Technische Information Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech
Technische Information Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Ausgabe 10/2006
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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
Inhaltsverzeichnis Kapitel 1 Gestaltungsregeln für den Werkstoff Blech Zusammenfassung... 1-8 Kapitel 2 Erstellen einer Abwicklung Kapitel 3 Aufgabenstellungen zum Gestalten mit dem Werkstoff Blech 1. Späneklappe... 3-3 1.1 Anforderungen an die Späneklappe... 3-3 1.2 Aufgabenstellung... 3-3 Abmessungen und Einbausituation... 3-6 Lösungsvariante 1... 3-7 Lösungsvariante 2... 3-9 Lösungsvariante 3... 3-11 Lösungsvariante 4... 3-13 Kapitel 4 Die Prozeßkette Blech am Beispiel einer Zylinderaufnahme Kapitel 5 Beispielteile 0-6 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D0.DOC
Kapitel 1 Gestaltungsregeln für den Werkstoff Blech Zusammenfassung... 1-8 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
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 - 01/99 1-2 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D1.doc
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
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 - 01/99 1-4 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D1.doc
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
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 - 01/99 1-6 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D1.doc
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
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
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
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 - 01/99 2-2 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D2.doc
Kapitel 3 Aufgabenstellungen zum Gestalten mit dem Werkstoff Blech 1. Späneklappe... 3-3 1.1 Anforderungen an die Späneklappe... 3-3 1.2 Aufgabenstellung... 3-3 Abmessungen und Einbausituation... 3-6 Lösungsvariante 1... 3-7 Lösungsvariante 2... 3-9 Lösungsvariante 3... 3-11 Lösungsvariante 4... 3-13 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-1
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
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
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 - 10/98 3-4 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc
85 55 Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Abmessungen Krafteinleitungsstellen F Zylinder 64 225,5 F Lager F Späne 526h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/98 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-5
( 307 ) ( 103 ) 5 30 ( 2 ) ( 159 ) ( ) A139 55 ( 20 ) Abmessungen und Einbausituation nicht lackiert _h _3a3x20(105 _h _3b 3 58 SchweiBbereich beidseitig 81-10 _a _a 15 signiert =>917229 110 _3a 120 125 80 10 38,5 nicht lackiert ( 62 ) ( 15 ) 122 15 20 ( 152 ) ( 409,3 ) ( 352,5 ) 160,1 _h _h 140 _3a_ 130 160 A 160 _h 150 A 81-20 ( ) 9 _3a 4 45 E QGLJ3RV innen nicht geschweibt _3a 60 signiert =>247803 100 ( 337,5 ) Fig. 24132 3-6 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc
Lösungsvariante 1 Fig. 24135 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-7
Fig. 24136 3-8 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc
Lösungsvariante 2 Fig. 24137 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-9
Fig. 24138 3-10 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc
Lösungsvariante 3 Fig. 24139 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-11
Fig. 24140 3-12 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc
Lösungsvariante 4 Fig. 24141 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-13
Fig. 24142 3-14 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc
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 64 225,5 85,5 55 526h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/98 T397D3.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 3-15
Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech Abmessungen der Lösung Abwicklung mit Hilfslasche 526h,ha - 10-Aufgabe-Späneklappe - 10/98 3-16 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D3.doc
Kapitel 4 Die Prozesskette Blech am Beispiel einer Zylinderaufnahme T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-1
Am Beispiel einer Zylinderaufnahme zeigen wir die Prozeßkette Blech von der Idee bis zum fertigen Produkt. Von der Idee... 4-2 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc
...über Skizzen... Fig. 24143 T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-3
...und Modelle... 4-4 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc
...zur Konstruktion und Abwicklung. T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-5
Programmieren des Zuschnitts mit TruTops Laser Programmieren der Biegefolge mit TruTops Bend 4-6 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc
Fertigen auf der TruLaser 2525 Biegen auf der TruBend Fig. 17863 T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-7
4-8 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc
Vom Modell zum fertigen Teil Fügehilfe am Bauteil T397D4.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 4-9
4-10 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D4.doc
Kapitel 5 Beispielteile Anbei eine Auswahl der vorgestellten Beispielteile. T397D5.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 5-1
40 Falzen Beispielhafte Werkstücke aus Blech Versteifung durch Falzen 2 70 526h,ha- 20-falzen - 01/99 Beispielhafte Werkstücke aus Blech Falzen: Profil Geschlossenes Profil durch Falzen biegbar. Profil mit Laserschweißnaht gefügt 526h,ha- 20-falzen - 01/99 5-2 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc
Beispielhafte Werkstücke aus Blech Multilayertechnik Als Unterwerkzeug ausgeführt Für Muster und kleine Serien selbst herstellbare Werkzeuge 76 526h,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
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 - 01/99 5-4 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc
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
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 - 01/99 5-6 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc
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
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 - 01/99 5-8 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc
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 549 168 Schweißbaugruppe aus mehreren Einzelteilen 526h,ha- 26-baugruppen - 01/99 T397D5.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 5-9
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 - 01/99 5-10 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D5.doc