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Wirkflächen exakt konstruieren und fertigen
Enorme Zeiteinsparungen in der Tryout-Phase
Wegen des vermeintlich hohen Konstruktionsaufwands werden Wirkflächen oftmals nur passend für eine Blechseite auskonstruiert (zum Beispiel für die Matrize). Für die NC-Fertigung der anderen Blechseite werden dann Offsetmaße (= Blechstärke) in die NC-Programme eingerechnet. Auch zur Berücksichtigung von Ausdünnungseffekten und Freimachungen wird häufig mit Aufmaßen in den NC-Programmen gearbeitet. Diese Vorgehensweise führt zwar schnell zu einem ersten Ergebnis, erfordert jedoch einen hohen manuellen Aufwand in den Tuschierpressen und zusätzliche Tryoutschleifen.
Tebis bietet automatisierte Konstruktionsfunktionen, mit denen Wirkflächenkonstrukteure Blechstärke, Ausdünnungseffekte und Freimachungen konstruktiv in die CAD-Wirkflächen einbringen. Es entstehen absolut realitätsgetreue Werkzeugsätze – und zwar unter Berücksichtigung aller bekannten und simulierten Umformeffekte. So lassen sich in NC-Programmierung, maschineller Fertigung und Tryout enorme Zeiteinsparungen von mehreren Hundert Stunden realisieren.
Übliche Methode: Druckflächen (positive Aufmaße) und Freimachungen (negative Aufmaße) werden nicht exakt konstruiert, sondern über NC-Aufmaßattribute in die Wirkflächen des Umformwerkzeugs eingefräst. Das gefräste Ergebnis (rote Flächen) entspricht so nicht dem CAD-Modell (gepunktete Fläche).
Tebis Methode: Druckflächen (positive Aufmaße) und Freimachungen (negative Aufmaße) werden exakt und mit Übergangsbereichen im CAD konstruiert (grüne Flächen). Auf der Fräsmaschine wird das CAD-Modell hergestellt. Gefräste Werkzeugkomponenten und CAD-Modell und -Wirkflächen sind identisch.Übliche Methode
Sichtbare Kanten in gefräster Werkzeugoberfläche
Übliche Methode
Ergebnis nach aufwändiger Schleifarbeit
Tebis-Methode:
Werkzeugoberfläche ohne Absätze und ohne manuelle Schleifarbeit
Geringer Mehraufwand in der KonstruktionInvestierte Zeit in Konstruktion zahlt sich aus in Fertigung und TryoutSchnell und sicher in der FertigungExakte Wirkflächen sind Voraussetzung für NC-Automation, für zuverlässige Simulationen und für die Verwendung von Hochvorschubfräsern (HFC-Fräser)Geringe manuelle Bearbeitungszeiten im TryoutMit exakten Wirkflächen gefertigte Werkzeugoberflächen sind ohne sichtbare Kanten und AbsätzeRadien
Für Ziehoperationen: Auf Knopfdruck freimachen und abflachen
Unter Freimachung versteht der Werkzeugmacher die Verkleinerung von Verrundungsbereichen in konkaven Bereichen von Matrize, Stempel, Niederhalter und allen Kleinteilen, um so sicherzustellen, dass das Blech beim Umformen in diesen Bereichen nur mit jeweils einer Werkzeugseite in Berührung kommt.
In konvexen Wirkflächenbereichen wird dieser Effekt durch Abflachen der Radien erzielt.
Modifizieren Sie Ihre Wirkflächen konstruktiv im CAD, wo immer es geht. Sie stabilisieren dadurch Ihren Gesamtprozess von der Umformsimulation bis hin zur Try-Out-Presse. Im CAD vorgenommene Änderungen in Verrundungsbereichen in den Wirkflächen kommen über NC-Programme schnell und präzise ins Werkzeug und lassen sich zugunsten eines stabilen Prozesses kontrolliert verändern.
Tebis erkennt konkave Radien und Verrundungen in den Wirkflächen automatisch, reduziert die Radien in Verrundungsbereichen auf Knopfdruck und erzeugt dabei tangentiale Übergänge zu den Anschlussflächen.Druck- und Freiflächen
Für Ziehoperationen: Bereiche übergangslos einpassen
Flächige Bereiche des Umformwerkzeugs, in denen das Blech während der Ziehoperation eher festgehalten werden soll, benötigen Druckflächen. Umgekehrt bekommt das Blech dort mehr Streck- und Ausdehnungsfreiheit, wo kein Druck auf das Blech ausgeübt wird. Dazu werden Freiflächen einkonstruiert.
Im Video ist zu sehen, wie Tebis für rote Bereiche vollautomatisch positive und negative Aufmaße berechnet. Grüne Bereiche bleiben unverändert, Bereiche in orange sind Übergangsbereiche.
Mit einer Vergleichsfunktion werden die Abweichungen Vorher zu Nachher sichtbar gemacht und können vom Anwender gemessen werden.Umrissflächen
Für Beschnittoperationen: Umrisse automatisch erzeugen
Für die Konstruktion von Untermessern erstellt der Tebis Wirkflächen-Konstrukteur auf Knopfdruck Umrissflächen, die bereits über Schnittluft und Freimachungen verfügen. Auch eine konstante Schnittkantenbreite ist enthalten. Die berechneten Wirkflächen werden im Anschluss für die Solidkonstruktion des Werkzeugunterteils benutzt.
Tipp: Nutzen Sie auch für die Konstruktion Ihrer Schnittmesser den automatischen Kleinteileprozess von Tebis.
Tipp: Nutzen Sie auch für die Konstruktion Ihrer Schnittmesser den automatischen Kleinteileprozess von Tebis.
Theoretische Beschnittkanten
Für Beschnittoperationen: Präzise Ergebnisse beim Beschneiden von Tiefzieh- und Biegeteilen
Mit der Funktion "Abwicklungskurven erzeugen" lassen sich theoretisch ausgelegte Beschnittkanten für Flansche bei Tiefzieh- und Biegeteilen schnell und einfach ermitteln. Die Materialstärke des Bauteils sowie die Lage der neutralen Faser werden berücksichtigt – das Ergebnis ist hochpräzise, manuelle Nacharbeiten entfallen. Die Qualität der Ergebniskurven entspricht der Qualität der Ursprungskurven.
Mehrere Berechnungsmodi decken unterschiedliche Anwendungsfälle ab.Schnittmesser und Backen
Kleinteile mit allen Offsets, Rücksetzungen und Bohrungen automatisch konstruieren
Schnittmesser gehören zu den Kleinteilen eines Umformwerkzeugs und können auf standardisierte und weitgehend automatisierte Weise konstruiert und gefertigt werden. Die Tebis Konstruktionsautomatik benutzt Flächen- und Solidgeometrie, erzeugt Form- und Umrissflächen mit Offset und Rücksetzungen und verschneidet alles zu exakten Solids mit automatisch generierten Anbau- und Überlaufflächen.
Die zur Befestigung des Messers erforderlichen Bohrungen und Passungen resultieren aus der Montagevorgabe des Solidsystems. Die zur frästechnischen Herstellung der Messer erforderlichen Schließflächen entstehen automatisch.
Der hochautomatisierte Tebis Kleinteileprozess nutzt Vorgaben aus der Solidkonstruktion und aus der Wirkflächenkonstruktion und lässt nahezu auf Knopfdruck exakt und vollständig auskonstruierte Schnittmesser entstehen.
Zur Fertigung der Messer auf Fräsmaschinen müssen Bohrungen und Passungen zunächst geschlossen sein. Die Schließflächen erzeugt Tebis vollautomatisch.Pressendurchbiegung
Gravitationskräfte konstruktiv kompensieren
Auf Oberteile großformatiger Umformwerkzeuge wirken Gravitationskräfte, die je nach Steifigkeit des Gesamtsystems einschließlich Umformpresse zu einer ungewünschten Durchbiegung der Matrize führen. Dieser physikalische Effekt wird in Tebis automatisch und prozesssicher in den Wirkflächen kompensiert. Die Tebis Morphing-Technologie verformt komplexe Freiform-Topologien vollautomatisch durch Vorgabe eines einfach zu formulierenden Verformungsgesetzes.
Im Originalzustand hängt die Matrize durch, wodurch der Luftspalt zum Stempel in der Mitte geringer ist als im Außenbereich.
Nach Kompensation der Pressendurchbiegung wurden sämtliche Wirkflächen minimal verändert. In der Werkzeugmitte, wo die größte Durchbiegung berechnet wurde, ist die Kompensation am höchsten.Wenn beim damaligen Prozess auch nur ein Druckbereich vergessen wurde, kostete uns die Korrektur bis zu 10.000 Euro. Heute bauen wir beispielsweise Türwerkzeuge, die wir früher um die 160 Stunden nachbearbeiten mussten, direkt in die Presse ein.
Roland Schöbel, Leiter Maschinelle Fertigung, Werkzeugbau Wolfsburg, Volkswagen AG
Mit Tebis haben wir unseren gesamten Produktionsablauf verbessern können, wir sind schneller und flexibler geworden, fertigen effizienter und sicherer. Das geht vor allem dank der hohen Durchgängigkeit der Software, die so sonst keine andere bietet.
Merima Präzisions-Werkzeugbau GmbH
