Zusammenfassung

Stanzen und Auspressen sind beides Hochgeschwindigkeits-Schneidverfahren, die einen Stempel und eine Matrize verwenden, um Blech zu schneiden. Der wesentliche Unterschied liegt im gewünschten Produkt. Bei einem ausstanzform vorgang ist das ausgestanzte Teil das gewünschte Bauteil, bekannt als „Blank“. Umgekehrt ist beim durchstanzwerkzeug vorgang das ausgestanzte Material Ausschuss (ein „Slug“), und das verbleibende Blech mit dem neu entstandenen Loch ist das gewünschte Teil.

Der grundlegende Schneidprozess: So funktionieren Stanzen und Auspressen

Im Kern sind sowohl das Stanzen als auch das Lochstechen mechanische Schneidvorgänge, bei denen ein Metallstück von einer größeren Blech- oder Bandfläche getrennt wird. Der Prozess beruht auf der Wechselwirkung zwischen einem Stempel (dem männlichen Bauteil) und einer Matrize (dem weiblichen Bauteil). Wenn eine Presse aktiviert wird, treibt sie den Stempel durch das Ausgangsmaterial und in die Öffnung der Matrize, wodurch eine enorme Scherkraft erzeugt wird, die das Metall schneidet. Diese grundlegende Aktion ist für beide Verfahren identisch und erfolgt in drei klar definierten Phasen.

Laut detaillierter Analysen des Schneidzyklus ist die erste Phase plastische Deformation die Kompressionsphase. Während der Stempel das Material berührt, übt er eine Kraft aus, die die elastische Grenze des Metalls übersteigt und dadurch eine bleibende Verformung verursacht. Das Material biegt sich in die Öffnung der Matrize hinein und bildet eine abgerundete Kante, die als 'Matrizenradius' bekannt ist. Diese anfängliche Kompression ist ein charakteristisches Merkmal aller gestanzten Bauteile. Die Qualität und Größe dieses Matrizenradius gelten oft als Indikatoren für den Zustand des Werkzeugs und die Prozessparameter.

Die zweite Phase ist penetration , die die eigentliche Scherphase darstellt. Während die Presse ihren Hub fortsetzt, wird der Stempel tiefer in das Ausgangsmaterial gedrückt. Die Schneidkanten von Stempel und Matrize beginnen, das Metall zu scheren, wodurch an der Schnittkante sowohl des Ausschlusses als auch des Ausgangsmaterials ein sauberer, glänzender Bereich entsteht. Unter idealen Bedingungen macht dieser gescherte Bereich etwa ein Drittel der Materialdicke aus. Diese Phase erfordert eine enorme Kraft und ist der Punkt, an dem die Präzision der Werkzeugteile am kritischsten ist.

Schließlich schließt der Prozess mit dem fraktur die fortgesetzte Pressung verursacht Spannungskonzentrationen, die zur Bildung von Brüchen führen. Die Brüche breiten sich sowohl von der Stanzseite als auch von der Matrizenseite des Materials aus, bis sie sich vereinigen und die Trennung abschließen. Dieser Bruch erzeugt den 'Bruchbereich' des Schnittes und kann eine kleine, raue Kante hinterlassen, die als 'Grat' bekannt ist. Obwohl die zugrundeliegende Physik identisch ist, bestimmt die Konstruktionsabsicht einer Ausstanzmatrize im Vergleich zu einer Lochstanzmatrize, welche Seite dieses Schnitts das Endprodukt darstellt.

Kernunterschied: Werkstück vs. Verschnitt

Der primäre und wichtigste Unterschied zwischen einer Ausstanzmatrize und einer Lochstanzmatrize liegt in ihrem Zweck – genauer gesagt, welcher Teil des geschnittenen Materials als Produkt betrachtet wird und welcher als Abfall entsorgt wird. Mit dem Ausstanzen werden die äußeren Merkmale eines Teils erzeugt, während mit dem Lochstanzen die inneren Merkmale entstehen. Dieser grundlegende Unterschied in der Absicht bestimmt das Design der Werkzeuge und den Schwerpunkt der Qualitätskontrolle.

In einem aushämmen bei dieser Operation ist das aus dem Ausgangsmaterial ausgestanzte Teil das gewünschte Werkstück. Das umgebende Material, bekannt als Abfallstreifen oder Gerippe, wird entsorgt. Der gesamte Prozess dient der Sicherstellung der Maßgenauigkeit und Kantenqualität des ausgestanzten „Blechs“. Beispielsweise sind die Herstellung von Münzen, Unterlegscheiben oder flachen Zahnradscheiben allesamt Stanzvorgänge, da das kleine abgetrennte Stück das Endprodukt ist.

Umgekehrt bedeutet ein durchstoßen diese Operation wird durchgeführt, um ein Loch oder eine Öffnung in einem Werkstück zu erzeugen. In diesem Fall gilt das ausgestanzte Material – der sogenannte Slug – als Ausschuss. Das größere Blech oder Teil, das nun ein präzise positioniertes Loch enthält, ist das gewünschte Produkt. Die Erstellung von Schraublöchern in einem Computergehäuse, Belüftungsschlitze in einem Gehäuse oder Positionierlöchern in einer Halterung sind allesamt Beispiele für das Durchstechen. Der Fokus liegt auf der Genauigkeit von Größe, Form und Lage des Lochs.

Dieser Unterschied hat direkte Auswirkungen auf das Werkzeugdesign. Bei einem Stanzwerkzeug bestimmen die Maße der Matrize die endgültige Größe des Ausschnitts. Bei einem Durchstanzwerkzeug bestimmen die Maße des Stempels die endgültige Größe des Lochs. Dieser subtile, aber entscheidende Unterschied leitet den Werkzeugmacher dabei an, Fertigungstoleranzen entweder am Stempel oder an der Matrize anzubringen, um die erforderliche Bauteilgenauigkeit zu erreichen. Wenn Sie das ausgestanzte Teil benötigen, verwenden Sie das Blanking. Wenn Sie ein Loch in einem größeren Teil benötigen, verwenden Sie das Piercing.

Matrizen-Design und Spiel: Die technischen Details

Neben dem eigentlichen Zweck ist die technische Auslegung des Werkzeugs, insbesondere der Schneidspalt, ein entscheidender Faktor, der qualitativ hochwertige Prozesse auszeichnet. Der Schneidspalt ist definiert als der Abstand zwischen der Schneidkante des Stempels und der entsprechenden Schneidkante der Matrize. Eine korrekte Spalteinstellung ist entscheidend für die Qualität des fertigen Teils sowie für die Lebensdauer des Werkzeugs selbst. Die Wahl dieses Spalts hängt von der Materialart, der Dicke und den gewünschten Kantenmerkmalen ab.

Eine falsche Freistellung führt zu vorhersehbaren Fehlerbildern. Bei zu großem Freistellungsmaß wird das Material in die Matrizenöffnung gezogen, bevor es schert, was zu einer großen, abgerundeten Matrizennase und einem erheblichen Grat führt. Das Scherband wird sehr klein, und die Kantenqualität des Teils ist schlecht. Bei zu geringer Freistellung entstehen übermäßige Spannungen sowohl im Material als auch in der Werkzeugausstattung. Dies kann zu einer sekundären Scherung (einem zweiten glänzenden Band auf der Bruchfläche) führen, erfordert eine deutlich höhere Stanzkraft und beschleunigt den Verschleiß der Schneidkanten von Stempel und Matrize.

Die optimale Freistellung stellt einen Kompromiss zwischen Kantenqualität und Werkzeuglebensdauer dar. Allgemeine Richtwerte für Stahl werden oft als Prozentsatz der Materialdicke pro Seite angegeben:

• Präzisionsstanzung: Für hochwertige Scherflächen mit minimalen Graten ist die Freistellung typischerweise gering, etwa 5 % der Materialdicke.
• Konventionelles Stanzpressen: Zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer und zur Verringerung der Stanzkraft wird die Freistellung etwas größer gewählt, üblicherweise 8 % bis 10 % der Materialdicke.

Die Einhaltung dieser genauen Toleranzen bei der Werkzeugherstellung erfordert umfangreiche Fachkenntnisse. Führende Hersteller von Sonderwerkzeugen, wie Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , spezialisieren sich auf die Herstellung hochpräziser Automobil-Stanzformen, bei denen die Kontrolle dieser Parameter entscheidend ist, um Millionen von Bauteilen mit gleichbleibender Qualität zu fertigen. Ein weiteres wichtiges Konstruktionsmerkmal ist der Winkelablauf, eine leichte Neigung der Formöffnung, die es dem Blech oder Ausschuss ermöglicht, ohne Verklemmung hindurchzulaufen und den inneren Druck nach dem Schneiden abbaut.

Industrieller Kontext: Erklärung von Stanzvorgängen – Ausstanzen, Durchstanzen und Stanzen

In industriellen Anwendungen werden die Begriffe „Durchstanzen“ und „Stanzen“ oft synonym verwendet, was zu Verwirrungen führen kann. Während das Ausstanzen ein eigenständiger Prozess ist, fungiert das Stanzen als übergeordnete Kategorie, die funktionell mit dem Durchstanzen überlappt. Das Verständnis dieser Unterscheidung ist entscheidend für eine klare Kommunikation im Fertigungsumfeld.

Stanzen ist der allgemeine Begriff für ein Verfahren, bei dem mit einem Stempel und einer Matrize eine Geometrie in Blech erzeugt wird. Im technischen Sprachgebrauch bezieht sich Stanzen jedoch meist auf einen Vorgang, bei dem das entfernte Material als Ausschuss gilt. Gemäß dieser Definition ist das Stanzen funktional identisch mit dem Durchstanzen. Beide Verfahren erzeugen Löcher, Schlitze oder andere innere Merkmale in einem Werkstück, und der entstehende Grat wird verworfen.

Der Schlüssel liegt darin, stets die Absicht zu berücksichtigen. Eine einfache Analogie verdeutlicht den Zusammenhang: Wenn Sie einen herkömmlichen Locher verwenden, um ein Blatt Papier für einen Ordner zu lochen, führen Sie durchstoßen oder stanzen löcher; das Papierblatt ist das Bauteil und die kleinen Papierkreise sind Ausschuss. Wenn Sie diese kleinen Kreise sammeln würden, um sie als Konfetti zu verwenden, würden Sie aushämmen das Konfetti; die Kreise sind das Bauteil und das Papierblatt ist der Ausschuss.

Zusammenfassung des Zusammenhangs:

• Ausschneiden: Das ausgestanzte Material ist das gewünschte Produkt.
• Stanzen: Das Material, das nach dem Stanzen eines Lochs übrig bleibt, ist das gewünschte Produkt.
• Stanzen: Ein allgemeiner Begriff, der oft synonym mit Stanzen verwendet wird, wobei das Ziel darin besteht, ein Loch zu erzeugen und das entfernte Material als Ausschuss gilt.

Daher ist es bei der Besprechung einer Metallstanoperation entscheidend klarzustellen, welcher Teil des Materials das Endprodukt ist. Dies stellt sicher, dass die Stanzform korrekt konstruiert wird und alle Beteiligten – vom Ingenieur bis zum Werkzeugmacher – das Ziel des Prozesses verstehen.

Häufig gestellte Fragen

1. Was ist der Unterschied zwischen Stanzen und Ausschneiden?

Der grundlegende Unterschied liegt in der gewünschten Ausgabe. Beim Ausschneiden (Blanking) ist das aus dem Blech ausgestanzte Teil das Endprodukt, das zur Erzeugung der äußeren Merkmale eines Bauteils verwendet wird. Beim Stanzen (Piercing) ist das ausgestanzte Material Ausschuss, und das Ziel besteht darin, ein inneres Loch oder eine Form im verbleibenden Blech zu erzeugen.

2. Was ist eine Schneidstempelform?

Eine Stanzschneidform ist ein spezialisiertes Werkzeug für die Metallbearbeitung, das aus einem Stempel und einem Matrizenpaar besteht. Es wird in einer Presse verwendet, um einen Scherprozess durchzuführen, bei dem flache Stücke aus dem Ausgangsmaterial ausgeschnitten werden. Die charakteristische Eigenschaft besteht darin, dass die Matrize in Verbindung mit dem Stempel so ausgelegt ist, dass sie eine bestimmte Form (das „Stanzteil“) erzeugt, die als fertiges Bauteil verwendet wird.

3. Wie groß ist der Spielraum zwischen Stempel und Matrize beim Stanzschneiden und beim Stanzen?

Der Spielraum zwischen Stempel und Matrize ist der Abstand zwischen den Schneidkanten von Stempel und Matrize. Der optimale Spielraum variiert je nach Materialdicke und gewünschter Qualität. Für Präzisionsarbeiten mit minimalen Graten beträgt der Spielraum typischerweise etwa 5 % der Materialdicke pro Seite. Bei konventionellen Operationen, bei denen die Werkzeuglebensdauer verlängert werden soll, ist ein größerer Spielraum von 8 %–10 % üblich.

4. Was ist der Unterschied zwischen Stanzschneiden und Stanzen?

Während das Ausstanzen ein verwendbares Teil aus dem ausgeschnittenen Material erzeugt, wird Stanzen im Allgemeinen als Synonym für Durchlochen verwendet. Bei einem Stanzvorgang besteht das Ziel darin, ein Loch im Werkstück zu erzeugen, und das entfernte Material gilt als Ausschuss. Der entscheidende Unterschied liegt stets darin, ob das ausgestanzte Teil oder die verbleibende Blechplatte das gewünschte Produkt ist.