Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Gestaltung und Bewertung einhubiger Scherschneidverfahren mit starren Werkzeugen unter Berücksichtigung der Schnittflächenqualität an Blechbauteilen

 
: Kräusel, Verena

Chemnitz, 2013, 185 S.
Chemnitz, TU, Habil.-Schrift, 2013
Deutsch
Habilitationsschrift
Fraunhofer IWU ()
Schneidverfahren; Schnittflächenqualität; Schneidwerkzeug; Schneidgeschwindigkeit; Druckspannungsüberlagerung

Abstract
Nahezu jedes durch Kalt- oder Warmumformung hergestellte Blechbauteil muss auf seine finalen Abmessungen beschnitten werden. Vor dem Hintergrund der effizienten Verwendung stetig verknappender Ressourcen und der zunehmenden Bewertung von Produkten hinsichtlich des zu ihrer Herstellung erforderlichen Energieaufwandes bleibt der Einsatz von Schneidverfahren mit mechanischen Werkzeugen, wie z. B. das konventionelle Scherschneiden, das Feinschneiden oder das Genauschneiden, nach wie vor eine energetisch günstige und kostensparende Lösung für die Massenfertigung von umformtechnisch hergestellten Blechbauteilen. Neben den wichtigsten Einflussfaktoren auf den Scherschneidprozess, zu denen u. a. der Werkstück-Werkstoff mit seinen mechanischen Kennwerten und seiner Gefügestruktur sowie die Bauteilgeometrie zählen, gibt die vorliegende Arbeit einen Überblick über anwendbare Werkzeugkonzepte sowie über die derzeit nutzbare Anlagentechnik für einhubige Schneidverfahren. Am Beispiel der Erhöhung der Schneidgeschwindigkeit beim Scherschneiden sowie durch den gezielten Einsatz einer zusätzlichen Druckspannungsüberlagerung beim Genauschneiden wird an Hand eigener Untersuchungsergebnisse aufgezeigt, wie durch eine Beeinflussung des Spannungszustandes und die Modifizierung von Prozessparametern eine Erweiterung des Prozessfensters zur Erzielung hochqualitativer Schnittflächen erfolgen kann. Darüber hinaus verdeutlichen die Wirtschaftlichkeitsberechnung sowie die Betrachtungen zur Energie- und Ressourceneffizienz für eine konkrete Bauteilgeometrie die positiven wirtschaftlichen Effekte des Hochgeschwindigkeitsscherschneidens (HGSS) gegenüber dem konventionellen Scherschneiden sowie dem Genau- und Feinschneiden. Für einen quantitativen Vergleich der durch die betrachteten Schneidverfahren erzielbaren Schnittflächenqualität steht nun ein Qualitätsindex zur Verfügung, dem als wesentliche Kenngrößen die Einzugs- und die Grathöhe sowie der Winkel und die Rauheit von Glattschnitt- und Bruchzone zugrunde liegen. Die im Ergebnis der bewerteten Fachliteratur und der aufbereiteten Untersuchungsergebnisse erarbeitete Gegenüberstellung der Merkmale einhubiger Scherschneidverfahren sowie der entwickelte Algorithmus unterstützen den Anwender bei der Entscheidung zur Auswahl des geeigneten Schneidverfahrens bei einer vorgegebenen Bauteilgeometrie.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-252464.html