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EFB-Forschungsbericht Nr. 146

Vorstudie zur Erkennung von Ausbrüchen an Stempel- und Matrizenkanten von Schneidwerkzeugen mittels Kraft- und Schallemissionsmessungen

EFB146

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. habil Reimund Neugebauer, Dipl.-Ing. Jochen Fischer, Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Chemnitz

30 Seiten (Sw 15 Abb.)

ISBN: 978-3-86776-275-5

Preis (Digital) EUR 16,00

Preis (Print) EUR 18,20

Zusammenfassung

ln Preßwerken steht die Aufgabe, gratfreie Schnitteile für nachfolgende Tiefziehoperationen bereitzustellen. Zur Sicherung der Gratfreiheit muß das Schneidwerkzeug auf Ausbrüche überwacht werden. Als indirekte Meßgröße kommt das hochfrequente Schallemissionssignal (Acoustic Emission) in Frage.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde die prinzipielle Eignung von Schallemissionssignalen zur Detektion von sehr kleinen Schneidkantenbeschädigungen nachgewiesen. Im Gegensatz zu bisherigen Arbeiten erlaubt es das Meßverfahren, nicht nur den Zeitpunkt des Ausbruchs zu erkennen, sondern auch den Zustand der Schneidkante, also einen wachsenden Verschleiß bis hin zum Ausbruch. Dazu wird ein spezielles Ortungsverfahren in Verbindung mit schneller Transientenmeßtechnik und intelligenten Auswertemethoden eingesetzt.

Durch eine statistische Herangehensweise (Gut-Schlecht-Vergleich) ist es gelungen, Schneidkantenbeschädigungen von ca.1% der Gesamtschnittlänge nachzuweisen. Außerdem kann die Lage der Beschädigung an der Schneidkante bestimmt werden. Ferner ist die Meßmethode geeignet, die Werkzeugfunktion auf Pressen hinsichtlich der Schneidspalteinstellung zu prüfen.

Die Ergebnisse der Studie sind noch nicht ausreichend für eine sofortige Überführung in die Praxis. Hier sind weitere Arbeiten zur statistischen Absicherung der erzielten Ergebnisse, zum Aufzeigen der Verfahrensgrenzen hinsichtlich der Werkzeuggeometrie und zur Entwicklung automatisierter Auswertealgorithmen notwendig.
Die prinzipielle Eignung des Meßverfahrens zum Erkennen von sehr kleinen Schneidkantenbeschädigungen wurde nachgewiesen.

Das Forschungsvorhaben „Vorstudie zur Erkennung von Ausbrüchen an Stempel- und Matrizenkanten von Schneidwerkzeugen mittels Kraft- und Schallemissionsmessungen“ wurde unter der Fördernummer AiF-Nr.:  11827B von der EFB e.V finanziert und betreut und über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AIF e.V) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWI) gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 146 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle erhältlich.   

Inhalt

1. Einleitung
2. Stand der Technik
3. Zielstellung
4. Versuchswerkzeuge
5. Meßprinzip
5.1. Nutzung von Auftreffstößen zur Detektion des Ausbruchs
5.2. Ortungsprinzip
6. Meßtechnik
6.1. Anordnung der Sensoren
6.2. Elektrischer Versuchsaufbau
7. Ergebnisse
7.1. Versuche am runden Werkzeug
7.2. Versuche am quadratischen Werkzeug
8. Zusammenfassung und Ausblick
Literaturverzeichnis