Forschungsberichte

Einfluss des Werkzeugverschleißes auf die Teilequalität beim Scherschneiden von Elektroblechen

Alexander Toussaint

Die Abweichung der Formgenauigkeit und Zunahme der Schnittgrathöhe von geschnittenen Teilen wird im wesentlichen durch den Werkzeugverschleiß bestimmt. Dieser führt zwangsläufig zu einem Werkzeugwechsel beim Nachschleifen der Werkzeuge und damit zu einem mit hohen Kosten verbundenen Stillstand der Presse. Maßnahmen zur Verschleißminderung setzen eine exakte Analyse des Beanspruchungszustands voraus. In den bisher veröffentlichen Arbeiten wurde größtenteils die Gratbildung als Indikator für den Werkzeugverschleiß herangezogen.

Eine alleinige Betrachtung dieser Schnittflächen-Kenngröße ergibt jedoch nur ein unvollständiges Bild der auftretenden Werkzeugbeanspruchung. Die Oberflächenbehandlung von Werkzeugen bietet die Möglichkeit der Verschleißbeeinflussung, wobei eine beanspruchungsgerechte Auswahl von Grundwerkstoff und Beschichtung nur durch entsprechende Untersuchungen zu treffen ist. Bei der Beschichtungsaufbringung haben sich CVD- (Chemical Vapour Deposition) und PVD- (Physical Vapour Deposition) Verfahren durchgesetzt. Auf dem Gebiet der Beschichtungstechnologie wurden, insbesondere durch Mehrlagenbeschichtungen (multi-layer-Schichten), neue Möglichkeiten zur Verschleißverminderung geschaffen.

Die Untersuchungen zeigen den Einfluss des Verschleisses von Schneidwerkzeugen auf die Formgenauigkeit und die Schnittteilqualität geschnittener Elektrobleche durch Einsatz unterschiedlicher Beschichtungssysteme auf. Die Arbeit ist darauf ausgerichtet, den Werkzeugherstellern und Anwendern Auswahlkriterien und Empfehlungen für Werkzeugwerkstoffe, ihre Beschichtungen und dazu passende Stanzöle zu liefern, mit deren Hilfe optimale Prozessparameter zur Minimierung des Schnittgrats erreicht werden können.

Folgende Untersuchungen wurden unternommen:

• Durchführung von Scherschneidversuchen bei Verwendung unterschiedlicher Beschichtungssysteme und Variation des Stanzöls in Abhängigkeit der Anzahl gefahrener Hübe.
• Durchführung von Scherschneidversuchen bei Verwendung eines Stanzöls und Variation der Hubzahl [H/min] in Abhängigkeit der Anzahl gefahrener Hübe.
• Untersuchung der Verschleiß-Kenngrößen 45°-Verschleißlänge, Mantelflächen-Verschleißlänge und Mantelflächenverschleiß der Nutenstempel an unterschiedlichen Messorten.
• Auswertung der Schnittgrathöhe in Abhängigkeit des Werkzeugverschleißzustands, des Messortes, des Stanzöls und der Hubzahl.

Die durchgeführten Untersuchungen zeigen einerseits die Möglichkeit einer Gewichtung der Beschichtungssysteme auf, andererseits stellen sie Aussagen und Richtlinien für Werkzeughersteller und Pressenanwender zur Verfügung, die eine optimierte Einstellung der Verfahrensparameter beim Scherschneiden von Elektroblechen ermöglichen.