In der modernen Präzisionsfertigung erfüllen Stanzpressen eine Aufgabe, die über das Stanzen von Löchern hinausgeht. Neben dem Stanzen werden mit dieser Werkzeugmaschine auch Bleche gebogen, geformt, gestanzt, geschnitten und gekerbt. Alle diese Vorgänge werden mit hochdruckgesteuerter Kraft und sofortiger Energiefreisetzung durchgeführt, die von einer Energiequelle angetrieben wird. Dabei kann es sich um eine mechanische, hydraulische oder servoelektrische Quelle handeln. Moderne Maschinen sind mit CNC-gesteuerten Vorrichtungen ausgestattet, um präzisere Ergebnisse zu erzielen.
Kurz gesagt, Stanzpressen sind vielseitig einsetzbar. Diese leistungsstarken Maschinen spielen eine entscheidende Rolle bei der Metallverarbeitung und werden in verschiedenen Branchen eingesetzt. Dazu gehören die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und die Metallverarbeitung.
Dieser Leitfaden befasst sich mit den verschiedenen Arten von Stanzmaschinen, ihrer Funktionsweise, ihren Komponenten und ihrer Verwendung. So können Sie sicherstellen, dass Sie über das nötige Wissen verfügen, um eine fundierte Entscheidung für Ihr Unternehmen zu treffen.
Was ist Punch Press - und wie funktioniert es?
A Stanzmaschine ist ein wichtiges Gerät, das in der Metallverarbeitung zur Formung oder Umformung von Blechen verwendet wird, wobei ein Stempelwerkzeug durch eine Matrize gedrückt wird. Der Stempel und die Matrize sind das zentrale Arbeitsprinzip der Maschine.
Der Stempel als hartes Werkzeug übt eine hohe Druckkraft aus, während die Matrize die passende Kavität/Form darstellt. Wenn das Stempelwerkzeug das auf der Matrize liegende Blech stanzt, wird das Blech in/durch die Matrize gedrückt. Das Ergebnis ist das Schneiden eines Butzen (für Löcher) oder das Umformen des Blechs (für die Formgebung). Im Grunde funktioniert es nach einem einfachen Mechanismus: sofortige Energiefreisetzung und kontrollierte Verformung. Die Funktionsmöglichkeiten sind also enorm.
Auf dem Markt gibt es ein breites Angebot an Stanzmaschinen, die in verschiedenen Ausführungen erhältlich sind. Die Palette reicht von kleinen, manuell betriebenen Maschinen bis hin zu großen CNC- und Revolvermaschinen, die komplexe Aufträge mit hohen Stückzahlen ausführen können. Jede dieser Maschinen ist für unterschiedliche Bedürfnisse und Anwendungen konzipiert. Es ist also notwendig, Ihren Bedarf zu ermitteln, um alle Vorteile für Ihr Unternehmen nutzen zu können.
Arten von Stanzpressen
Klassifiziert nach Fahrertyp
Mechanische Stanzpresse
Diese Stanzpressen sind in der Fertigungsindustrie weit verbreitet und werden bevorzugt eingesetzt. Mechanische Stanzpressen verfügen über Zahnräder, Kupplungsstangen und andere Komponenten zur Kraftübertragung. Sie eignen sich am besten für schwere Stanz- und Schneidearbeiten. Außerdem können einfache Umformungen mit speziellen Werkzeugen durchgeführt werden.
Die mechanische Stanzpresse wird von einem Motor angetrieben, der das große Schwungrad in Bewegung hält. Wenn es sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, speichert es kinetische Energie. Nachdem das Pedal eingerastet ist, verbindet es das Schwungrad mit der Kurbelwelle. Eine Pleuelstange verbindet die Kurbelwelle mit dem beweglichen Schlitten oder Stößel. Ein Ende der Stange befindet sich auf dem Kurbelzapfen (rotierend), das andere Ende ist am Stößel befestigt (gleitend). Wenn sich die Kurbel dreht, zwingt die Pleuelstange den Stößel, sich in einer geraden Linie auf und ab zu bewegen. Die Drehbewegung wird zu einer linearen Hin- und Herbewegung. Diese Energie wird während des Stanzmoments am unteren Ende dieses Hubs freigesetzt, wenn der Stößel den Stempel in das Material und die Matrize drückt.
Diese Maschinen sind kostengünstig und werden in der Regel für die Produktion von Kleinserien eingesetzt. Sie können automatisiert oder manchmal auch manuell betrieben werden.
Hydraulische Stanzpresse
Hydraulische Stanzpressen arbeiten mit hydraulischen Übertragungssystemen, die den Stößel mit Kraft bewegen. Über die Hydraulikleitung wird eine unter Druck stehende Flüssigkeit, hauptsächlich Öl, in den Hydraulikzylinder gepumpt. Dort wandelt er die hydraulische Energie in mechanische Energie um. Diese Energie treibt den Stößel an.
Die Bewegung des Stößels wird über Ventile gesteuert, die den Flüssigkeitsstrom und den Druck regeln. Da die Maschine ihre Kraft aus dem Hydraulikdruck bezieht, kann sie an verschiedenen Punkten des Hubs die volle Nennlast abgeben.
Hydraulische Systeme erleichtern die Einstellung von Kraft, Geschwindigkeit und Verweilzeit. Der Bediener kann den Zyklus auf verschiedene Materialien abstimmen. Diese Art von Stanzpresse eignet sich für das Umformen dickerer Materialien und das Tiefziehen. Außerdem werden sie gewählt, wenn Flexibilität wichtiger ist als die maximale Hubzahl.
Servo-elektrische Stanzmaschine
Diese Stanzpresse kombiniert das fortschrittliche elektrische Steuerungssystem mit einem drehmomentstarken Servomotor, der den Stößel antreibt. Diese Systeme zeichnen sich durch ihre Leistung und Präzision aus. Auch die mit hydraulischen Systemen verbundenen Wartungskosten sind hier geringer. Im Gegensatz dazu sind sie vollständig programmierbar. Dies trägt dazu bei, die Markierung zu minimieren, die Geräuschentwicklung zu reduzieren und den Schlagstil an den Betrieb anzupassen.
Ihre Anwendungen umfassen komplexe Umformungen, präzise elektronische Teile usw. Diese Aufgaben erfordern Präzision und Wiederholbarkeit. Servoelektrische Stanzautomaten lassen sich gut mit CNC-Steuerungen kombinieren. Dies liegt daran, dass die Antriebs- und Positioniersysteme eng aufeinander abgestimmt werden können.
Klassifizierung nach Rumpfstruktur
CNC-Revolverstanzmaschine
Diese Stanzpressen verwenden eine rotierende Scheibe, den so genannten Revolver, der zwischen dem Stempel und einer Matrize sitzt. CNC-Positionierung, um das auf dem Arbeitstisch eingespannte Blech in X- und Y-Richtung zu bewegen, während der rotierende Revolverkopf mehrere Stempel- und Matrizensätze hält. CNC-gesteuert indexiert der Revolverkopf, um die gewünschte Werkzeugstation zu positionieren. Dann treibt der Stößel den Stempel durch das Blech in die Matrize.
CNC-Revolverstanzmaschinen können viele Lochgrößen, Formen und Muster auf einem Blech erzeugen. In einer einzigen Aufspannung wird also die gesamte Arbeit mit schnellen Werkzeugwechseln ohne manuelles Umrüsten erledigt. Diese Maschinen zeichnen sich dort aus, wo die Teile viele Merkmale aufweisen und Konsistenz entscheidend ist.
C-Typ-Stanzmaschine
C-Typ-Stanzpressen haben einen C-förmigen Rahmen, worauf ihr Name hinweist. Er ist speziell für das Schneiden und Stanzen großer Bleche konzipiert. Er bietet einen klaren, bequemen Zugang zum Werkzeug- und Matrizenbereich. Der offene Rahmen kann sich unter Belastung stärker biegen als zweiseitige Rahmen.
Sie können eine akzeptable Option für leichte bis mittelschwere Arbeiten sein. Bei sehr präziser oder schwerer Belastung können Benutzer jedoch zu steiferen Rahmenkonstruktionen tendieren.
Gatter-/Brückenstanze
Eine Gatter- oder Brückenpresse hat einen zweiseitigen Rahmen. Im Gegensatz zu den C-Gestellpressen verbessert diese Konstruktion die Steifigkeit und verringert die Durchbiegung bei Stanzbelastungen. Daher sind diese Pressen perfekt für lange, schwere Blechbearbeitungen, die enge Toleranzen erfordern. Sie unterstützt eine bessere Ausrichtung und Stabilität, die für größere Arbeiten erforderlich ist.
Hauptkomponenten
Rahmen (C-Rahmen vs. Portal-/Lückenrahmen)
Ein starker Stahlrahmen bildet die Grundstruktur der Stanzpresse. Er stützt die Maschine und sorgt für Stabilität im Betrieb. Das für diese Rahmen verwendete Material ist in der Regel hartgeschweißter Stahl.
C-Rahmen und Portal-/Spaltrahmen sind unterschiedlich konstruiert und dienen verschiedenen Zwecken. Der C-Rahmen ist ein offener Rahmen, der einen einfachen Zugang zum Werkzeugbereich ermöglicht. Außerdem wird das Beladen dadurch vereinfacht. Ein Portal-/Spaltrahmen oder Brückenrahmen hingegen ist eher ein geschlossenes Rechteck. Der Stößel befindet sich in der Mitte des Rahmens, wodurch die Durchbiegung des Rahmens beim Stanzen verringert wird. Da er an beiden Seiten abgestützt ist, kann er lange, schwere Bleche bearbeiten, die enge Toleranzen erfordern.
Stößel und Antriebssystem
Der Stempel oder Stößel - der bewegliche Teil der Presse - ist ein wichtiges Bauteil zur Kraftübertragung. Er hält den Oberstempel und wird vom Hauptmotor angetrieben, der ihn in einer vertikalen Bewegung auf und ab bewegt. Seine Präzision und die Ausrichtung mit dem Unterstempel sind wichtig für genaue Qualitätsteile. Gleichzeitig ist das Antriebssystem für die Bewegung des Stempels verantwortlich. Es wandelt die Bewegung in Energie um und erleichtert so die Bewegung des Stempels.
Kupplungs- und Bremssystem
Die Kupplung steuert, wann die gespeicherte Energie in den Hub übertragen wird. Sie verbindet das sich drehende Schwungrad mit der Kurbelwelle, um einen Schlag auszulösen. Aber wenn es darum geht, die Bewegung des Stößels zu kontrollieren, ist das Bremssystem das Wichtigste. Sie sorgt dafür, dass er bei Bedarf zum Stillstand kommt, oder hilft auf andere Weise, Unfälle zu vermeiden.
Matrizensatz (Stempel, Matrize, Abstreifer)
Das Kernstück des Stanzens - der Matrizensatz - arbeitet in einer Kombination. Das harte Werkzeug, der Stempel, übt in der passenden Kavität, der Matrize, eine hohe Druckkraft durch das Werkstück aus. Dadurch wird die gewünschte Form erzeugt. Ein Abstreifer hilft, das Blech zu kontrollieren und das Material vom Stempel zu entfernen, wenn der Stempel nach oben zurückkehrt. Dies verbessert die Qualität der Teile und die Zuverlässigkeit des Zyklus.
Werkzeugsystem (dicker Revolver, dünner Revolver, Mehrfachwerkzeuge)
Bei Revolverstanzmaschinen werden die Werkzeuge in einem rotierenden Revolver gespeichert. Die Maschine indexiert den Revolver, um den erforderlichen Stempel- und Matrizensatz zu positionieren.
"Dicker Revolver" und "dünner Revolver" beschreiben gängige Revolverwerkzeugformate. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in der Werkzeuggröße und der Art der Kapazität, die von verschiedenen Maschinenfamilien verwendet wird. Multi-Werkzeuge platzieren mehrere Stempelspitzen in einer Station. Dies reduziert die Revolverschaltung, wenn viele kleine Formen benötigt werden.
Zuführsystem und Materialhandhabung
Das Vorschubsystem hält das Blech an seinem Platz und verhindert, dass es sich während des Vorgangs bewegt. Die Materialhandhabung umfasst verschiedene Aufgaben. Dazu gehören das Laden von Blechen, das Abstützen großer Zuschnitte und das Entfernen von Fertigteilen und Ausschuss. Dies verbessert die Geschwindigkeit und Wiederholbarkeit in der Produktion.
Vorteile und Grenzen von Stanzpressen
Vorteile
- Schnelligkeit und Effizienz: Stanzpressen sind äußerst effizient. Wie die CNC-Revolvermodelle zeichnen sie sich durch hohe Geschwindigkeit und Effizienz aus. In einer einzigen Einrichtung können sie verschiedene Formen ohne manuellen Werkzeugwechsel herstellen, was die Bearbeitungszeit verkürzt.
- Verringern Sie den Ausschuss: Da sie gleichmäßig und genau sind, fällt beim Formen und Stanzen weniger Ausschuss an.
- Vielseitigkeit der Formen: Sie können eine breite Palette von Materialien bearbeiten, von Metallen bis hin zu Verbundwerkstoffen. Außerdem können sie verschiedene Formen auf Blechen erzeugen.
- Sicherheit: Sie sind mit Verriegelungen, Schutzvorrichtungen und Nottasten ausgestattet und erhöhen die Sicherheit. Die Bediener müssen jedoch angemessene Sicherheitskleidung tragen.
Beschränkungen
- Lärm und Vibration: Einige Modelle können bei schweren Arbeiten übermäßigen Lärm und Vibrationen erzeugen.
- Begrenzte Teilekomplexität: Komplizierte und komplexe Formen und Muster sind mit diesen Stanzmaschinen unmöglich zu erstellen.
- Hohe Anfangsinvestitionen: Die Maschinen können anfangs recht kostspielig sein. Mit der richtigen Einrichtung können sie jedoch eine hohe Kapitalrendite erzielen.
- Wartung: Regelmäßige Wartung und eventuelle betriebliche Reparaturen können die Kosten in die Höhe treiben. So sind beispielsweise hydraulische Pressenstempel mit einem hohen und kostspieligen Wartungsaufwand verbunden.
Anwendungen
Eine Stanzpresse ist ein wichtiges Gerät, das verschiedene Aufgaben erfüllen kann. Dazu gehören Schneiden, Formen, Stanzen, Prägen, Umformen, Ausklinken und viele andere. Diese Aufgaben können genau ausgeführt werden, um Maschinenteile, Rahmen, elektrische Komponenten und andere herzustellen. Ihre Anwendungen erstrecken sich auf verschiedene Branchen wie z. B.:
- Automobilindustrie
- Elektronik
- Herstellung von Metall
- Medizinische
- Bauwesen
- Luft- und Raumfahrt
Schlussfolgerung
Zum Schluss haben wir alles über die Stanzpresse besprochen. Zweifelsohne handelt es sich dabei um ein wichtiges Gerät, das in der Metallverarbeitungsindustrie eine entscheidende Rolle spielt. Ob mechanische oder hydraulische, CNC-Revolver- oder C-Typ-Modelle, alle haben ihre spezifischen Produktionsanforderungen. Daher ist es wichtig, diese Werkzeuge und Ausrüstungen zu verstehen, um die besten auszuwählen. Bei einem zuverlässigen Hersteller erhalten Sie die perfekte Ausrüstung mit technischer Unterstützung nach dem Kauf.