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1 Technische Information Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech

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3 Technische Information Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Ausgabe 10/2006

4 Bestellinformationen Bitte geben Sie den Titel des Dokuments, die gewünschte Sprache und das Datum der Ausgabe an. TRUMPF GmbH + Co. D Ditzingen Johann-Maus-Straße 2 Fon ( ) Fax ( ) Internet: [email protected] Das Dokument wurde in der Technischen Dokumentation der Firma TRUMPF GmbH + Co. verfaßt. Alle Rechte an dieser Dokumentation, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung liegen bei TRUMPF GmbH + Co., auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Kein Teil der Dokumentation darf in irgendeiner Form ohne vorherige schriftliche Zustimmung der TRUMPF GmbH + Co. reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Irrtum und technische Änderungen vorbehalten. TRUMPF GmbH + Co. TRUMPF GmbH + Co. haftet nicht für etwaige Fehler in dieser Dokumentation. Eine Haftung für mittelbare und unmittelbare Schäden, die im Zusammenhang mit der Lieferung oder dem Gebrauch dieser Dokumentation entstehen, ist ausgeschlossen, soweit dies gesetzlich zulässig ist.

5 Bevor Sie weiterlesen... Technische Information Workshop Die vorliegende Kurzzusammenfassung dokumentiert in Ausschnitten und Beispielen den Inhalt und Ablauf des Workshops Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech. Ziel des Workshops ist es, Kenntnisse und Anregungen zum kostengünstigen, fertigungsoptimierten, funktionsgerechten und gewichtsoptimierten Gestalten von Teilen aus dem Werkstoff Blech zu vermitteln. Diese Kenntnisse und Anregungen werden gemeinsam an kundenspezifischen Bauteilen und Aufgabenstellungen erarbeitet, welche mit dem Kunden in einem Vorgespräch definiert werden. Dabei besteht auch die Möglichkeit Schwerpunkte für den Workshop wie z.b. Möglichkeiten des Laserschneidens zu setzen. Hierzu ist es vorteilhaft, ca. 6 bis 8 Mitarbeiter aus den Bereichen Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Fertigung gemeinsam zu schulen, um die Möglichkeiten und Grenzen des Werkstoffes Blech allen an der Prozeßkette Blech beteiligten darzustellen. Gemeinsam werden zuerst Gestaltungs- und Konstruktionsregeln zum Umgang mit dem Werkstoff Blech erarbeitet, die im weiteren Verlauf des Workshops bei den einzelnen Aufgabenstellungen angewendet werden. Zu den einzelnen Aufgabenstellungen werden zusätzlich Beispielteile gezeigt und erklärt, um Anregungen für die Möglichkeiten des Werkstoffes Blech zu geben. Der Workshop bietet auch die Möglichkeit, auf spezielle Fragen und Problemstellungen, die im Verlauf des Workshops auftreten einzugehen. Um die Prozeßkette Blech darzustellen, wird im Verlauf des Workshops ein Bauteil konstruiert, programmiert und gefertigt, das im Workshop als Lösungsvariante für eine Aufgabenstellung erarbeitet wurde. Die Dauer des Workshops beträgt ca. 3,5 Tage, kann aber entsprechend den Anforderungen, Umfang der Themen und Aufgabenstellungen in der Dauer verkürzt oder verlängert werden. Dokumentation Die Dokumentation zum Workshop besteht aus den folgenden Schriften: x x x eine ausführliche Zusammenfassung in der Form dieser Kurzzusammenfassung eine speziell für den Workshop angefertigte Dokumentation, die die kundenspezifischen Aufgabenstellungen und Lösungsvarianten enthält eine Sammlung von Technischen Informationsschriften zu einzelnen im Workshop behandelten Themen, bzw. Fertigungsmöglichkeiten T397D0.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 0-5

6 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1 Gestaltungsregeln für den Werkstoff Blech Zusammenfassung Kapitel 2 Erstellen einer Abwicklung Kapitel 3 Aufgabenstellungen zum Gestalten mit dem Werkstoff Blech 1. Späneklappe Anforderungen an die Späneklappe Aufgabenstellung Abmessungen und Einbausituation Lösungsvariante Lösungsvariante Lösungsvariante Lösungsvariante Kapitel 4 Die Prozeßkette Blech am Beispiel einer Zylinderaufnahme Kapitel 5 Beispielteile 0-6 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D0.DOC

7 Kapitel 1 Gestaltungsregeln für den Werkstoff Blech Zusammenfassung Die Dokumentation besteht aus einer Auswahl der einzelnen erläuterten Gestaltungsregeln. Die Gestaltungsregeln sind entsprechend dem Ablauf der Prozeßkette Blech dargestellt. T397D1.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 1-1

8 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Gestaltung von Krafteinleitungsstellen Vermeidung örtlicher Überlastungen gleichmäßige Verteilung der Krafteinleitung Krafteinleitungsstellen direkt unterstützen 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Kraftfluß beachten Kraft auf kürzestem Weg weiterleiten Zug- und Druckbelastungen beachten Lange Querschnitte durch Zug belasten Kraftumleitungen unterstützen 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D1.doc

9 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Erhöhung von Steifigkeit und Stabilität Durch Gestaltung der Blechränder z Abkantungen z Falzungen z mehrfache Abkantungen 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Erhöhung von Steifigkeit und Stabilität Eingeschweißte Rippen in Profilen Lasergeschweißt 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 T397D1.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 1-3

10 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Verzug bei Schweißkonstruktionen reduzieren Verzug reduzieren durch: z Punktschweißen, maximal 2 Bleche z Lochschweißen z Unterbrochene Schweißnähte z Symmetrische Schweißnähte z Laserschweißen 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Gleiche Blechdicken bei Schweißteilen verwenden Fertigen aller Einzelteile aus einer Tafel 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D1.doc

11 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Fügehilfen verwenden Fügehilfen durch Verzapfen von: z Flächigen Bauteilen mit Zapfen z Gebogenen Teilen mit Zapfen in der Biegezone z außen am Bauteil z innen am Bauteil 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Fügehilfen verwenden Fügehilfen durch Anreißen mit: z Körner z Laserkennzeichnen 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 T397D1.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 1-5

12 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Mindestschenkellänge beachten Die Schenkellänge ist abhängig von: z Gesenkweite z Blechdicke z Material z Oberwerkzeugradius z evtl. ACB- Tastscheiben 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Werkzeugteilung beachten Laschen oder Innenbiegungen auf die Werkzeugteilung auslegen 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D1.doc

13 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Biegefolge beachten Kollision zwischen Werkstück und Werkstück Kollision zwischen Werkstück und Werkzeug 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Verbindungselemente im Blech verwenden Verbindungselemente wie z.b.: z Nietmuttern z Schweißmuttern Durchsetzfügen von zwei Blechen Biegelinie Schweißmuttern 526h,ha - 03-Gestaltungsregeln - 01/99 T397D1.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 1-7

14 Zusammenfassung 1. Gestalten der Krafteinleitungsstellen 2. Beachten des Kraftflußes 3. Erhöhen von Steifigkeit und Stabilität 4. Umformen vor Fügen 5. Beachten von Verzug und Schweißnahtlage 6. Verwenden von gleichen Blechdicken in Fügeteilen 7. Verwenden von Fügehilfen 8. Gestalten von symmetrischen und eindeutig unsymmetrischen Teilen 9. Gestalten von minimalen Überlappungen in der Abwicklung 10. Zusammenfassen von Teilen 11. Gestalten von einfachen Bauteilen 12. Definieren von biegbaren Profilen 13. Gestalten von kompakten Abwicklungen 14. Möglichkeiten für gemeinsame Trennschnitte prüfen 15. Beachten der Blechtafelgröße und des Teilegewichtes 16. Beachten der Mindestabkantlängen (ACB) 17. Öffnungen außerhalb der Biegezonen vorsehen 18. Beachten der Verhältnismäßigkeit der Laschen zueinander 19. Vorsehen von Biegehilfen 20. Beachten der Biegefolge 21. Umformen vor spanender Beabeitung 22. Verwenden von Verbindungselementen 1-8 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D1.doc

15 Kapitel 2 Erstellen einer Abwicklung Erstellen einer Abwicklung am Beispiel eines Motorflansches aus einzelnen Laschen als Aufgabenstellung. Erarbeiten der Vorgehensweisen zum Erstellen einer Abwicklung. T397D2.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 2-1

16 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Abwicklung erstellen Das Teil ist konstruiert bzw. ein Modell ist erstellt 526h,ha - 04-Aufgabe-Abwicklung - 01/99 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Abwicklung erstellen Die Einzellaschen 526h,ha - 04-Aufgabe-Abwicklung - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D2.doc

17 Kapitel 3 Aufgabenstellungen zum Gestalten mit dem Werkstoff Blech 1. Späneklappe Anforderungen an die Späneklappe Aufgabenstellung Abmessungen und Einbausituation Lösungsvariante Lösungsvariante Lösungsvariante Lösungsvariante T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-1

18 Die Aufgabenstellungen werden anhand von kundenorientierten Bauteilen so ausgewählt, um: x die erarbeiteten Gestaltungsregeln an konkreten Aufgabenstellungen anzuwenden x Möglichkeiten und Grenzen einzelner Fertigungsverfahren aufzuzeigen x Bauteile entsprechend den Anforderungen zu optimieren x unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten und Lösungsansätze darzustellen Im Verlauf des Workshops werden unterschiedliche Aufgabenstellungen bearbeitet: x Als Beispiel für eine solche Aufgabenstellung wird die Späneklappe an Stanzmaschinen der Fa. Trumpf GmbH + Co. KG mit einigen Lösungsvarianten dargestellt. 3-2 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc

19 1. Späneklappe 1.1 Anforderungen an die Späneklappe x Verschließen der Konsole während des Stanzens, um einen Unterdruck zum Absaugen der Stanzbutzen zu erzeugen x Öffnen und Schließen der Klappe durch einen Pneumatikzylinder x Bauraum muß beibehalten werden, um für den Schadensfall eine nachrüstbare Lösung zu erhalten 1.2 Aufgabenstellung Gestalten Sie die Konstruktion optimal für den Kraftfluß. Reduzieren Sie wenn möglich die Teileanzahl. Beachten Sie möglichst viele der erarbeiteten Gestaltungsregeln. T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-3

20 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Istzustand der Späneklappe Schweißbaugruppe aus 3 Bauteilen Materialdicke s=4mm Momentenbelastung durch: z Eigengewicht z Gewicht der Späne z Schließkraft des Zylinders 526h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/98 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Schadensfall Bruchbild an der Späneklappe Dauerbruch im Bereich der Schweißnaht 526h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc

21 85 55 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Abmessungen Krafteinleitungsstellen F Zylinder ,5 F Lager F Späne 526h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/98 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-5

22 ( 307 ) ( 103 ) 5 30 ( 2 ) ( 159 ) ( ) A ( 20 ) Abmessungen und Einbausituation nicht lackiert _h _3a3x20(105 _h _3b 3 58 SchweiBbereich beidseitig _a _a 15 signiert => _3a ,5 nicht lackiert ( 62 ) ( 15 ) ( 152 ) ( 409,3 ) ( 352,5 ) 160,1 _h _h 140 _3a_ A 160 _h 150 A ( ) 9 _3a 4 45 E QGLJ3RV innen nicht geschweibt _3a 60 signiert => ( 337,5 ) Fig Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc

23 Lösungsvariante 1 Fig T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-7

24 Fig Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc

31 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Lösung TRUMPF Kraftfluß optimiert Reduzierung auf zwei Bauteile 526h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/98 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Abmessungen der Lösung Einfaches Blechteil ,5 85, h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/98 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-15

32 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Abmessungen der Lösung Abwicklung mit Hilfslasche 526h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc

33 Kapitel 4 Die Prozesskette Blech am Beispiel einer Zylinderaufnahme T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-1

34 Am Beispiel einer Zylinderaufnahme zeigen wir die Prozeßkette Blech von der Idee bis zum fertigen Produkt. Von der Idee Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc

35 ...über Skizzen... Fig T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-3

36 ...und Modelle Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc

37 ...zur Konstruktion und Abwicklung. T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-5

38 Programmieren des Zuschnitts mit TruTops Laser Programmieren der Biegefolge mit TruTops Bend 4-6 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc

39 Fertigen auf der TruLaser 2525 Biegen auf der TruBend Fig T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-7

40 4-8 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc

41 Vom Modell zum fertigen Teil Fügehilfe am Bauteil T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-9

42 4-10 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc

43 Kapitel 5 Beispielteile Anbei eine Auswahl der vorgestellten Beispielteile. T397D5.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 5-1

44 40 Falzen Beispielhafte Werkstücke aus Blech Versteifung durch Falzen h,ha- 20-falzen - 01/99 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Falzen: Profil Geschlossenes Profil durch Falzen biegbar. Profil mit Laserschweißnaht gefügt 526h,ha- 20-falzen - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc

45 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Multilayertechnik Als Unterwerkzeug ausgeführt Für Muster und kleine Serien selbst herstellbare Werkzeuge h,ha- 21-multilayer.ppt - 01/99 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Fügehilfen: Gehäusedeckel AlMg3 2mm Abdruckfreies Biegen Mit Nasen formschlüssig verzapft 526h/ha - 22-fügehilfen - 10/98 T397D5.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 5-3

46 16 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Verbindungen: Rohrverbindungen Eine Verbindung entsteht auch wenn nicht ganz durchgetrennt wird unlösbare Verbindung von Hand gebogener Winkel 526h,ha- 23-verbindungen - 01/99 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Lösbare Verbindungen: Rohrverbindungen 35 M8 Lösbare Verbindung durch Gewinde und Biegeteil Optimierte Krafteinleitung 526h,ha- 23-verbindungen - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc

47 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Entwicklungsstufen: Schweißbaugruppen Schweißteile durch Biegeteile ersetzen Schweißnähte durch Abkantungen ersetzt 526h,ha- 24-entwicklungsstufen - 10/98 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Bauteile: Kiste Dickblech 10mm mit ACB-Winkelsensor gebogen Anschnitt der Bohrungen in einer Aussparung 526h,ha- 25-bauteile - 01/99 T397D5.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 5-5

48 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Fertigung: Laserschneiden Schneiden von dünnen Stegen 526h,ha - 26-fertigung - 01/99 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Bauteile: Hebel Laserschneiden von dicken Blechen Hebel mit Blechdicke s = 20mm 526h,ha- 25-bauteile - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc

49 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Bauteile: Gehäuse Abdruckfreies Biegen 526h,ha- 25-bauteile - 01/99 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Bauteile: Abdeckung Biegen mit ACB-Winkelsensor Walzrichtung hat keinen Einfluß 526h,ha- 25-bauteile - 01/99 T397D5.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 5-7

50 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Fertigung: Trichter Bumping mit Schablonentechnik Schräge Anschlagflächen 526h,ha - 26-fertigung - 01/99 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Fertigung: Schablonentechnik Schablone auf dem Anschlagfinger montiert Anschlagschablonen 526h,ha - 26-fertigung - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc

51 730 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Baugruppen: Teilerutsche TC2000 R Scharniere ermöglichen Teilesortierung Anbindungen für Pneumatikzylinder im Biegeteil integriert 526h,ha- 26-baugruppen - 01/99 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Baugruppen: Teilerutsche TC2000 R Schweißbaugruppe aus mehreren Einzelteilen 526h,ha- 26-baugruppen - 01/99 T397D5.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 5-9

52 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Fügehilfen: Einschubgehäuse für Drucker Abstecken mit Zentrierwarzen Zentrierwarze 526h/ha - 22-fügehilfen - 10/98 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Baugruppen: Lasergeschweißte Strebe Laserschweißen der Verbindungselemente Zusammenschweißen der beiden Halbschalen 526h,ha- 26-baugruppen - 01/ Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc