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Stempel- und Matrizenspiel: Geheimnisse für perfekte Teile

Zuletzt aktualisiert:
März 26, 2024

Inhaltsverzeichnis

Das Stanzspiel bezieht sich auf den Spalt zwischen dem Stempel und der Matrize (siehe Abbildung 2-7). Wenn nicht anders angegeben, bezeichnet er im Allgemeinen den Gesamtspalt auf beiden Seiten.

Das Stanzspiel hat nicht nur einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Stanzteile, sondern auch auf die Lebensdauer der Matrize, Stanzkraft, Abstreifkraft und Auswurfkraft. Daher ist das Spiel ein entscheidender Parameter für die Konstruktion von Stanzwerkzeugen.

Spielraum beim Stanzen
Abbildung 2-7 Stanzspiel: 1 - Stempel; 2 - Matrize

Stempel- und Matrizenspielwerte

Die Analyse des Stanzprozesses zeigt, dass es derzeit keinen festen Abstandswert gibt, der alle Anforderungen an eine optimale Profilqualität, höchste Maßgenauigkeit, minimale Verformung, längste Lebensdauer der Matrize und minimale Stanz-, Entlade- und Auswurfkräfte erfüllen kann.

Daher wird in der tatsächlichen Stanzproduktion ein Spielbereich in erster Linie auf der Grundlage von Faktoren wie Profilqualität, Maßgenauigkeit und Werkzeuglebensdauer festgelegt. Solange das Spiel innerhalb dieses Bereichs liegt, können akzeptable Stanzteile und eine längere Lebensdauer des Werkzeugs erreicht werden.

Dieser Bereich wird als angemessenes Spiel bezeichnet, wobei der Mindestwert als minimales angemessenes Spiel und der Höchstwert als maximales angemessenes Spiel bezeichnet wird. Bei der Konstruktion und Fertigung ist zu berücksichtigen, dass sich das Spiel zwischen Stempel und Matrize durch Verschleiß vergrößert; daher ist es in der Regel am besten, das Matrizenspiel auf der Grundlage des Mindestwertes für das angemessene Spiel zu bestimmen.

Je kleiner das bei der Konstruktion gewählte Spiel ist, desto höher ist die erforderliche Fertigungs- und Montagepräzision, was die Kosten entsprechend erhöht. Ein kleineres Spiel erfordert auch eine höhere Festigkeit und Präzision der Matrize, was zu einer kürzeren Lebensdauer und einer höheren Wahrscheinlichkeit von Wartungsarbeiten führt. Daher wird die Höhe des Stanzspiels in der Regel nach folgenden Kriterien gewählt:

(1) Scherfestigkeit des Materials

Werkstoffe mit geringerer Scherfestigkeit lassen sich besser dehnen und verformen und sind anfälliger für Gratbildung, so dass der Abstand kleiner sein sollte. So beträgt beispielsweise das Stanzspiel für Kupferwerkstoffe mittlerer Härte 70% des Stanzspiels für Stahlwerkstoffe der gleichen Dicke und 60% für Aluminiumwerkstoffe.

(2) Anforderungen an die Präzision des Werkstücks

Produkte für die Elektronik- und Haushaltsgeräteindustrie erfordern eine hohe Präzision, während Produkte für die Outdoor-, Elektro- und Landmaschinenindustrie geringere Präzisionsanforderungen haben. Dementsprechend kann der Schneidspalt größer sein.

(3) Werkstückfläche und Kantenlänge

Größere Werkstückflächen oder solche mit langen Kanten neigen dazu, während der Herstellung und Montage der Matrize größere Fehler zu akkumulieren, weshalb ein größerer Matrizenspielraum gewählt werden sollte. (Eine Ausnahme bilden rechteckige Stanzwerkzeuge mit langen Kanten, da das Werkstück während des Stanzens eine Druckkraft auf das konkave Werkzeug ausübt, wodurch sich die geraden Werkzeugkanten ausdehnen).

(4) Position im Prozessablauf

Wenn sich die beim Stanzen entstehenden Grate negativ auf die nachfolgenden Arbeitsgänge oder das Endprodukt auswirken, sollte der Matrizenspielraum kleiner sein. Wenn es keine nachteiligen Auswirkungen gibt, ist ein größeres Spiel vorzuziehen.

(5) Würfelstruktur

Wenn die Struktur der Matrize durch die Form des Materials eingeschränkt ist und kein optimaler Abstand zwischen Stempel und Matrize gewährleistet werden kann (z. B. beim Schneiden von Rohren oder beim Stanzen von Matrizen auf schrägen Oberflächen), sollte ein größerer Abstand gewählt werden.

Schnelle Berechnung von Spielwerten zwischen Stempel und Matrize für Werkstücke in Economy-Qualität

In der alltäglichen Produktion machen die Werkstücke der Economy-Klasse mehr als 80% der gesamten Arbeitslast aus. Handelt es sich bei der Werkstückgeometrie um ein äußeres Polygon oder um innere Vorsprünge oder Schlitze mit einer Breite von mindestens dem 12-fachen der Materialdicke (12t), so kann es dennoch als Economy-Grade-Werkstück behandelt werden. In solchen Fällen wird das beidseitige Spiel (C) zwischen dem Stempel und der Matrize als 10% der Materialdicke berechnet: C = 0,1t.

Wenn das berechnete Spiel weniger als 0,02 mm beträgt, sollte es so bearbeitet werden, als ob kein Spiel vorhanden wäre, d. h. der Stempel sollte so konstruiert werden, dass er nicht in die Matrize eindringt.

Eine Methode zum spielfreien Stanzen ist die Verwendung mehrerer Materialschichten zum Stapeln von Stempeln. Diese Technik ist für Stanzwerkzeuge geeignet, sollte aber bei Stanzwerkzeugen mit Vorsicht genossen werden.

Spielfreies Stanzen erfordert hohe Präzision bei der mechanische Presse Bewegung. Das Spiel zwischen dem Schlitten und der Führung sollte zwischen 0,005 mm und 0,015 mm liegen, und das Axialspiel zwischen der Verbindungsstange und der Kugelkalotte sollte 0,02 mm nicht überschreiten; es darf nicht zu locker sein. Die Arbeitsumgebung sollte sauber und aufgeräumt sein.

Während des Stanzens sollte eine kleine Menge Schmiermittel hinzugefügt werden, und es sollte darauf geachtet werden, dass keine Fremdkörper oder Staub das Material und das Schmiermittel verunreinigen.

Grundsätze für die Auswahl von Räumungsrichtungen

1) Beim Stanzen wird die Matrizengröße als Referenz verwendet, wobei die Stempelgröße der Matrizengröße abzüglich des Abstandswertes entspricht.

2) Beim Stanzen wird die Stempelgröße als Referenz verwendet, wobei die Matrizengröße der Stempelgröße plus dem Abstandswert entspricht.

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