Scheren (Fertigung) - Shearing (manufacturing)
Scheren , auch Stanzen genannt , ist ein Verfahren, das Material ohne Spänebildung oder Brennen oder Schmelzen schneidet. Streng genommen wird der Vorgang bei geraden Schneidmessern als Scheren bezeichnet; wenn die Schneidmesser gekrümmt sind, handelt es sich um Schervorgänge. Die am häufigsten gescherten Materialien liegen in Form von Blechen oder Platten vor, aber auch Stangen können geschert werden. Zu den Schervorgängen gehören: Stanzen , Lochen , Rollenschneiden und Beschneiden. Es wird für Metall, Stoff, Papier und Kunststoffe verwendet.
Prinzip
Ein Stempel (oder eine bewegliche Klinge) wird verwendet, um ein Werkstück gegen die fixierte Matrize (oder feststehende Klinge) zu drücken. Normalerweise beträgt der Abstand zwischen den beiden 5 bis 40% der Materialstärke, jedoch abhängig vom Material. Der Abstand ist definiert als der Abstand zwischen den Klingen, gemessen an der Stelle, an der der Schneidvorgang stattfindet und senkrecht zur Bewegungsrichtung der Klinge. Sie beeinflusst die Schnittgüte ( Grat ) und den Energieverbrauch der Maschine . Dies führt dazu, dass das Material zwischen Stempel und Matrize stark lokalisierte Scherspannungen erfährt. Das Material versagt dann, wenn der Stempel 15 bis 60 % der Materialdicke bewegt hat, weil die Schubspannungen größer sind als die Scherfestigkeit des Materials und der Rest des Materials reißt.
An einem gescherten Werkstück sind zwei unterschiedliche Abschnitte zu sehen, wobei der erste Teil plastisch verformt und der zweite gebrochen ist. Aufgrund von normalen Materialinhomogenitäten und Spielunterschieden zwischen Stempel und Matrize erfolgt die Scherwirkung nicht gleichmäßig. Der Bruch beginnt an der schwächsten Stelle und schreitet zur nächsten schwächsten Stelle fort, bis das gesamte Werkstück abgeschert ist; Dies ist der Grund für die raue Kante. Die raue Kante kann reduziert werden, wenn das Werkstück von oben mit einem Ziehkissen gespannt wird. Ab einem bestimmten Druck kann die Bruchzone vollständig beseitigt werden. Die abgescherte Kante des Werkstücks erfährt jedoch normalerweise eine Kaltverfestigung und Rissbildung. Wenn das Werkstück zu viel Spiel hat, kann es zu Überrollen oder starker Gratbildung kommen.
Gerades Scheren
Werkzeugmaterialien
- Niedriglegierter Stahl wird bei geringer Produktion von Materialien mit einer Dicke von bis zu 0,64 cm ( 1 ⁄ 4 Zoll ) verwendet
- Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und hohem Chromgehalt wird in der Hochproduktion von Materialien verwendet, die auch eine Dicke von bis zu 0,64 cm ( 1 ⁄ 4 in) aufweisen
- Stoßfester Stahl wird in Materialien mit einer Dicke von 0,64 cm ( 1 ⁄ 4 in) oder mehr verwendet
Toleranzen und Oberflächengüte
Beim Scheren eines Blechs beträgt die typische Toleranz +0,1 Zoll oder –0,1 Zoll, aber es ist möglich, die Toleranz innerhalb von +0,005 Zoll oder –0,005 Zoll zu erreichen. Beim Scheren einer Stange und eines Winkels beträgt die typische Toleranz +0,06 Zoll oder –0,06 Zoll, aber es ist möglich, die Toleranz auf +0,03 Zoll oder –0,03 Zoll zu erreichen. Oberflächenbeschaffenheiten treten typischerweise im Bereich von 250 bis 1000 Mikrozoll auf, können jedoch im Bereich von 125 bis 2000 Mikrozoll liegen. Wenn bessere Oberflächen gewünscht werden, ist ein zweiter Arbeitsgang erforderlich.
Siehe auch
Verweise
Zitate
Allgemeine Quellen
- Degarmo, E.Paul; Schwarz, JT; Kohser, Ronald A. (2003), Materialien und Prozesse in der Fertigung (9. Aufl.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
- Todd, Robert H.; Allen, DellK.; Alting, Leo (1994), Referenzhandbuch für Fertigungsprozesse , Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0.
- Wick, Charles; Veilleux, Raymond F. (1984), Tool and Manufacturing Engineers Handbook: Forming (4. Aufl.), SME, ISBN 978-0-87263-135-9.