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Technische Information

Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech

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Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech

Ausgabe 10/2006

Bestellinformationen Bitte geben Sie den Titel des Dokuments, die gewünschte Sprache und das Datum der Ausgabe an. TRUMPF GmbH + Co. D-71254 Ditzingen Johann-Maus-Straße 2 Fon (0 71 56) 3 03-0 Fax (0 71 56) 3 03-5 40 Internet: http://www.trumpf.com e-mail: docu.501@de.trumpf.com

Das Dokument wurde in der Technischen Dokumentation der Firma TRUMPF GmbH + Co. verfaßt. Alle Rechte an dieser Dokumentation, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung liegen bei TRUMPF GmbH + Co., auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Kein Teil der Dokumentation darf in irgendeiner Form ohne vorherige schriftliche Zustimmung der TRUMPF GmbH + Co. reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Irrtum und technische Änderungen vorbehalten. � TRUMPF GmbH + Co. TRUMPF GmbH + Co. haftet nicht für etwaige Fehler in dieser Dokumentation. Eine Haftung für mittelbare und unmittelbare Schäden, die im Zusammenhang mit der Lieferung oder dem Gebrauch dieser Dokumentation entstehen, ist ausgeschlossen, soweit dies gesetzlich zulässig ist.

T397D0.DOC Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech 0-5

Bevor Sie weiterlesen...

Ziel des Workshops ist es, Kenntnisse und Anregungen zum kostengünstigen, fertigungsoptimierten, funktionsgerechten und gewichtsoptimierten Gestalten von Teilen aus dem Werkstoff Blech zu vermitteln.

Diese Kenntnisse und Anregungen werden gemeinsam an kundenspezifischen Bauteilen und Aufgabenstellungen erarbeitet, welche mit dem Kunden in einem Vorgespräch definiert werden. Dabei besteht auch die Möglichkeit Schwerpunkte für den Workshop wie z.B. Möglichkeiten des Laserschneidens zu setzen.

Hierzu ist es vorteilhaft, ca. 6 bis 8 Mitarbeiter aus den Bereichen Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Fertigung gemeinsam zu schulen, um die Möglichkeiten und Grenzen des Werkstoffes Blech allen an der Prozeßkette Blech beteiligten darzustellen.

Gemeinsam werden zuerst Gestaltungs- und Konstruktionsregeln zum Umgang mit dem Werkstoff Blech erarbeitet, die im weiteren Verlauf des Workshops bei den einzelnen Aufgabenstellungen angewendet werden. Zu den einzelnen Aufgabenstellungen werden zusätzlich Beispielteile gezeigt und erklärt, um Anregungen für die Möglichkeiten des Werkstoffes Blech zu geben.

Der Workshop bietet auch die Möglichkeit, auf spezielle Fragen und Problemstellungen, die im Verlauf des Workshops auftreten einzugehen.

Um die Prozeßkette Blech darzustellen, wird im Verlauf des Workshops ein Bauteil konstruiert, programmiert und gefertigt, das im Workshop als Lösungsvariante für eine Aufgabenstellung erarbeitet wurde.

Die Dauer des Workshops beträgt ca. 3,5 Tage, kann aber entsprechend den Anforderungen, Umfang der Themen und Aufgabenstellungen in der Dauer verkürzt oder verlängert werden.

Technische Information Workshop

Die vorliegende Kurzzusammenfassung dokumentiert in Ausschnitten und Beispielen den Inhalt und Ablauf des Workshops „Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech“.

Dokumentation Die Dokumentation zum Workshop besteht aus den folgenden Schriften: � eine ausführliche Zusammenfassung in der Form dieser

Kurzzusammenfassung � eine speziell für den Workshop angefertigte Dokumentation,

die die kundenspezifischen Aufgabenstellungen und Lösungsvarianten enthält

� eine Sammlung von Technischen Informationsschriften zu einzelnen im Workshop behandelten Themen, bzw. Fertigungsmöglichkeiten

0-6 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D0.DOC

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1 Gestaltungsregeln für den Werkstoff Blech

Zusammenfassung ..................................................... 1-8

Kapitel 2 Erstellen einer Abwicklung

Kapitel 3 Aufgabenstellungen zum Gestalten mit dem Werkstoff Blech

1. Späneklappe ................................................................... 3-3 1.1 Anforderungen an die Späneklappe................................. 3-3 1.2 Aufgabenstellung.............................................................. 3-3

Abmessungen und Einbausituation............................. 3-6 Lösungsvariante 1....................................................... 3-7 Lösungsvariante 2....................................................... 3-9 Lösungsvariante 3..................................................... 3-11 Lösungsvariante 4..................................................... 3-13

Kapitel 4 Die Prozeßkette Blech am Beispiel einer Zylinderaufnahme

Kapitel 5 Beispielteile

Kapitel 1

Gestaltungsregeln für den Werkstoff Blech

Zusammenfassung ..................................................... 1-8 Die Dokumentation besteht aus einer Auswahl der einzelnen erläuterten Gestaltungsregeln.

Die Gestaltungsregeln sind entsprechend dem Ablauf der Prozeßkette Blech dargestellt.

1-2 Workshop: Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech T397D1.doc

Gestalten von Teilen mit dem Werkstoff Blech

Gestaltung von Krafteinleitungsstellen

� Vermeidung örtlicherÜberlastungen

� gleichmäßige Verteilung derKrafteinleitung

� Krafteinleitungsstellen direktunterstützen

Kraftfluß beachten

� Kraft auf kürzestemWeg weiterleiten

� Zug- und Druck-belastungen beachten

� Lange Querschnittedurch Zug belasten

� Kraftumleitungenunterstützen

Erhöhung von Steifigkeit und Stabilität

� Durch Gestaltung derBlechränder

� Abkantungen

� Falzungen

� mehrfacheAbkantungen

Erhöhung von Steifigkeit und Stabilität

� Eingeschweißte Rippen in Profilen

Lasergeschweißt

Verzug bei Schweißkonstruktionen reduzieren

� Verzug reduzieren durch:

� Punktschweißen, maximal 2 Bleche

� Lochschweißen

� Unterbrochene Schweißnähte

� Symmetrische Schweißnähte

� Laserschweißen

Gleiche Blechdicken bei Schweißteilen verwenden

� Fertigen aller Einzelteile aus einer Tafel

Fügehilfen verwenden

� Fügehilfen durchVerzapfen von:

� FlächigenBauteilen mitZapfen

� Gebogenen Teilenmit Zapfen in derBiegezone

� außen am Bauteil

� innen am Bauteil

Fügehilfen verwenden

� Fügehilfen durchAnreißen mit:

� Körner

� Laserkenn-zeichnen

Mindestschenkellänge beachten

� Die Schenkellänge istabhängig von:

� Gesenkweite

� Blechdicke

� Material

� Oberwerkzeug-radius

� evtl. ACB-Tastscheiben

Werkzeugteilung beachten

� Laschen oder Innenbiegungen auf die Werkzeugteilungauslegen

Biegefolge beachten

� Kollision zwischen Werkstück und Werkstück

� Kollision zwischen Werkstück und Werkzeug

Verbindungselemente im Blech verwenden

� Verbindungselementewie z.B.:

� Nietmuttern

� Schweißmuttern

� Durchsetzfügen vonzwei Blechen

Schweißmuttern

Biegelinie

Zusammenfassung

1. Gestalten der Krafteinleitungsstellen 2. Beachten des Kraftflußes 3. Erhöhen von Steifigkeit und Stabilität 4. Umformen vor Fügen 5. Beachten von Verzug und Schweißnahtlage 6. Verwenden von gleichen Blechdicken in Fügeteilen 7. Verwenden von Fügehilfen 8. Gestalten von symmetrischen und eindeutig unsymmetrischen

Teilen 9. Gestalten von minimalen Überlappungen in der Abwicklung 10. Zusammenfassen von Teilen 11. Gestalten von einfachen Bauteilen 12. Definieren von biegbaren Profilen 13. Gestalten von kompakten Abwicklungen 14. Möglichkeiten für gemeinsame Trennschnitte prüfen 15. Beachten der Blechtafelgröße und des Teilegewichtes 16. Beachten der Mindestabkantlängen (ACB) 17. Öffnungen außerhalb der Biegezonen vorsehen 18. Beachten der Verhältnismäßigkeit der Laschen zueinander 19. Vorsehen von Biegehilfen 20. Beachten der Biegefolge 21. Umformen vor spanender Beabeitung 22. Verwenden von Verbindungselementen

Kapitel 2

Erstellen einer Abwicklung Erstellen einer Abwicklung am Beispiel eines Motorflansches aus einzelnen Laschen als Aufgabenstellung. Erarbeiten der Vorgehensweisen zum Erstellen einer Abwicklung.

Abwicklung erstellen

� Das Teil ist konstruiert bzw. ein Modell ist erstellt

Abwicklung erstellen

� Die Einzellaschen

Kapitel 3

Aufgabenstellungen zum Gestalten mit dem Werkstoff Blech

1. Späneklappe ................................................................... 3-3 1.1 Anforderungen an die Späneklappe................................. 3-3 1.2 Aufgabenstellung.............................................................. 3-3

Abmessungen und Einbausituation............................. 3-6 Lösungsvariante 1....................................................... 3-7 Lösungsvariante 2....................................................... 3-9 Lösungsvariante 3..................................................... 3-11 Lösungsvariante 4..................................................... 3-13

Die Aufgabenstellungen werden anhand von kundenorientierten Bauteilen so ausgewählt, um:

Im Verlauf des Workshops werden unterschiedliche Aufgaben-stellungen bearbeitet:

� die erarbeiteten Gestaltungsregeln an konkreten Aufgabenstellungen anzuwenden

� Möglichkeiten und Grenzen einzelner Fertigungsverfahren aufzuzeigen

� Bauteile entsprechend den Anforderungen zu optimieren � unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten und

Lösungsansätze darzustellen

� Als Beispiel für eine solche Aufgabenstellung wird die Späneklappe an Stanzmaschinen der Fa. Trumpf GmbH + Co. KG mit einigen Lösungsvarianten dargestellt.

1. Späneklappe

1.1 Anforderungen an die Späneklappe

1.2 Aufgabenstellung

Gestalten Sie die Konstruktion optimal für den Kraftfluß. Reduzieren Sie wenn möglich die Teileanzahl. Beachten Sie möglichst viele der erarbeiteten Gestaltungsregeln.

� Verschließen der Konsole während des Stanzens, um einen Unterdruck zum Absaugen der Stanzbutzen zu erzeugen

� Öffnen und Schließen der Klappe durch einen Pneumatikzylinder

� Bauraum muß beibehalten werden, um für den Schadensfall eine nachrüstbare Lösung zu erhalten

Istzustand der Späneklappe

� Schweißbaugruppeaus 3 Bauteilen

� Materialdicke s=4mm

� Momentenbelastungdurch:

� Eigengewicht

� Gewicht derSpäne

� Schließkraft desZylinders

Schadensfall

� Bruchbild an derSpäneklappe

� Dauerbruch im Bereichder Schweißnaht

Abmessungen

� Krafteinleitungsstellen85

64 225,5

FSpäne

FZylinder

FLager

Abmessungen und Einbausituation

352,5( )

beidseitig

innen nicht geschweiBt

�_3a3x20(105

nicht lackiert

� ��

signiert

=>247803

signiert

=>917229

62(° )

��

100 ��

337,5( )

152( )

160,1 ��

58 � SchweiBbereich

��

160 160

409,3( )

81-1015 �

Fig. 24132

Lösungsvariante 1

Fig. 24135

Fig. 24136

Lösungsvariante 2

Fig. 24137

Fig. 24138

Lösungsvariante 3

Fig. 24139

Fig. 24140

Lösungsvariante 4

Fig. 24141

Fig. 24142

Lösung TRUMPF

� Kraftfluß optimiert

� Reduzierung auf zweiBauteile

Abmessungen der Lösung

� Einfaches Blechteil

64 225,5

Abmessungen der Lösung

� Abwicklung mit Hilfslasche

Kapitel 4

Die Prozesskette Blech am Beispiel einer Zylinderaufnahme

Am Beispiel einer Zylinderaufnahme zeigen wir die Prozeßkette Blech von der Idee bis zum fertigen Produkt.

Von der Idee...

...über Skizzen...

Fig. 24143

...und Modelle...

...zur Konstruktion und Abwicklung.

Programmieren des Zuschnitts mit TruTops Laser

Programmieren der Biegefolge mit TruTops Bend

Fertigen auf der TruLaser 2525

Biegen auf der TruBend

Fig. 17863

Vom Modell zum fertigen Teil

Fügehilfe am Bauteil

Kapitel 5

Beispielteile Anbei eine Auswahl der vorgestellten Beispielteile.

Beispielhafte Werkstücke aus Blech

Falzen

� Versteifung durchFalzen

Falzen: Profil

� Geschlossenes Profil durch Falzenbiegbar.

� Profil mit Laserschweißnahtgefügt

Multilayertechnik

� Als Unterwerkzeugausgeführt

� Für Muster und kleineSerien

� selbstherstell-bareWerk-zeuge

Fügehilfen: Gehäusedeckel

� AlMg3 2mm

� Abdruckfreies Biegen

� Mit Nasen formschlüssigverzapft

Verbindungen: Rohrverbindungen

� Eine Verbindungentsteht auch wennnicht ganzdurchgetrennt wird

� unlösbare Verbindung

� von Hand gebogenerWinkel

Lösbare Verbindungen: Rohrverbindungen

� Lösbare Verbindung durch Gewinde und Biegeteil

� Optimierte Krafteinleitung

Entwicklungsstufen: Schweißbaugruppen

� Schweißteile durchBiegeteile ersetzen

� Schweißnähte durchAbkantungen ersetzt

Bauteile: Kiste

� Dickblech 10mm mitACB-Winkelsensorgebogen

� Anschnitt derBohrungen in einerAussparung

Fertigung: Laserschneiden

� Schneiden vondünnen Stegen

Bauteile: Hebel

� Laserschneiden von dicken Blechen

� Hebel mit Blechdicke s = 20mm

Bauteile: Gehäuse

� Abdruckfreies Biegen

Bauteile: Abdeckung

� Biegen mit ACB-Winkelsensor

� Walzrichtung hatkeinen Einfluß

Fertigung: Trichter

� Bumping mit Schablonentechnik

� Schräge Anschlagflächen

Fertigung: Schablonentechnik

� Anschlagschablonen

Schablone aufdem Anschlag-finger montiert

Baugruppen: Teilerutsche TC2000 R

� Scharniere ermöglichen Teilesortierung

� Anbindungen für Pneumatikzylinder imBiegeteil integriert

Baugruppen: Teilerutsche TC2000 R549 168

� Schweißbaugruppe aus mehreren Einzelteilen

Fügehilfen: Einschubgehäuse für Drucker� Abstecken mit

Zentrierwarzen

Zentrierwarze

Baugruppen: Lasergeschweißte Strebe

� Laserschweißen der Verbindungselemente

� Zusammenschweißen der beiden Halbschalen

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