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Unverzichtbarer Leitfaden: 9 Arten von Metallstempelgeräten

Zuletzt aktualisiert:
Mai 4, 2024
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Inhaltsverzeichnis

Zu den Ausrüstungen für die Blechumformung gehören vor allem: mechanische Pressen, hydraulische Pressen, CNC-Stufenpressen, CNC-Revolverstanzmaschinen, Blechbiegemaschinen, Blechwalzmaschinen, Biegemaschinen, Kaltbiegemaschinen und Hammerpressen, um nur einige zu nennen.

1. Mechanische Pressen

Mechanische Pressen werden in erster Linie für Trenn- und Umformprozesse eingesetzt und sind in der Stanztechnik am weitesten verbreitet. Die Kurbelpresse ist eine Hauptform der mechanischen Presse.

Kurbelpressen können je nach Form der Kurbel in Kurbelwellen-, Exzenterwellen- und Exzentergetriebepressen unterteilt werden.

1) Die Exzenterwellenpresse, auch Exzenterpresse genannt, verwendet eine Exzenterwelle als Hauptwelle. Durch Verstellen der Exzenterhülse kann der Hub des Pressenschiebers in einem bestimmten Bereich variiert werden. Dieser Pressentyp eignet sich für das Stanzen und Flachziehen von kleinen und mittelgroßen Teilen und hat eine hohe Produktionsrate.

2) Die Kurbelwellenpresse verwendet eine Kurbelwelle als Hauptwelle, und der Hub des Schiebers ist nicht einstellbar. Bei diesem Pressentyp ist die Kurbelwelle auf beiden Seiten des Gehäuses gelagert, wodurch die Last gleichmäßig auf das Gehäuse verteilt wird. Sie hat eine größere Nennkraft und einen größeren Schieberhub.

3) Die Exzenterzahnradpresse ersetzt die Kurbelwelle durch ein Exzenterzahnrad und bietet eine bessere Kraftaufnahme und Steifigkeit als die Kurbelwellenstruktur. Sie ist für große und mittelgroße Pressen geeignet.

Pressen lassen sich je nach Struktur des Körpers in offene und geschlossene Typen unterteilen.

1) Die offene Presse hat eine C-förmige Körperstruktur, mit im Allgemeinen kleinerer Tonnage (25~4000kN) und einer kleineren Tischgröße. Sie kann von drei Seiten angefahren werden, ist bequem zu bedienen, hat aber eine schwache strukturelle Steifigkeit, was zu Winkelverformungen während des Betriebs führt.

2) Die geschlossene Presse hat eine rahmenähnliche Struktur und bietet eine gute strukturelle Steifigkeit, eine größere Tischgröße und eine typische Tonnage von 1600~25000kN.

Pressen können nach der Anzahl der Kraftangriffspunkte an der Kurbel des Schiebers in Einpunkt-, Zweipunkt- und Vierpunktpressen eingeteilt werden. Doppelpunktpressen haben einen breiten Tisch, und Vierpunktpressen haben einen großen Tisch, sowohl in der Breite als auch in der Tiefe, der einen starken Widerstand gegen versetzte Lasten bietet.

Je nachdem, wie sie auf das gestanzte Material einwirken, können Pressen in einfachwirkende und doppeltwirkende Typen unterteilt werden. Doppeltwirkende Pressen sind besser für das Tiefziehen geeignet.

Zu den wichtigsten technischen Parametern mechanischer Pressen gehören die Nennkraft, der Stößelhub, die Anzahl der Stößelhübe, die maximale Schließhöhe, die Größe der Stößelunterfläche und die Größe des Arbeitstisches.

2. Hydraulische Pressen

Hydraulische Pressen

Hydraulische Pressen werden hauptsächlich für Umformverfahren wie Tiefziehen, Prägen, Biegen, Bördeln und Richten eingesetzt.

Hydraulische Pressen lassen sich anhand ihrer strukturellen Merkmale in Einständer-, Viersäulen- und Rahmenpressen unterteilen.

1) Die Einständer-Hydraulikpresse hat einen C-förmigen Aufbau, im Allgemeinen eine geringere Tonnage und eine kleinere Tischgröße. Sie kann von drei Seiten angefahren werden, ist bequem zu bedienen, hat aber eine schwache strukturelle Steifigkeit, was zu Winkelverformungen während des Betriebs führt.

2) Die Viersäulen-Hydraulikpresse ist eine gängige Konstruktion, die den Anforderungen der regelmäßigen Nutzung zu geringeren Kosten entspricht. Aufgrund der Säulen-Mutter-Kombination sind jedoch die Widerstandsfähigkeit gegenüber versetzten Lasten, die Präzision und die Präzisionswartung relativ schwach.

3) Die hydraulische Rahmenpresse hat drei Formen: Integralrahmen, vorgespannter kombinierter Rahmen und kombinierter Plattenrahmen. Sie bietet eine hohe Präzision und einen starken Widerstand gegen versetzte Lasten. Die integrierte Rahmenstruktur hat im Allgemeinen eine kleinere Tischgröße, während die kombinierte Rahmenstruktur eine größere Tischgröße haben kann.

Der Tonnagebereich von hydraulischen Viersäulen- und Rahmenpressen ist breit gefächert und reicht von einigen zehn Tonnen bis zu mehreren tausend Tonnen und sogar bis zu Zehntausenden von Tonnen.

Hydraulische Pressen sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, z. B. als Einzylinder-, Doppelzylinder-, Mehrzylinder-, Vertikal-, Horizontal-, Aufwärts- und Abwärtshubpressen, die sich flexibel an unterschiedliche Prozessanforderungen anpassen lassen.

Im Vergleich zu Pressen weisen hydraulische Pressen die folgenden Merkmale auf:

1) Da sie mit einer hydraulischen Kraftübertragung arbeiten, können hydraulische Pressen eine höhere Tonnage und eine größere Bandbreite an Arbeitskurven erreichen. Druck, Geschwindigkeit und Hub einer hydraulischen Presse können nach Belieben eingestellt werden, was ihr im Vergleich zu mechanischen Pressen eine größere Prozessanpassungsfähigkeit verleiht.

2) Aufgrund der hydraulischen Übertragung gibt es gewisse Mängel bei der Flüssigkeitsabdichtung, der Steifigkeit der Übertragung, dem Übergang der hydraulischen Energie, der Stabilität und der Haltbarkeit des Arbeitsprozesses. Im Vergleich zu mechanischen Pressen gibt es eine gewisse Lücke in der Anzahl der Schieberhübe und der Zuverlässigkeit.

3) Im Allgemeinen sind hydraulische Pressen besser für die Umformung geeignet, insbesondere für das Tiefziehen und die Umformung dicker Bleche, während mechanische Pressen besser für das Trennen und die flache Umformung sowie für Szenarien geeignet sind, die hohe Produktionsraten erfordern.

3. CNC-Revolverstanzmaschine

CNC-Revolverstanzmaschine

Bei der CNC-Revolverstanzmaschine handelt es sich um eine Presse, die mit numerischer Steuerungstechnik arbeitet, um Stanzungen an Blechen vorzunehmen. Das zu stanzende Blech wird auf dem Arbeitstisch befestigt und nach einem vorgegebenen Programm bewegt und positioniert. Das Stanzwerkzeug ist in der Matrizenaufnahme der Presse installiert und arbeitet im Einzel- oder Stufenstanzmodus, so dass es sich für die Kleinserienfertigung von mehreren Sorten eignet.

Zu den wichtigsten Merkmalen der CNC-Revolverstanzmaschine gehören:

① die Verwendung von hochpräzisen Kugelumlaufspindeln und Rollführungen, die eine hohe Bewegungsgenauigkeit und Zuverlässigkeit bieten;

② der Einbau eines numerischen Steuerungssystems, das die Stanzarbeiten automatisch durchführt;

③ Die Positioniergenauigkeit liegt im Allgemeinen innerhalb von ±0,15 mm und kann bis zu ±(0,05~0,07) mm betragen;

④ Im Vergleich zum herkömmlichen Stanzen kann die Produktivität um das 4- bis 10-fache gesteigert werden;

⑤ kurzer Produktionsvorbereitungszyklus, geringere Arbeitsintensität für die Arbeiter und Einsparung von Produktionsfläche.

4. CNC-Revolverstanze

CNC-Revolverstanze

Die CNC-Revolverstanzmaschine ist ein effizientes und präzises Gerät zum Stanzen von Blechen. Zwischen dem Schieber und dem Arbeitstisch der Revolverstanze befindet sich ein Revolver, der mehrere Sätze von Matrizen aufnehmen kann. Das zu bearbeitende Blech wird von einer Klemme gehalten und bewegt sich in der X- und Y-Achsenrichtung zwischen dem oberen und unteren Revolverkopf entsprechend den Eingabeanweisungen.

Der Stanzvorgang, die Auswahl der Matrize und die Blechbewegung werden von der numerischen Steuerung gesteuert. Sie kann Aufgaben wie Stanzen, Pressen, Bördeln und Jalousiestanzen erledigen. Mit ihrer geringen Nennkraft, hohen Effizienz, Präzision, Flexibilität, Sicherheit und Zuverlässigkeit eignet sie sich für die Produktion von mehreren Sorten, Kleinserien und komplexen Teilen.

Der Hauptunterschied zwischen der Revolverstanze und der Stufenstanze liegt in der Art und Weise, wie die Werkzeuge gelagert werden. Während der Schieber und der Arbeitstisch der Stufenstanze nur einen (oder einige wenige) Werkzeugsätze in vertikaler Richtung aufnehmen können, kann der Revolver der Revolverstanze Dutzende von Werkzeugsätzen aufnehmen und ermöglicht einen schnellen automatischen Austausch.

5. Blechbiegemaschine

Blechbiegemaschine

Die Blechbiegemaschine, die einfache Universalformen verwendet, ist in der Lage, Bleche in verschiedenen Winkeln linear zu biegen. Sie ist aufgrund ihrer Einfachheit, der niedrigen Werkzeugkosten und des leichten Austauschs die am häufigsten verwendete Biegeausrüstung. Die Maschine selbst führt eine einfache lineare Auf- und Abwärtsbewegung aus. Zu den gängigen Arten von Biegemaschinen gehören mechanische, hydraulische und CNC-hydraulische.

(1) Mechanische Blechbiegemaschine

Die mechanische Blechbiegemaschine hat einen ähnlichen Aufbau und ein ähnliches Funktionsprinzip wie die mechanische Presse, wobei die Drehbewegung des Elektromotors über einen Kurbelmechanismus in eine Hin- und Herbewegung des Schiebers umgewandelt wird.

Zu den Vorteilen einer mechanischen Biegemaschine gehören eine hohe Parallelität zwischen Schieber und Arbeitstisch und die Fähigkeit, exzentrischen Belastungen standzuhalten. Mit der Entwicklung von hydraulischen Biegemaschinen sind diese Vorteile jedoch weniger ausgeprägt geworden.

Die Nachteile einer mechanischen Biegemaschine sind: (1) Hub und Geschwindigkeit können nicht eingestellt werden; (2) der Schieber erreicht in den meisten Bereichen des Hubs nicht die Nennkraft; (3) die geschlossene Höhe der Maschine muss vor dem Betrieb sorgfältig eingestellt werden; (4) es ist schwierig, einen CNC-gesteuerten und automatisierten Betrieb zu erreichen.

Aufgrund der nicht einstellbaren Geschwindigkeit des Schiebers der mechanischen Biegemaschine können hohe Biegegeschwindigkeiten eine Gefahr für den Bediener darstellen und Personenschäden verursachen.

Beim Biegen großer dünner Bleche kann es zu einer Rückfederung des Blechs kommen, was die Form und die Präzision des Teils beeinträchtigt. Mit der rasanten Entwicklung der Hydrauliktechnologie und der hydraulischen Biegemaschinen haben sich hydraulische Biegemaschinen bei den Blechbiegemaschinen durchgesetzt, und mechanische Biegemaschinen wurden ausgemustert.

(2) Hydraulische Blechbiegemaschine

Die hydraulische Blechbiegemaschine arbeitet mit einem direkten hydraulischen Antrieb. Das hydraulische System kann während des gesamten Hubs vollen Druck auf das Blech ausüben, schützt automatisch vor Überlastung und ermöglicht eine einfache automatische Steuerung.

Im Vergleich zu mechanischen Biegemaschinen haben hydraulische Biegemaschinen erhebliche Vorteile:

(1) Sie verfügen über einen Überlastungsschutz, der Schäden an Formen und Maschinen verhindert; (2) CNC-Betrieb ist leicht möglich, mit einfachen und bequemen Einstellungen von Hub, Druck und Geschwindigkeit; (3) maximaler Druck kann an jedem Punkt des Hubs erzeugt werden; (4) schnelle Annäherung und langsame Biegung können realisiert werden, wobei der Hubumwandlungspunkt nach Belieben einstellbar ist.

(3) CNC-Blechbiegemaschine

Seit Mitte der 1980er Jahre haben sich die Biegemaschinen schnell in Richtung CNC-Betrieb entwickelt.

Durch den Einsatz von CNC können Blechbiegemaschinen 20%-70% an Einstellungszeit, 20%-50% an Betriebszeit und 30%-45% an Inspektionszeit einsparen, wodurch sich die Zahl der Arbeitskräfte um 20%-30% verringert, die Biegequalität verbessert und die Ausschussrate verringert wird.

CNC-Biegemaschinen haben die folgenden Vorteile:

(1) Sie können eine Kompensation der Biegebiegung und eine CNC-Biegeprogrammierung durchführen und bieten eine hohe Biegegenauigkeit und gleichbleibende Präzision über mehrere Chargen von Teilen hinweg; (2) mehrere Biegevorgänge können auf einer Maschine durchgeführt werden, wodurch die Halbfertigproduktion reduziert wird; (3) die Biegedaten sind leicht zu korrigieren und zu speichern, wodurch die Vorbereitungszeit für die Produktion verkürzt wird. Die Bedienung ist einfach und reduziert die Qualifikationsanforderungen an die Bediener.

6. Blechwalzmaschine

Blechwalzmaschine

Eine Blechwalzmaschine ist ein universelles Werkzeug zum Biegen von Blechen zu zylindrischen, bogenförmigen oder anders geformten Werkstücken. Sie kann in Dreiwalzen- und Vierwalzen-Blechwalzmaschinen unterteilt werden. Die Dreiwalzenmaschine kann das Blech vorbiegen, und basierend auf verschiedenen Vorbiege-Einstellmethoden wird sie in universelle obere Walzeneinstellung und horizontale untere Walzenbewegung unterteilt.

Die Vier-Walzen-Blechwalzmaschine kann das Blech vorbiegen und voll numerisch gesteuerte automatische Vorgänge durchführen, die eine höhere Effizienz und Präzision als die Drei-Walzen-Maschine bieten. Blechwalzmaschinen werden häufig bei der Herstellung von Stanzteilen für Schienenfahrzeuge eingesetzt.

7. Streckformmaschine

Streckformmaschine

Bei der Biegeumformung werden stranggepresste Profile oder gebogene Bleche mit einer bestimmten Form auf speziellen Vorrichtungen und Formen gebogen, wobei axiale Spannung und Biegemomente auf die Rohlinge ausgeübt werden. In Schienenpersonenwagen werden verschiedene Arten von Biegeformteilen verwendet. Bei den Biegevorrichtungen für Schienenpersonenwagen handelt es sich um Ausleger-Biegemaschinen, die in horizontale und vertikale Typen unterteilt sind und beide hydraulisch angetrieben werden.

Bei der vertikalen Biegemaschine handelt es sich um ein älteres Modell mit einem konventionellen hydraulischen Schaltantrieb. Die horizontale numerisch gesteuerte Biegemaschine verwendet moderne elektro-hydraulische Proportionalsteuerungstechnologie, und der Biegeprozess kann im mechanischen Modus und im Verschiebungsmodus gesteuert werden.

8. Kaltbiege-Umformmaschine

Kaltbiege-Umformmaschine

Die Walzenkaltumformung ist ein plastisches Umformverfahren, bei dem Metallspulen als Rohmaterial verwendet werden, der Rohling schrittweise durch mehrere Sätze von Walzgerüsten gebogen wird und lange Bandteile mit einer bestimmten Querschnittsform erhalten werden. Die Vorteile der Walzenkaltumformung sind leichte Bauteile, hohe Produktionseffizienz sowie Material- und Energieeinsparungen.

Es kann kontinuierlich unter Verwendung von Coil-Materialien hergestellt werden und eignet sich besonders für die Herstellung langer und großer Teile. Die in Schienenfahrzeugen weit verbreiteten Profile werden hauptsächlich durch Walzkaltbiegen hergestellt. Die Kaltbiegeausrüstung besteht in der Regel aus einer Produktionslinie, die aus einer Abwickelhaspel, einer Richtmaschine, einer Umformmaschinengruppe, einer Korrekturvorrichtung, einer Schneidvorrichtung und einem Ausgabetisch besteht.

9. Hammerschmiedemaschine

Bei der Hammerformung werden die spezielle Form und das Hochfrequenzhämmern einer Hammermaschine verwendet. Durch manuelle Betätigung kann das Blech oder Profil gequetscht, gestreckt, gewölbt, abgeflacht, umgeformt oder abgeflacht und begradigt werden, um allmählich die gewünschte Teileform zu erreichen.

Bei der Hammerumformung entstehen keine Schnitte und keine Hitze, die Umformung ist stabil, es wird keine spezielle Form benötigt, die Herstellungskosten sind niedrig, und die Anwendung ist bequem und flexibel. Es eignet sich besonders für die Herstellung von mehreren Sorten, Kleinserien und manuellem Stanzen und wird bei der Herstellung von Stanzteilen für Eisenbahn-Personenwagen verwendet.

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