Entwicklung und Erweiterung standardisierter Messverfahren zur statischen und dynamischen Pressenvermessung

Entwicklung und Erweiterung standardisierter Messverfahren zur statischen und dynamischen Pressenvermessung von Behrens,  Bernd A, Brecher,  Christian, Hork,  Martin, Werbs,  Michael
Die geometrische Genauigkeit und die Oberflächengüte von Blechbauteilen sowie der Verschleiß der eingesetzten Werkzeuge werden einerseits durch die Prozessparameter und andererseits durch die statischen und dynamischen Wechselwirkungen zwischen Presse und Werkzeug bestimmt. Sowohl für den Pressenhersteller als auch für den Anwender ist eine qualitative Beschreibung der Maschineneigenschaften von besonderer Bedeutung. Für den Pressenhersteller bietet sich die Möglichkeit, auf Basis solcher Daten eine Bewertung von Neuentwicklungen im Vergleich zu Vorgängermaschinen durchzuführen. Darüber hinaus ist eine Verfolgung der Änderungen der Eigenschaften einer Maschine (statisch und dynamisch) über der Einsatzdauer möglich. Für den Anwender ergibt sich aus den Kennwerten eine differenzierte Aussage zur Kaufentscheidung, ob eine Maschine für einen betrachteten Anwendungsfall geeignet ist. Innerhalb des Forschungsprojektes wurde ein Verfahren zur statischen Pressenvermessung entwickelt, dass neben der Messung bislang standardisierter Kennwerte erstmalig auch die standardisierte Erfassung der Tisch- und Stößeldurchbiegung ermöglicht. Die Festlegung des Verfahrens in einer Messvorschrift und die automatisierte Auswertung der Messergebnisse gewährleisten neben der Reproduzierbarkeit den einfachen Vergleich unterschiedlicher Pressen. Zugleich wurde mit der Entwicklung eines Verfahrens zur dynamischen Pressenvermessung ein neues Messverfahren standardisiert, dass es ermöglicht, die statischen mit den dynamischen Kennwerten zu vergleichen. Da zur Untersuchung der dynamischen Maschineneigenschaften keine Probewerkstücke wie Stauchproben benötigt werden, zeichnet sich das Verfahren durch eine hohe Reproduzierbarkeit aus. Die praxisorientierten Messvorschriften, die im Rahmen des Projektes erarbeitet wurden, gewährleisten eine effektive und rationelle Durchführung der Messungen sowie eine einfache Aufbereitung und Interpretation der Messergebnisse durch das in den Unternehmen vorhandene Personal. Durch die Reihenuntersuchung an Umformmaschinen der beteiligten Forschungseinrichtungen und bei den Mitgliedern des projektbegleitenden Ausschusses wurden die Messverfahren im Projektfortlauf verifiziert und mit dem Aufbau eines herstellerneutralen Standes der Technik begonnen, der über das Projektende hinaus an den beiden Forschungseinrichtungen weiter gepflegt und erweitert wird.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Entwicklung eines aktiven Dämpfersystems zur Reduzierung des Werkzeugverschleißes von Schneidwerkzeugen

Entwicklung eines aktiven Dämpfersystems zur Reduzierung des Werkzeugverschleißes von Schneidwerkzeugen von Behrens,  Bernd-Arno, Brecher,  Christian, Hork,  Martin, Werbs,  Michael
Blechstanzteile sind als mechanische Bauteile im gesamten Spektrum technischer Produkte zu finden. Produziert werden diese Teile in großen Mengen auf weggebundenen Schnellläuferpressen. Ein Nachteil des Scherschneidens ist der verfahrensbedingte Werkzeugverschleiß. Speziell an den Stempeln tritt Mantel- und Stirnflächenverschleiß auf. Dies hat Auswirkungen auf die Schnittflächenqualität, die mit fortschreitendem Verschleiß abnimmt. Der Verschleiß wird von der Reibung des Werkzeugs am Werkstück während des Schneidprozesses verursacht. Erhöht wird die Reibung jedoch, wenn aufgrund von Maschinenschwingungen der Stempelweg von einer Schwingbewegung überlagert wird. Dies führt zu einer Verlängerung des Kontaktweges und zu einer Erhöhung der Relativgeschwindigkeit in der Kontaktzone. Im Vorgängervorhaben "Einfluss der Dämpfungseigenschaften von weggebundenen Schnellläuferpressen auf den Werkzeugverschleiß" (AIF 11842 B) wurde daher ein Dämpfungssystem zur Dämpfung der Stößelschwingungen entwickelt, mit dessen Hilfe es möglich ist, den Werkzeugverschleiß erheblich zu reduzieren. Das System basiert auf einem passiven Schwingungstilger, bestehend aus einer federnd am Stößel angebrachten Masse, deren Bewegung durch ein einstellbares Reibelement gedämpft wird. Durch geschickte Abstimmung der Parameter Dämpfermasse, Federsteifigkeit und Reibkraft kann das System manuell an die nach dem Schnittschlag auftretende Stößelschwingung angepasst werden und diese somit dämpfen. Die notwendige manuelle Anpassung des Reibungsdämpfers auf unterschiedliche Schneidprozesse und der aufgrund der hohen notwendigen Dämpfermasse (80 - 140 kg) benötigte große Bauraum beeinträchtigen jedoch den praktischen Einsatz des Systems erheblich. Daher wurde im Rahmen dieses Nachfolgeprojektes ein aktives Dämpfungssystem entwickelt, bei dem deutlich geringere Dämpfermassen ausreichen, um die Stößelschwingungen zu reduzieren. Der für die Dämpfer benötigte Bauraum ist dabei so klein, dass diese oberhalb der Stößelplatte in den Stößel integriert werden können und sie den Einbauraum der Presse nicht einschränken. Somit steht der maximale Platz zum Einbau von Werkzeugen zur Verfügung. Mit Hilfe dieses Systems gelang es bei abschließenden Verschleißuntersuchungen den Verschleiß eines Versuchswerkzeuges gegenüber einem Referenzversuch ohne das Dämpfungssystem durchschnittlich 22,3 % zu reduzieren.
Aktualisiert: 2019-10-09
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