Forschungsberichte

Untersuchungen über das Scherschneiden dünnwandiger Magnesium-Druckgussteile

Espandarmaz Bolurchi

155 Seiten 96 Abbildungen Hieronymus Buchreproduktions GmbH, München, 2002 ISBN 3-89791-248-1

Bei den bisher veröffentlichten Arbeiten wurde der Einfluss der Prozessparameter auf die Schnittflächenqualität und auf den Werkzeugverschleiß beim Scherschneiden von Stahlwerkstoffen und Aluminiumlegierungen untersucht. Die Untersuchung von Magnesiumdruckgusslegierungen war bisher nicht Gegenstand dieser Untersuchungen.

Das duktile Verhalten von Stahlwerkstoffen und Aluminiumknetlegierungen und somit die ähnliche Schnittflächenausbildung beim Scherschneiden führten zu einem einheitlichen Qualitätsbewertungssystem, basierend auf den klassischen Schnittflächenkenngrößen. Der Einfluss der Prozessparameter wurde in Abhängigkeit der Größe der Schnittflächenbereiche Kanteneinzug, Glattschnitt, Bruch und Grat ausgedrückt. Die Art der Schnittflächenausbildung, die werkstoffspezifische Schnittflächenmerkmale und deren Abhängigkeit von den Prozessparametern wurden bei Magnesiumdruckgusslegierungen bisher nicht erforscht. Deshalb war ein geeignetes Messverfahren zur quantitativen Erfassung der Bewertungskenngrößen nicht bekannt.

Gegenstand der Untersuchungen ist die Ermittlung der Schnittflächenausbildung beim Scherschneiden von Magnesiumdruckgusslegierungen. Mit Hilfe der erzielten Ergebnisse werden Qualitätsmerkmale definiert, die zum qualitativen und quantitativen Vergleich dienen. Weiterhin wird der Einfluss der werkzeug- und werkstoffseitigen Parameter auf die Schnittflächenqualität untersucht. Die Ermittlung der optimalen Prozessparameter beim Scherschneiden und die optimale konstruktive Gestaltung der Werkzeugaktivelemente für das Zerteilen von Magnesiumdruckgussplatten sind Hauptbestandteil der Untersuchungen. Hierzu wird unter anderem ein geeignetes Simulationsprogramm als Hilfswerkzeug verwendet. Das Ergebnis der Untersuchungen führt zur Minimierung der Span- und Gratbildung. Dabei wird auf eine einheitliche Oberflächentopographie der Schnittflächen großer Wert gelegt.

Folgende Aufgaben werden durchgeführt:

  • Simulation des Scherschneidprozesses unter Variation des Schneidspalts, der Stempelgeometrie und des Plattenwerkstoffs;
  • Durchführung von Scherschneidversuchen mit geschlossener Schnittlinie (Lochen) unter Variation des Schneidspalts, der Stempelgeometrie und des Plattenwerkstoffs;
  • Durchführung von Scherschneidversuchen mit offener Schnittlinie (Abschneiden) unter Variation des Schneidspalts, der Stempelgeometrie und des Plattenwerkstoffs;
  • Auswertung der Mess- und Simulationsergebnisse und Beschreibung des Einflusses werkzeug- und werkstoffseitiger Versuchsparameter auf das Scherschneidergebnis.

Die Erfassung der Schnittflächenkenngrößen des Schnitteils und deren Auswertung ist die Voraussetzung für den quantitativen Vergleich und erfordert die Bestimmung eines geeigneten und hinreichend wiederholgenauen Messverfahrens.

Die durchgeführten Aufgaben zeigen einerseits die mit dem Einsatz des Scherschneidens im Bereich der Verarbeitung von Magnesiumdruckgusslegierungen verbundenen Probleme auf, anderseits stellen sie Aussagen und Richtlinien für Anwender zur Verfügung, um eine optimierte Einstellung der Versuchsparameter zu ermöglichen.