sich ein Betrag von 707,52 für die Werkzeugeinzelkosten ergeben. Von diesen Werkzeugeinzelkosten sind 5% also 35,38 die Werkstoffgemeinkosten. Da wir ja auch bezahlt werden, ergeben sich Kosten für die Fertigungslöhne. Hierfür haben wir unsere Ausbildungsvergütung genommen und diese mal 10 Stunden gerechnet. Somit ergeben sich Kosten von 85 alleine für die Fertigungslöhne. Hinzu kommen auch noch die Kosten für die Maschinen. Die Maschine kostest 60 pro Stunde, da wir insgesamt 8 Stunden Bearbeitungszeit haben ergeben sich Kosten von 480. Die sogenannten Restgemeinkosten sind 200% der Fertigungslöhne und somit 170. Da wir auch sogenannte Sonderwerkzeuge brauchen wie die Rolle mit Erodierdraht kommen nochmal 55 hierfür hinzu. Wenn man diese Kosten addiert hat man die Herstellerkosten 1532,90. Somit betragen die Verwaltungs- und Vertriebsgemeinkosten (12% der Herstellerkosten) 183,95. Wenn man die Herstellerkosten mit den Verwaltungsund Vertriebsgemeinkosten addiert so erhält man die Selbstkosten von 1716,85. Da man etwas verdienen will, werden 10% der Selbstkosten (171,68 ) als Gewinnzuschlag dazu addiert. Dadurch entsteht der Rohpreis von 1888,53. Zu dem Rohpreis kommen nochmal 5% Provision dazu (94,43 ). Dadurch ergibt sich der Preis von 1982,96 ohne Mehrwertsteuer. Da die Mehrwertsteuer 19% beträgt haben wir am Ende ein gesamt Preis von 2359,72. Wenn wir annehmen, dass unser Einkaufschip 0,50 kosten soll müssten wir um ein Gewinn von über 50% zu erhalten Teile fertigen. Dann hätten wir einen Gewinn von 5280,56.

11 Die Lage des Einspannzapfens Die Lage des Einspannzapfens ist dafür da, dass eine gleichmäßige Beanspruchung des Werkzeuges zu gewährleisten und um ein Verkanten zu verhindern. Daher muss dieser im Kräftemittelpunkt angebracht werden. Dieser Punkt liegt auf der Wirkungslinie der resultierenden Kraft aus allen Schneidkräften. Um diesen Punkt zu ermitteln gibt es vier verschiedene Möglichkeiten. Dieses sind einmal die Lageberechnung mit den Schneidkräften der Stempel, die Lageberechnung mit den Schwerpunkten der Stempelumfänge, die Lageberechnung mit den Linienschwerpunkten und die Lageberechnung mit den Flächenschwerpunkten bei Biege- und Prägewerkzeugen. Bei allen vier Berechnungsarten wird das Hebelgesetz zu Hilfe genommen. Die Stempelplatte wird hierbei als Hebel bezeichnet. Außerdem muss man die Drehachse des Hebels so legen, dass alle Stempelkräfte in eine Richtung wirken und die äußerste rechte oder linke Stempelkraft durch den Drehpunkt geht Pos. U lx U*lx ly U*ly 1 20,0 24,8 496,0-4,5-90,0 2 18,0 24,8 446,4 0,0 0,0 3 10,0 24,8 248,0 4,5 45,0 4 23,7 24,8 587,3 10,3 243,2 5 62,6 24,8 1551,2 27,0 1688,9 6 34,0 0,0 0,0 0,0 0,0 168,2 3328,9 1887,0 Abstand X: Abstand Y: 19,8 mm 11,2 mm

12 Mit Hilfe des Einspannzapfens wird das Oberteil unseres Werkzeuges mit dem Pressenstößel verbunden. Bei einfachen Schneidwerkzeugen können Einspannzapfen und Stempel auch aus einem Stück gefertigt werden.

13 Die Schneidkraft Die Berechnung der Schneidkraft ist notwendig, um für ein Schnittteil die Mindestgröße der Presse festzulegen. Um etwas schneiden zu können, muss man die Scherfestigkeit des Werkstoffes überwinden. Die Größe der Schneidkraft ist davon abhängig, wie groß die Schnittfläche ist und von der maximalen Scherfestigkeit des zu schneidenden Werkstoffes. Bezeichnungen: F = Schneidkraft S = Schnittfläche τab max = maximale Scherfestigkeit ls = Länge der Schnittlinie s = Blechdicke Rm max = maximale Zugfestigkeit Gegeben : Rm max = 210N/mm² S = 2mm ls = 134,22 mm Gesucht: F =? S =? τab max =? S = ls s τ ab max = Rm max 0, 8 S = 134,22 2mm τ ab max = 210N / mm² 0,8 S = 268,44mm² τ ab max = 168N / mm² F F = S τab max = 268,44mm² 168N / mm² F = N = 45kN Die verwendete Presse muss eine Mindestkraft von 45 kn erzeugen.

14 Die Flächenpressung Die Größe der Flächenpressung ist entscheidend, ob man in einem Werkzeug eine gehärtete Druckplatte benötigt oder nicht. Bei weichen Werkstoffen baut man im Allgemeinen dann eine Druckplatte ein, wenn der Stempeldurchmesser kleiner als die dreifache Blechdicke ist. Dass der Stempel sich in die weiche Kopfplatte drück, wird durch das Einbauen einer Druckplatte verhindert. Ab einer Flächenpressung p> 250N/mm² wird eine Druckplatte empfohlen. Bezeichnung : p = Flächenpressung F = Schneidkraft A = Berührungsfläche Gegeben: F = 45097N A = 692,57 mm² Gesucht: p =? p = F A 45097N p = 692,57mm² p = 65N / mm² Da die berechnete Flächenpressung nur 65 N/mm² beträgt und somit kleiner als dir Grenze von 250N/mm² ist, benötigen wir keine gehärtete Druckplatte.

15 Die Werkstoffauswahl Für die unterschiedlichen Bauteile unseres Werkzeuges müssen verschiedene Werkstoffe verwendet werden. Diese werden nach bestimmten Eigenschaften ausgewählt. Die Grundplatte (Pos. 1), die Seitenführungen rechts und links (Pos.3/4), das Auflageblech (Pos.5), die Führungsplatte (Pos.6), die Distanzen (Pos.7), die Stempelhalteplatte (Pos.8) und die Kopfplatte haben den Werkstoff C45U. Der Werkstoff C45U hat die Werkstoffnummer , einen Kohlenstoffgehalt von 0,45%, ein Siliciumgehalt von 0,3%, ein Mangangehalt von 0,7% und eine Festigkeit von 580N/mm². Außerdem haben wir diesen Werkstoff gewählt, weil diese keine so hohe Festigkeit benötigen, da sie nicht wirklich beansprucht werden. Die Schneidplatte (Pos.2), die Druckplatte (Pos.9) und der Ausschneidstempel (Pos.12) haben den Werkstoff X153CrMoV12. Der Werkstoff X153CrMoV12 hat die Werkstoffnummer , einen Kohlenstoffgehalt von 1,53%, einen Chromgehalt von 12%, Molybdängehalt von <1%, einen Vanadiumgehalt von <1% und eine Festigkeit von 860N/mm². Wir haben diesen Werkstoffgewählt, weil dieser gut fürs Härten geeignet ist und wir bei diesen Bauteilen eine hohe Festigkeit benötigen. Da diese am meisten beansprucht werden. Der Einspannzapfen (Pos.11) hat den Werkstoff E295. Dieser hat eine Festigkeit von 470N/mm²-610N/mm². Da dies ein Normteil ist, ist dieser Werkstoff vorgegeben.

16 Die Schraubenauslegung Da wir einen guten Halt brauchen, müssen wir und festzulegen welche Schrauben wir nehmen, im Tabellenbuch nachschlagen, welche Schrauben sich am besten dafür eignen. Im Fachkundebuch finden wir die Tabelle 1. Aus dieser Tabelle können wir entnehmen, welche Festigkeit die jeweiligen Festigkeitsklassen haben. Danach können wir nun unsere Schrauben auswählen.

17 Die Dimensionierung der Stempel und Durchbrüche Damit unser Werkzeug überhaupt funktionieren kann, müssen wir überlegen, welche Maße unsere Durchbrüche und unsere Stempel haben. Dazu müssen wir erst einmal ermitteln, welchen Schneidspalt wir benötigen, damit unser Teil sauber ausgeschnitten wird. Der Schneidspalt hängt von der Dicke und von der Festigkeit des zu schneidenden Werkstoffes ab. Normalerweise beträgt der Schneidspalt 2%-5% der Blechdicke. Außerdem muss man darauf achten, dass der Schneidspalt gleichmäßig ist. Ansonsten wird der Stempel weggedrückt und dadurch werden die Führungen hohem Verschleiß ausgesetzt, dadurch verringert sich die Standzeit, die Schneidkraft wird größer und die Gratbildung wird unregelmäßig. In dem Tabellenbuch können wir nun unseren Schneidspalt ablesen. Dieser soll 0,05 mm betragen. Die Größe des Schneidspalts beeinflusst die Grathöhe am Schnittteil, die Oberflächengüte der Schnittflächen, die Maßgenauigkeit, die Schneidkraft und den Verschleiß des Werkzeugs. Um Maßgenaue Formen bei Schnittteilen zu erhalten, müssen folgende Regeln beachtet werden. Erstens muss man darauf achten, dass beim Lochen (Innenformen) der Lochstempel bestimmend ist und das Sollmaß des Schnittteils erhält. Der Schneidplattendurchbruch wird größer (2*Schneidspalt). Beim Ausschneiden ist der Schneidplattendurchbruch bestimmend und erhält das Sollmaß des Schnittteils. Der Lochstempel wird um das Spiel kleiner. Die zweite Regel ist die, die wir in betracht ziehen. Lochen: Ausschneiden:

18 Berücksichtigung der Schnittteiltoleranzen Da durch die Nutzung des Werkzeuges, der Schneidstempel und die Schneidplattendurchbrüche abnutzen, verändern sich die Maße des Schnittteils. Um zu verhindern, dass die Toleranz des Werkstückes nicht mehr eingehalten werden kann empfiehlt VDI 3368 folgende Regeln. Lochen: Bezugsgröße sind die Höchstmaße G0 der Lochung. Lochstempel= d1= G0-0,2xT Schneidplattendurchbruch d=d1+2xu Ausschneiden: Bezugsgrößen sind die Mindestmaße Gu des Schnittteils. Schneidplattendurchbruch= a=gu+0,2xt Ausschneidstempel= a1=a-2xu Bei genauen Lochungen in dicken Blechen federt der Werkstoff nach dem Schneidvorgang zurück, d.h., das geschnittene Loch wird kleiner als der Lochstempel. Um den geforderten Lochdurchmesser trotzdem zu erhalten, wird der Lochstempel zusätzlich um das halbe Spiel, das sogenannte Quellmaß, größer gefertigt.

19 Vorschubregelung Der Vorschub berechnet sich aus der Werkstücklänge und der Stegbreite. Um den Vorschub zu regeln, nutzen wir einen Stift, der uns als sogenannter Anschlag dient. Der Streifen wird mit der Hand weiter vor bewegt. Dazu heben wir den Streifen an, um über den Anschlagstift zu kommen danach schieben wir den streifen weiter, bis dieser am Anschlag anliegt.

20 Die Anordnung der Werkstücke im Streifen Mit der gesamten Klasse haben wir uns dafür entschieden, dass die Werkstücke so, wie auf dem Bild zu erkennen, angeordnet sind. Dieses ist sinnvoll, da so der Ausnutzungsgrat des Materials erhöht wird.

21 Der Ausnutzungsgrad Die Werkstoffausnutzung ist sehr wichtig für die Kosten, die Umwelt und den anschließenden Gewinn. Jeder weiß, dass wenn man etwas fertigt, man möglichst wenige Verluste haben will. Man versucht aus dem Material so viel wie möglich herzustellen. Daher berechnet man den Ausnutzungsgrad und positioniert die Stempel so, dass der Abfall vom Schnittstreifen möglichst klein gehalten wird. Hierzu berechnet man den Vorschub. Unter dem Vorschub versteht man das Maß, um das der Schnittstreifen unter dem Schneidstempel verschoben werden muss, damit in jeder Reihe ein vollständiger Ausschnitt entsteht. Im Wesentlichen hängt die günstige Ausnutzung des Schnittstreifens von der Außenform des Schnittteils und von der Lage dieser Form zur Vorschubrichtung des Streifens ab. Die Schneidplattendurchbrüche und Stempel werden so im Schneidwerkzeug angeordnet, dass der Abfall vom Schnittstreifen möglichst klein gehalten wird. Den Ausnutzungsgrad haben wir mithilfe von dem MegaCad bestimmt.

22 Man kann den Ausnutzungsgrad aber auch anhand einer Formel berechnen. Die ist in normalerweise etwas komplizierter. Es gibt aber auch eine einfachere Variante, wenn man die unvermeidlichen Abfälle am Anfang und am Ende unberücksichtigt lässt. Die ursprüngliche Formel ist diese: n= (z*a)/(l*b) Die vereinfachte Formel ist diese: n= (A*R)/(B*V) n= Ausnutzungsgrad L= Streifenlänge B= Streifenbreite z= Anzahl der Werkstücke aus einem Streifen A= Fläche eines Werkstückes ohne Berücksichtigung der Lochung R= Anzahl der Reihen V= Vorschub

23 Die Wärmebehandlung Man benötigt im Werkzeugbau Stähle mit besonderen Eigenschaften, die sind zum Beispiel eine hohe Verschleißfestigkeit, Zähigkeit oder auch die Maßbeständigkeit. Um diese Eigenschaften zu erhalten ist eine sogfältige Wärmebehandlung nötig. Erst diese verleiht den Werkstoffen das geeignete Gefüge, die nötige Gebrauchshärte und die erforderliche Zähigkeit. Durch Fehler bei der Wärmebehandlung können zum Beispiel ein grobes Gefüge, Entkohlung oder starke Verzunderung der Werkstückoberfläche und Härterisse entstehen. Es gibt verschiedene Arten der Wärmebehandlung. Diese sind das Glühen, das Härten, das Anlassen (Altern), das Vergüten, das Einsatzhärten, das Induktionshärten und das Nitrieren.

24 Das Wärmebehandlungsverfahren in unserem Fall Da wir den Werkstoff ( X155CrVMo12-1) mussten wir wie folgt vorgehen um unsere erwünschte Härte zu erhalten. Zuerst haben wir unsere Bauteile bei ca. 650 C spannungsarm geglüht. Dieses wurde gemacht damit die Eigenspannung, die durch das bearbeiten aufgetreten sind zu verringern. Danach haben wir die Bauteile abkühlen lassen und dann bei 1050 C gehärtet. Hierbei war zu beachten, dass die Platten lange genug im Ofen liegen (pro min. wird 1 mm tief gehärtet). Dann wurden die Teile abgeschreckt in Öl und zum Anlassen bei 450 C wieder in den Ofen gelegt. Dort bleiben sie für ungefähr zwei Stunden. Danach kühlen sie nur noch bei Zimmertemperatur ab. Jetzt sollten die Teile die richtige härte haben.

25 Die Auswahl der Pressen In der Tabelle ist gut erkennbar, welche Presse man für welche Kräfte benötigt. Da wir eine Flächenpressung von 65 N/mm² haben, benötigen wir eine Exzenterpresse. Die Exzenterpresse gehört zu den Weggebundenen Pressen. Die Kraftaufbringung ist an die Wegverhältnisse ihres konstruktiven Aufbaues gebunden, wobei die Hebelkräfte und Hebellängenverhältnisse ausschlaggebend sind.

26 Utilization of strip stock for single row stamping To calculate the utilization of strip stock for single row stamping, you need the strip feed, the area of work piece and the strip width. The wide of our strip width is 45,9mm. To calculate the strip feed, we should add the work piece length and the web width. The strip feed is 24,9mm. The area of work piece is 692,57mm². Now we can calculate the degree of utilization. You must multiplie the number of rows (1) to the area of work piece ( 692,57mm²). And the strip feed with the strip width. Then you must divide the first result with the second result. So the result is 60%. This is how to do it.

27 Calculation of the sheet strip To calculate the sheet strip, we have to snap the web width and the edge width. The sheet metal thickness is 2,0mm. The web length and the edge length are 20mm long, so we can look at the Mechanical and Metal Trades Handbook to look for the chart. If we look at the chart, it can be seen that the edge width has a wide of 1,6mm at the top and the edge width has wide of 1,7mm at the bottom. The web width has a wide of 1,6mm. To calculate the strip width, we have to add the edge width and the wide of the work piece. The overall width of the work piece is 45,9mm.

28 Funkenerosives Schneiden Die funkenerosiven Verfahren gehören nach DIN 8500 zur Hauptgruppe Trennen. Beim funkenerosiven Schneiden, auch Drahterodieren genannt, dient als Werkzeugelektrode ein ablaufender Metalldraht mit einem Durchmesser von 0,03mm bis 0,35.

29 Die Erodierprogramme Unsere Gruppe muss den Schneidstempel fertigen. Das machen wir an der Drahterodiermaschine. Doch zuerst müssen wir Programme für diese Maschine schreiben. Es müssen ganze drei Programme geschrieben werden. Das erste Programm ist das Vorlaufprogramm. Da insgesamt drei Schnitte gebraucht werden (ausgenommen vom Trennen) wird im Vorlaufprogramm geschruppt und geschlichtet. Im zweiten Programm (Rücklaufprogramm) wird geglättet. Dann muss noch das dritte Programm, das Trennen, geschrieben werden. Der Ablauf ist also folgender: schruppen (Vorlauf), glätten (Rücklauf), schlichten (Vorlauf) und trennen. L2821/ Stempel Vorlauf Name des Programms M80 Dielektrikum ein M82 Drahtvorschub ein M84 Bearbeitung ein G90 Absolutwertbefehl G92 X0. Y0. Festlegung des Nullpunktes G01 X-10.5 G42 Lineare Interpolation, Drahtdurchmesser-Korrektur (rechts) G01 Y6. Lineare Interpolation G01 Y-19.5 Lineare Interpolation G01 Y1. Lineare Interpolation G02 X Y1. I J Kreisinterpolation (im Uhrzeigersinn) G03 X Y-9. I J-5. Kreisinterpolation (gegen Uhrzeigersinn) G02 X-19.5 Y-9. I5.766 J Kreisinterpolation (im Uhrzeigersinn) G01 Y-14. Lineare Interpolation G01 X-10.5 Lineare Interpolation G01 Y-8 Lineare Interpolation G01 X-8.5 G40 Lineare Interpolation, Aufhebung der Drahtdurchmesser-Korrektur G23 Verlassen des Unterprogrammes M02 Programmende L2822/ Stempel Rücklauf M80 M82 M84 G90 G92 X-8.5 Y-8. G01 X-10.5 G41 G01 Y-14. G01 X-19.5 G01 Y-9. G03 X Y-9. I J G02 X Y1. I J5. G03 X-19.5 Y1. I5.766 J G01 Y6. G01 X-10.5 Bericht G01 Y0 übers Erodieren G01 X0 G40 G23 M02 L2823/ Stempel Trennen M80 M82 M84 G90 G92 X-8.5 Y-8. G01 X-10.5 G42 G01 Y0. G01 X0. G40 G23

30 Bericht übers Erodieren Nach der Sicherheitsunterweisung an der Drahterodiermaschine, hatten wir die Aufgabe die Programme für die Bearbeitung des Stempels zu schreiben. Die Programme haben Lars Jakobsen und Tomislav Cvitanovic geschrieben. Ein Tag bevor wir an die Maschine konnten sollten wir unsere Programme in die Maschine eintippen. Am Tag der Bearbeitung kam es dann zu einigen Komplikationen. Zuerst stellten wir fest, dass die Programme nicht korrekt waren. Die I- und J-Werte waren nicht richtig bemaßt. Sodass wir erst unsere Programme umschreiben mussten. In der Zeit haben Schoheib Hassani und Felix Elvers die Maschine eingerichtet. Als die Programme fertig waren und die Maschine eingerichtet war, konnte es losgehen. Beim Anfahren riss uns der Draht öfter und wir mussten erst neuen Draht wieder einfädeln und den Vorschub runter drehen. Dies passierte öfter. Nachdem der Vorschub richtig eingestellt war. Funktionierten unsere Programme einwandfrei und ohne weitere Komplikationen. Als die Gruppe drei die Führungsplatte gefertigt hatte ist uns aufgefallen, dass der Stempel zu groß geworden ist. Jetzt mussten wir erst den Grund ermitteln, wieso das so ist. Nachdem wir die Zeichnungen verglichen hatten fiel uns auf das unsere Gruppe den Schneidspalt nicht berücksichtigt hat. Dadurch ist unser Stempel zu groß geworden. Jetzt war die Frage was die einfachste Lösung wäre um den Fehler auszugleichen. Entweder müssen alle anderen Gruppen ihre Programme und Zeichnungen dem zu großem Stempel anpassen oder es wird ein neuer Stempel mit den richtigen Maßen gefertigt. Fairness halber wäre es gerecht, wenn die Stempelgruppe den Stempel neu fertigen würde. Dies geht aber nicht so einfach, da der Erodierblock schon gehärtet ist und wir somit die Gewinde nur mit einer Senkerodiermaschine fertigen könnten. Diese haben wir aber nicht zur Verfügung. Deswegen sind die anderen Gruppen gezwungen ihre Zeichnungen und Programme unserer Gruppe anzugleichen. Nennmaße 42,5mm 23,2mm 20mm 9mm Istmaße 42,61mm 23,25mm 20,05mm 9,06mm

31 Unsere Erfahrungen und unsere Meinung Das Projekt hat im großem und ganzem viel Spaß gemacht. Natürlich gibt es immer Dinge, die man besser machen könnte. Daher wollten wir einmal ein kleines Featback geben. Was uns nicht so gut gefallen hat war die Absprache unter de Lehrern. Vieles ist unklar geblieben, da die Lehrer oft unterschiedliche Arbeitanweisungen gegeben haben. Es war nicht immer einfach die vorgegebenen Aufgaben in der vorgegebenen Zeit zu erledigen, da es meist ein ziemliches Chaos gab. Was leider auch nicht so gut war, war dass wir leider zu wenig Computer hatten, sodass man manchmal warten musste, bevor man etwas bearbeiten konnte. Was wir aber positiv fanden war z.b., die Gruppenarbeit an sich. Es hat spaß gemacht sich seine Zeit selbst einzuteilen und sich gegenseitig zu unterstützen. Dadurch hat man selbst viele Sachen noch mal verinnerlicht. Wir waren auch mit unserer Gruppe sehr zufrieden, jeder hat geholfen und es gab auch keinen Stress. Natürlich kann man auch hier an einigen Dingen arbeiten, aber im Großem und Ganzem hat es sehr viel spaß gemacht. Wir haben viel gelernt. Es war einfach mal was anderes.