Wie ein Pressbremse-Schwanenhals-Stanz Werkzeugstörungen bei U-förmigen Biegungen löst

Von Autor: Mark Hanks

Pressbrems-Schwanenhals-Stanzen sind ein wichtiger Bestandteil von Werkzeuglösungen, die eingesetzt werden, um Werkzeugstörungen bei tiefen U-förmigen Biegungen zu vermeiden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Geraden Stanzen bietet ein Schwanenhals-Stanz zusätzlichen Spielraum für lange Rückschlagflansche, wodurch Hersteller verhindern, dass komplexe Blechteile zwischen Werkstück und Pressbremsteilen zusammenstoßen.

Dieser Artikel demonstriert die Funktionalität eines Pressbrems-Schwanenhals-Stanzes und die Lösung des Interferenzproblems bei der Erstellung von U-förmigen Abschnitten mithilfe einer Fallstudie für die Komponenten eines Sicherheitsschranks.

1. Warum normale Pressbremswerkzeuge U-förmige Teile durch Biegung verursachen

Die vereinfachten Modelle der Innenauskleidung und der Außenhülle des Sicherheitsschranks sind in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt.

Die 3 mm kaltgewalzten Stahlplattenteile werden mit einer Pressbremse geformt. Bei der Simulation der Biegewirkung des Innenfutters wurde ein Interferenzproblem mit der Seitenwand des Innenfutters und der Vorderwand der Pressebremse festgestellt.

Die Länge der Werkstücks- und Pressbremse-Seitenwände wurde mit etwa 1,54 bzw. 1,52 ermittelt. Diese sind beide größer als der Standard-Umformbereich von 1:1 für symmetrische Werkzeugkonfigurationen.

Aufgrund der langen Seitenwände kann ein U-förmiger Abschnitt mit einem Längen-Breiten-Verhältnis von etwa 1 (oder mehr), der mit Standard-Pressbremswerkzeugen gebildet wird, während des Faltvorgangs zu Kollisionen führen. Wie in Abbildung 3 dargestellt, kann der begrenzte Abstand zwischen Werkstück und Maschinenstruktur ein glattes Biegen ohne Werkzeugmodifikation verhindern.

Abbildung 3: Press-brake-gooseneck-punch-interference-solution.jpg

1. Biegemaschine 2. Bending Die (Obere) 3. Werkstück 4. Bending Stirn (Lower)

Parameter	Wert
Material	3mm kaltgewalzter Stahl
Länge-Breite-Verhältnis (Liner)	~1,54
Längen-Breite-Verhältnis (Schale)	~1,52
Empfohlener Bereich für Standardwerkzeuge	Ungefähr ≤1:1

Tabelle 1

2. Warum Gooseneck-Punches die Presse-Bremsfreiheit verbessern

Wir haben die Werkzeuge für die Pressepresse untersucht. Die Frontplatte der Pressbremse besitzt eine stationäre, komplexe große Struktur von etwa 80 mm Dicke. Während des Betriebs bewegt sich diese Frontplatte nicht. Der Arbeitstisch einer Pressbremse bewegt sich beim Biegen zusammen mit dem unteren Werkzeug nach unten. Daher ist es unvernünftig und nahezu unmöglich, in Erwägung zu ziehen, die Pressepresse für das Teil zu modifizieren.

Mit Pressbremswerkzeugen können richtige Designverbesserungen zu U-förmigen Teilbiegungen führen. Dies erfordert weniger Aufwand und verändert die Pressebremsstruktur nicht.

Ein Standard-Pressbremswerkzeug ist ein links-rechts-symmetrischer Werkzeug mit einem Winkel von 45°, wie in Abbildung 4 dargestellt. Die Bewegung des Würfels erfolgt in der diagonalen Linie eines Quadrats. Bei diesem Design beträgt das maximale Längen-Breiten-Verhältnis eines U-förmigen Bauteils, das geformt werden kann, 1:1. Sobald dieses Übersetzungsverhältnis überschritten ist, trifft eine Seite des Bauteils auf die Pressepresse und der Biegevorgang kann nicht mehr abgeschlossen werden.

Abbildung 4

3.Standard-Punch vs. Gooseneck-Punch: Wesentliche Unterschiede

Wenn Pressbremsbediener eine geeignete Pressbremswerkzeuglösung auswählen, ist es wichtig, den Unterschied zwischen herkömmlichen symmetrischen Stanzen und Schwanenhals-Stanzen zu verstehen. Standardlocher eignen sich für allgemeine Blechbieganwendungen, aber ihre symmetrische Struktur schafft beim Formen tiefer U-förmiger Bauteile mit langen Rückflanschen nur sehr wenig Platz.

Ein Gooseneck-Punch verwendet ein spezielles Design, um genügend Arbeitsfläche zu schaffen, sodass zuvor geformte Bereiche ohne Störungen durch den Biegebereich passieren können.

Tabelle 3: Standard-vs-Gooseneck-Punch-Comparison-Table.jpg

Merkmal	Standard-symmetrische Werkzeuge	Nicht-symmetrisches / Schwanenhalswerkzeug
Struktur	Symmetrisch	Asymmetrisch
Umformungsfähigkeit	U-Formen	Mehr Flexibilität im Abstand
Ausrichtungsmethode	Berührungstipps	Basierend auf der Freigabe
Eignung	Einfache Formen	Komplexe Formen mit tiefen oder schmalen Abschnitten
Modifikationskomplexität	Geringe Anpassungsfähigkeit	Anpassungsfähiger

4. Lösung: Pressbremswerkzeug-Interferenzlösung für U-förmige Bauteile

Dieses spezielle U-förmige Teilbiegenwerkzeug bietet mehr Spielraum im Vergleich zu herkömmlichen Pressbremswerkzeugen.

Laut der Prozessbewertung wurde die Interferenz hauptsächlich durch das übermäßige Längen-Breite-Verhältnis des U-förmigen Bauteils verursacht, das die Leistungsfähigkeit der standardmäßigen symmetrischen Werkzeuge überstieg.

Um dieses Problem zu lösen, wurde ein nicht-symmetrisches Ganzenhalswerkzeugdesign als Alternative zu herkömmlichen links-rechts-symmetrischen Werkzeugen entwickelt.

Das Designkonzept basierte auf einer planaren Analyse des U-förmigen Bauteils (Abbildung 5). Punkt B bezeichnet nun die Lage von Punkt A nach einer 40 mm Verschiebung. Das entspricht etwa der Hälfte der 80 mm Dicke der Pressbremse. Von Punkt B bis Punkt C wurde eine Linie entlang einer Diagonale gezogen, die den Formwinkel in 30°- und 60°-Abschnitte aufteilte.

1. Biegemaschine 2. Bending Die (Obere) 3. Werkstück 4. Bending Stirn (Lower)

Unter diesen geometrischen Einschränkungen wurde die Herstellung des oberen Stanzes und des unteren Stempels wie in gezeigt durchgeführt Abbildung 6. Das modifizierte Werkzeug bietet eine größere Umformfähigkeit der Pressbremse, da es mehr Spielraum auf der längeren Seite des U-förmigen Teils ermöglicht.

Komponente	Winkel	Zweck
Linker Teil	30°	Bietet Platz für die verlängerte Seitenwand
Rechter Teil	60°	Gewährleistet die Stabilität des gebildeten Abschnitts
Offset-Entfernung	40mm	Basierend auf der Hälfte der Paneldicke

Tabelle 2

5. Methoden zur Modifikation von Ganzenhals-Stanzen für CNC-Pressbremsen

Je nach verwendetem Pressbremsentyp wurden zwei Modifikationsansätze entwickelt.

Ansatz 1: Konventionelle Modifikation der Pressbremse

Für herkömmliche Pressbremsen wird die bestehende Werkzeugstruktur als Referenzbasis verwendet. Der ursprüngliche untere Chip bleibt eingebaut, während ein neu hergestellter nicht-symmetrischer unterer Chip darauf montiert ist. Der obere Stempel wird direkt ersetzt (Abbildung 7).

Dieser Ansatz bietet Folgendes:

• Geringere Werkzeugherstellungskosten;

• Kürzere Vorbereitungszeit;

•Einfache Bedienung und Wartung.

Ansatz 2: CNC-Modifikation der Pressbremse

Für CNC-PressbremsenZwischen Werkzeug und Maschinenbasis wird ein verstellbarer unterer Stanzenhalter angebracht. Der obere Punch wird durch den maßgeschneiderten Gooseneck-Punch ersetzt (Abbildung 8).

Diese Lösung verbessert die Flexibilität bei der Herstellung verschiedener U-förmiger Bauteile mit unterschiedlichen Abmessungen.

Überlegungen zur Werkzeuganpassung

Anpassungsmethoden für unsymmetrische Werkzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen symmetrischen Werkzeugen.

Für Standardwerkzeuge erfolgt die Ausrichtung üblicherweise durch Abgleich der oberen und unteren Werkzeugspitzen entsprechend der Materialdicke. Für asymmetrische und Schwanenhalswerkzeuge wird eine Spitzen-zu-Spitzen-Ausrichtung nicht empfohlen.

Alternativ sollte eine Anpassung entsprechend dem Freiraum des oberen und unteren Werkzeugs vorgenommen werden:

1. Die Freigaben links und rechts ausbalancieren;

2. Stellen Sie den Spielraum auf die Dicke des Materials ein;

3. Überprüfen Sie die Werkzeugausrichtung vor Produktionsbeginn.

Diese Methode verbessert die Umformgenauigkeit bei Verwendung der aktuellen Pressbremswerkzeuge und -ausrüstung.

Wie man den richtigen Schwanenhals-Punch für die Pressbremse auswählt

Bei der Auswahl eines Schwanenhals-Stanzes achten Hersteller auf die Zugfestigkeit, Materialdicke und Länge der Biegung sowie die Tonnage der Pressbremse, um die passende Werkzeuge zu bestimmen.

Bei jedem Pressbremswerkzeug gibt es eine definierte Grenze für die Belastung, die beim Biegen ausgeübt wird. Dies wird oft in Kilonewton pro Meter (kN/m) angegeben. Für Standardwerkzeuge liegt diese Lastkapazität zwischen 200 kN/m und 1.000 kN/m. Für größere Pressepressen mit größeren Bogenanwendungen wird das Spezialwerkzeug aus einem hochfesten Material gefertigt.

Weitere Designaspekte umfassen Folgendes:

• Flansch-Höhen: Dies muss die Höhe des geformten Flansches berücksichtigen.

• U-Kanaltiefen: Dies kann auch einen größeren Hals oder Ganzenhals erfordern.

• Biegefreiheit: Muss den Biegepunch, das Werkstück und den zuvor geformten Flansch aufnehmen.

• Stempeldesign: Das Design muss den Hals definieren und den Biegewinkel, den Biegeradius und die Höhe der Biegung berücksichtigen.

• Werkzeugkonstruktion: Der Stempel muss das Klemmsystem der Pressbremse, die Matrize und den Biegevorgang definieren.

Für Kunden, die unsicher sind, welcher Schwanenhals-Punch für ihre Anwendung geeignet ist, wenden Sie sich bitte an JS RAGOS. Das Team unterstützt die Auswahl, Konstruktion und Anpassung von Werkzeugen, um Interferenzprobleme in fortgeschrittenen Anwendungen beim Blechbiegen zu minimieren, basierend auf Informationen für die Werkstückszeichnungen und -spezifikationen sowie Material, Blechdicke, Bieglänge und Anforderungen für das Biegen und Formen.

Abschluss

Der Einsatz eines maßgefertigten Pressbrems-Schwanenhals-Stanzes zusammen mit asymmetrischen Werkzeugen beseitigt das Problem von U-förmigen Teilbiegungen.

Diese Methode erweitert das Umformungspotenzial von Standard-Pressbremsen und tut dies ohne physische Änderungen an der Pressbremsmaschine. In realen Produktionsumgebungen bietet es zusätzliche Vorteile wie geringere Werkzeugkosten, eine schnellere Produktionseinrichtung und letztlich einen einfacheren Produktionsprozess.

Bei unterschiedlichen U-förmigen Bauteildesigns können die Winkel der Stanzen und Werkzeuge an die erforderlichen Freiräume angepasst werden. Ganzenhalswerkzeuge sind in diesem Zusammenhang für Blechanwendungen mit langen und schmalen Kanälen und langen Rücklaufflanschen nützlich.

Tabelle 4: Gooseneck-Punch-selection-Guide-U-Shaped-Parts.jpg

Teilcharakteristik	Empfohlene Werkzeugart
Länge-Breite-Verhältnis ≤ 1:1	Standardmäßige symmetrische Werkzeuge
Länge-Breite-Verhältnis > 1:1	Nicht-symmetrisches / Gänsehalswerkzeug
Tiefe Rückflansche	Abgeklärter Schwanenhals-Punch
Schmale U-Kanalbreite	Schmalspitzige Schwanenhalswerkzeuge
Flexible Bauteilformen	Mit verstellbaren Werkzeugen

Mit jahrelanger Erfahrung in der Herstellung und Montage von Blechverarbeitungsanlagen bietet JS RAGOS Präzisionstechnik in Kombination mit Automatisierung sowie weltweiten Service-Support an. Von Pressbremsen über Werkzeuge bis hin zu robotischen Biegesystemen bieten unsere Lösungen Ihnen eine optimierte und zuverlässige Produktion.

FAQs

F1. Sind Gooseneck-Punches mit CNC-Pressbremsen kompatibel?

Auf jeden Fall. Gooseneck-Lochstanzer können mit individueller Werkzeuge an CNC-Presspressen angepasst werden.

F2. Was ist der Vorteil eines Gooseneck-Stanzes für U-förmige Teile?

Die Verwendung eines Gooseneck-Punch vermeidet Werkzeugprobleme beim Biegen tiefer, U-förmiger Teile mit langen Rückflanschen.

F3. Wie vermeidet ein Gooseneck Punch Kollisionen?

Aufgrund seines versetzten Körpers bietet das Design zusätzlichen Platz, damit der geformte Flansch hindurchgehen kann.

F4. Verbessert ein Gooseneck Punch die Möglichkeiten einer Pressbremse?

Definitiv ermöglicht ein Gooseneck Punch das Formen von Bauteilen außerhalb der Standardgrenzen.

F5. Welche Teile eignen sich für einen Press Brake Gooseneck Punch?

Ein Gooseneck Punch eignet sich am besten für tiefe Kanäle, U-förmige Teile und Teile mit langen Flanschen.

F6: Kann der Schwanenhals-Punch zum tiefen Flanschbiegen verwendet werden?

Ja. Ein Schwanenhals-Punch für tiefes Flanschbiegen kann zusätzliche Räume für Flansche schaffen und Kollisionen beim Biegen verhindern.

F7. Was ist der Unterschied zwischen einem Standard-Punch und einem Gooseneck-Punch?

Standard-Stanzen eignen sich für normale Biegeanwendungen, während Schwanenhals-Stanzen zusätzlichen Platz für tiefe Kanäle und lange Flanschebiegungen schaffen können.

F8. Kann ein Schwanenhals-Punch eine Kollision mit der Pressbremse verhindern?

Ja. Gooseneck-Punch kann Interferenzen zwischen dem geformten Flansch und den Pressbremsteilen verringern. Aber Ganzenhals-Punches sind nicht universell für alle Arten von Pressbremskollisionen.

F9. Wie sollte ich einen Schwanenhals-Punch für meine Pressbremse auswählen?

Die Auswahl der Werkzeuge hängt von der Flanschhöhe, der Materialdicke, dem Biegeradius, der Werkzeughochkunft und den benötigten Räumen usw. ab. Wenn Sie Zweifel an der aktuellen Produktion haben, können Sie uns gerne kontaktieren