Geschichte und Perspektiven des Stanzwerkzeugs

1. Konzept und Vorteile des Stanzens

1.1 Konzept des Stempelns

Stanzen ist ein Druckverarbeitungsverfahren, bei dem die an der Stanzvorrichtung (hauptsächlich Presse) installierte Matrize verwendet wird, um Druck auf das Material auszuüben, um eine Trennung oder plastische Verformung zu erzeugen, um die erforderlichen Teile (allgemein als Stanzen oder Stanzteile bekannt) zu erhalten. Beim Stanzen handelt es sich normalerweise um eine Kaltverformungsverarbeitung von Materialien bei Raumtemperatur, und hauptsächlich wird Blech verwendet, um die erforderlichen Teile zu verarbeiten. Daher wird es auch als Kaltstanzen oder Blechstanzen bezeichnet. Stanzen ist eine der Hauptmethoden der Materialdruckverarbeitung oder plastischen Verarbeitung, die zur Materialformtechnik gehört. Die zum Stanzen verwendete Matrize wird als Stanzform bezeichnet, die kurz Stanzform genannt wird. Die Stanzform ist ein spezielles Werkzeug für die Stapelverarbeitung von Materialien (Metall oder Nichtmetall) zu erforderlichen Stanzteilen. Die Stanzform ist beim Stanzen sehr wichtig. Ohne eine qualifizierte Stanzform ist es schwierig, eine Massenstanzproduktion durchzuführen. Ohne eine fortschrittliche Matrize kann kein fortschrittlicher Stanzprozess realisiert werden. Stanzprozess und Matrize, Stanzvorrichtung und Stanzmaterialien bilden die drei Elemente der Stanzverarbeitung. Nur wenn sie miteinander kombiniert werden, können Stanzteile erhalten werden.

1.2 Vorteile des Stanzens

Im Vergleich zum Drahtschneiden hat das Kaltprägen eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. eine hohe Produktionseffizienz, niedrige Verarbeitungskosten, eine hohe Materialausnutzungsrate, stabile Produktmaßgenauigkeit, einfache Bedienung, einfache Mechanisierung und Automatisierung und ist besonders für die Massenproduktion geeignet. Als sehr wichtige Verarbeitungsmethode in der modernen Industrie wird das Stanzformen zur Herstellung verschiedener Blechteile verwendet, was viele einzigartige Vorteile bietet. Die Vorteile der Formteile sind geringes Gewicht, hohe Steifigkeit, hohe Festigkeit, gute Austauschbarkeit, niedrige Kosten, einfache Mechanisierung im Produktionsprozess und hohe Produktionseffizienz. Es handelt sich um eine fortschrittliche Fertigungstechnologie, die mit anderen Verarbeitungsmethoden nicht vergleichbar ist und durch sie nicht ersetzt werden kann. Sie ist in der Fertigungsindustrie stark wettbewerbsfähig und wird häufig in der Automobil-, Energie-, Maschinenbau-, Informations-, Luft- und Raumfahrt-, Verteidigungsindustrie und im täglichen Leben eingesetzt.

Nach dem Erlernen der Kenntnisse in Mechanik, Mathematik, Metallwerkstoffen, Maschinenbau, Steuerungs- und Computertechnik wurde die grundlegende Formtheorie der Stanzdisziplin entwickelt. Nehmen Sie Stanzprodukte als führend, Formen als Mittelpunkt, kombiniert mit moderner Spitzentechnologie

Aufgrund der Stimulierung und Förderung der enormen Marktnachfrage nach Produkten spielt die Stanztechnologie eine immer wichtigere Rolle bei der Entwicklung der Volkswirtschaft, der Verwirklichung der Modernisierung und der Verbesserung des Lebensstandards der Menschen.

Die moderne Stanzformproduktion ist eine Fertigungsmethode im kontinuierlichen Großbetrieb. Durch die Beteiligung und den Einsatz hochentwickelter und neuer Technologien hat sich die Stanzformproduktion allmählich von der anfänglich manuellen Fertigung zur integrierten Fertigung entwickelt. Der Produktionsprozess wurde allmählich mechanisiert und automatisiert und entwickelt sich in Richtung Intelligenz und Integration. Mold Master Wechat: Mojuren realisiert einen automatischen Stanzvorgang, der die Vorteile von Sicherheit, Effizienz und Materialeinsparung bietet. Dies ist die Entwicklungsrichtung der Stanzformproduktion.

Viele Alltagsgegenstände werden durch Stanzen hergestellt, wie beispielsweise Reisgefäße aus Edelstahl. Sie werden hergestellt, indem eine runde Metallplatte auf die Presse gedrückt und die runde Platte mit einer Matrize gepresst wird. Es ist ersichtlich, dass Kaltprägen ein Metalldruckverarbeitungsverfahren ist, bei dem eine Matrize verwendet wird, um bei Raumtemperatur (kaltem Zustand) Druck auf verschiedene Metall- (oder Nichtmetall-)Bleche auf der Presse auszuüben, um sie zu trennen oder zu verformen, um Teile mit einer bestimmten Form zu erhalten.

In den letzten Jahrzehnten hat sich die Stanztechnologie rasant entwickelt. Dies spiegelt sich nicht nur in der breiten Anwendung vieler neuer Prozesse und Technologien in der Produktion wider, wie z. B. Drückformen, Weichformung und Hochenergieformung, sondern auch im qualitativen Sprung im Verständnis und der Beherrschung der Stanztechnologie durch die Menschen.

1.3 Vorteile der Verbundform

Da die Form nicht durch Fütterungsfehler beeinträchtigt wird, bietet sie viele Vorteile:

(1) Die relative Position der inneren und äußeren Form und die Konsistenz der Teilegröße sind sehr gut. Die Oberfläche der Produktionsteile ist flach und weist eine hohe Präzision auf

(2) Die Matrizenstruktur ist kompakt und die Anforderungen an die Plattform der Presse sind nicht hoch

(3) Mangel- und Überschussmaterialien können vollständig genutzt werden

(4) Geeignet zum Stanzen von dünnen Materialien und spröden oder weichen Materialien

2. Forschungsstand im In- und Ausland

In den letzten Jahren hat sich das Niveau der Stanzwerkzeuge in China stark verbessert. Große Stanzwerkzeuge können einen einzelnen Satz von Werkzeugen mit einem Gewicht von mehr als 50 Tonnen herstellen. Auch die Plattenwerkzeuge für mittelgroße Autos können in China hergestellt werden. Die Genauigkeit erreicht 1 bis 2 μm. Das Mehrstationen-Folgewerkzeug mit einer Lebensdauer von etwa 200 Millionen Mal wurde von vielen inländischen Unternehmen hergestellt. Die Oberflächenrauheit erreicht RA ≤ 1,5 μm Präzisionswerkzeuge, große Präzisionswerkzeuge (Φ ≥ 300 mm) und Präzisionswerkzeuge für mittlere Platten haben in China ebenfalls ein ziemlich hohes Niveau erreicht.

2.1 Technischer Status der Form CAD / CAM

Die Entwicklung der CAD/CAM-Technologie in China hat eine Geschichte von mehr als 20 Jahren. Das 1984 gemeinsam vom ehemaligen Huazhong Institute of Technology und der Fabrik Wuhan 733 fertiggestellte Präzisions-CAD/CAM-System ist das erste selbst entwickelte CAD/CAM-System in China.

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurde die CAD/CAM-Technologie allmählich populärer. Heute verfügen Stanzwerkzeughersteller mit einer bestimmten Produktionskapazität grundsätzlich über CAD/CAM-Technologie. Einige wichtige Unternehmen verfügen auch über verschiedene CAE-Funktionen.

CAD/CAM-Technologie für Formen kann den Design- und Herstellungszyklus von Formen erheblich verkürzen, die Produktionskosten senken und die Produktqualität verbessern. Während des „Achten Fünfjahresplans“ und des „Neunten Fünfjahresplans“ haben viele Formenbauunternehmen die Computerzeichnungstechnologie populär gemacht, die Nutzung der NC-Bearbeitung ist ebenfalls immer höher geworden und eine beträchtliche Anzahl von CAD/CAM-Systemen wurde nacheinander eingeführt. Beispielsweise haben UG von EDs in den Vereinigten Staaten, Pro/Engineer von parametrischer Technologie in den Vereinigten Staaten, cads5 von CV in den Vereinigten Staaten, doct5 von Delcam im Vereinigten Königreich, crade und space-e von HZS in Japan und Cimatron in Israel auch AutoCAD, CATIA und andere Software sowie Euclid und andere spezielle Software für Automobil- und Blechformen von Marta daravision in Frankreich eingeführt. CAD/CAM-Technologie wird von inländischen Automobilblechformherstellern weithin verwendet. Das Design von DL-Zeichnungen und die Zeichnung der Formstruktur wurden mit zweidimensionalem CAD realisiert. Die meisten Unternehmen haben einen Übergang zu dreidimensionalen Verfahren vollzogen und die allgemeine Zeichnungsproduktion hat die Teilezeichnungsproduktion allmählich ersetzt. Und die parametrische Gestaltung von Formen rückte auch in den Bereich der technischen Entwicklung einiger Formenhersteller vor.

2.2 Formenbau und Fertigungskapazität

Unter der richtigen Führung der nationalen Industriepolitik hat Chinas Stanzwerkzeug-Design- und Fertigungskapazität nach Jahrzehnten der Bemühungen ein hohes Niveau erreicht. Viele moderne Design- und Fertigungstechnologien, darunter Informationstechnik und virtuelle Technologie, wurden in vielen Stanzwerkzeug-Unternehmen eingesetzt.

Dennoch besteht immer noch eine große Lücke zwischen Chinas Stanzwerkzeugdesign und Fertigungskapazität, den Marktanforderungen und dem internationalen Spitzenniveau. Dies spiegelt sich hauptsächlich in den Stanzwerkzeugen und hochpräzisen Stanzwerkzeugen für hochwertige Autos sowie große und mittelgroße Autopaneele wider. Es besteht eine große Lücke in Design, Verarbeitungstechnologie und Kapazität. Das Autopaneelwerkzeug weist die Merkmale großer Schwierigkeiten bei Design und Herstellung sowie hoher Anforderungen an Qualität und Präzision auf, die das Niveau des Paneelwerkzeugs darstellen können. Obwohl die Design- und Herstellungsmethoden und -mittel im Wesentlichen das internationale Niveau erreicht haben, die Formstruktur und -funktion dem internationalen Niveau nahe kommen und im Prozess der Lokalisierung von Autoformen große Fortschritte erzielt wurden, besteht im Vergleich zu anderen Ländern immer noch eine gewisse Lücke in Bezug auf Fertigungsqualität, Präzision und Fertigungszyklus.

Mehrstations-Folgewerkzeuge und Multifunktionswerkzeuge, die das fortschrittliche Niveau der Werkzeugtechnologie kennzeichnen, sind die wichtigsten Arten von Präzisionswerkzeugen in China. Vertreter davon sind Multifunktionswerkzeuge mit einer Präzisionsventilplatte mit Eisenkern und integrierter elektromechanischer Integration, die im Wesentlichen internationales Niveau erreicht haben.

Im Vergleich zu Mehrstationen-Folgeverbundwerkzeugen ausländischer Hersteller bestehen jedoch immer noch gewisse Unterschiede hinsichtlich Fertigungsgenauigkeit, Lebensdauer, Werkzeugstruktur und Funktion.

2.3 Spezialisierungsgrad und Verteilung

Der Spezialisierungsgrad der chinesischen Formenindustrie ist noch relativ gering und der Anteil selbst produzierter und selbstgebauter Formen ist zu hoch. Der Anteil selbst produzierter und selbstgebauter Formen im Ausland beträgt im Allgemeinen 30 % und der Anteil selbst produzierter und selbstgebauter Stanzformen in China beträgt 60 %. Dies hat viele nachteilige Auswirkungen auf die Spezialisierung. Heute weisen die Formen mit hohen technischen Anforderungen und großen Investitionen einen hohen Spezialisierungsgrad auf, wie z. B. Plattenformen, Mehrstationen-Folgewerkzeuge und Präzisionswerkzeuge. Der Spezialisierungsgrad allgemeiner Werkzeuge ist gering. Aufgrund des hohen Anteils selbstgebauter Werkzeuge folgt die Verteilung der Produktionskapazität für Stanzwerkzeuge im Wesentlichen der Verteilung der Produktionskapazität für Stanzteile. Die Verteilung professioneller Produktionsunternehmen für Plattenwerkzeuge für Automobile und Mehrstationen- und Multifunktionspräzisionswerkzeuge mit einem hohen Spezialisierungsgrad folgt jedoch nicht der Verteilung der Stanzkapazität, sondern hängt häufig von den Entscheidungen großer Investoren ab. Beispielsweise verfügt Sichuan über große Kapazitäten im Bereich der Blechformwerkzeuge für Automobile, Jiangsu hat eine starke Kapazität im Bereich der Präzisionsformwerkzeuge und die meisten Formbenutzer sind nicht ortsansässig.

3. Grundlegender Stanzvorgang und Matrize

Es gibt viele Arten von Stanzteilen. Die Anforderungen an Form, Größe und Genauigkeit der verschiedenen Teile sind unterschiedlich. Daher sind auch die bei der Herstellung verwendeten Stanzverfahren unterschiedlich. Zusammenfassend kann man sagen, dass es zwei Kategorien gibt: Trennverfahren und Umformungsverfahren. Unter Trennverfahren versteht man den Stanzvorgang (allgemein als Stanzteil bekannt), bei dem der Rohling entlang einer bestimmten Konturlinie getrennt wird, um eine bestimmte Form, Größe und Querschnittsqualität zu erhalten. Unter Umformungsverfahren versteht man den Vorgang, bei dem der Rohling plastisch verformt wird, ohne dass er bricht, um ein Stanzteil mit einer bestimmten Form und Größe zu erhalten.

Je nach den verschiedenen grundlegenden Verformungsarten können die beiden oben genannten Prozessarten in vier grundlegende Prozesse unterteilt werden: Stanzen, Biegen, Tiefziehen und Formen. Jeder grundlegende Prozess umfasst auch eine Vielzahl von Einzelprozessen.

Bei der tatsächlichen Produktion ist es unwirtschaftlich oder sogar schwierig, die Anforderungen zu erfüllen, wenn die Produktionscharge der Stanzteile groß, die Größe klein und die Toleranzanforderungen gering sind, wenn mit einem verstreuten Einzelprozess gestanzt wird. Öffentliche Plattform des Molder Magazine: Derzeit werden im Prozess meist zentralisierte Schemata übernommen, d. h. zwei oder mehr Einzelprozesse werden in einem Paar Formen abgeschlossen. Die Kombinationsmethoden sind unterschiedlich und können in drei zusammengesetzte Stanzmethoden unterteilt werden: zusammengesetztes progressives und zusammengesetztes progressives Stanzen.

Verfahren zum gleichzeitigen Durchführen von zwei oder mehr unterschiedlichen Einzelprozessen an derselben Station des Werkzeugs in einem Arbeitshub der Presse.

Folgestanzen – die erste Probeprüfung einer Presse ist eine Kombination aus zwei oder mehr als zwei verschiedenen Einzelvorgängen an unterschiedlichen Positionen derselben Form in einer bestimmten Reihenfolge.

Compound – Progressive – eine Kombination aus Compound- und Progressive-Prozessen auf einem Matrizenpaar.

Es gibt viele Arten von Matrizenstrukturen. Im Allgemeinen kann man sie je nach Art des Prozesses in Stanzwerkzeuge, Biegewerkzeuge, Ziehwerkzeuge und Formwerkzeuge unterteilen; je nach Kombination der Prozesse kann man sie in Einzelprozesswerkzeuge, Verbundwerkzeuge und Folgewerkzeuge unterteilen. Unabhängig von der Art der Matrizen kann man jedoch davon ausgehen, dass sie aus Ober- und Unterwerkzeug bestehen. Das Oberwerkzeug ist auf der Werkbank oder Trägerplatte der Presse befestigt, die der feste Teil der Matrize ist. Während des Betriebs wird der Rohling durch Positionierungsteile auf der Oberfläche des Unterwerkzeugs positioniert, und der Schieber der Presse drückt das Oberwerkzeug nach unten. Unter der Einwirkung der Arbeitsteile der Matrize (d. h. Stempel und Matrize) wird der Rohling getrennt oder plastisch verformt, um den Stempel mit der erforderlichen Form und Größe zu erhalten. Wenn das Oberwerkzeug aufgenommen wird, entlädt oder drückt und wirft die Entlade- und Entladevorrichtung der Matrize die Stanzteile oder Abfallmaterialien aus den männlichen und weiblichen Matrizen für den nächsten Stanzzyklus aus.