Konstruktionsrichtlinien für das Stanzen: Toleranzen, Biegeradius, Grat und Lochgestaltung

Die meisten Stanzprobleme werden konstruktiv verursacht, nicht in der Fertigung. Eine Zeichnung, die Biegeradius, Lochabstand, Gratrichtung oder Toleranzkette ignoriert, ist teuer in der Herstellung und schwierig zu prüfen.

Diese Richtlinien sind praktische Ausgangspunkte für Konstruktionsingenieure. Endwerte hängen von Material, Dicke und Verfahren ab und sollten während der DFM-Prüfung bestätigt werden.

1. Toleranzen

Allgemeine Stanztoleranzen liegen häufig bei etwa ±0,05 mm. Präzisionsmetallstanzen kann bei kritischen Maßen ±0,01–0,02 mm halten, mit einer Genauigkeit der Werkzeugkavität von etwa ±0,004 mm. Wenden Sie nicht die engste Toleranz auf jedes Maß an; markieren Sie nur die kritischen.

2. Biegeradius

Der minimale Innenbiegeradius wird üblicherweise als Vielfaches der Materialdicke (t) angegeben:

• Weiche Materialien wie Kupfer und Messing: etwa 1t.
• Kohlenstoffarmer Stahl: etwa 1t bis 1,5t.
• Edelstahl 301/304: etwa 2t bis 3t, abhängig vom Härtezustand.
• Berylliumkupfer: etwa 1t bis 2t, abhängig von Härtezustand und Biegerichtung.

Scharfe Ecken erhöhen die Spannung und das Rissrisiko. Ein größerer Radius verbessert in der Regel die Umformbarkeit und verringert die Streuung der Rückfederung.

3. Lochgestaltung

Eine gängige Regel ist ein minimaler Lochdurchmesser ≥ 1t für weiche Materialien und ≥ 1,2t bis 1,5t für hochfeste oder dicke Materialien. Halten Sie Löcher mindestens 2t plus Biegeradius von einer Biegung entfernt, um Verformung zu vermeiden.

4. Grat

Grat entsteht auf der Werkzeugseite einer Schnittkante. Die Grathöhe hängt von Werkzeugspiel, Verschleiß von Stempel und Werkzeug, Material und Schmierung ab. Geben Sie eine maximale Grathöhe vor, wenn sie relevant ist, und legen Sie fest, welche Seite zulässig ist.

5. Biegefreistellung und Schlitze

Fügen Sie eine Biegefreistellung hinzu, wo eine Biegung auf eine benachbarte Kante trifft, um Einrisse zu vermeiden. Vermeiden Sie schmale Schlitze und Laschen, die schwer zu entformen sind und zur Verformung neigen.

6. Toleranzkette

Jede Biegung und jedes Merkmal trägt zur Streuung bei. Bei einem Teil mit mehreren Biegungen ist die Toleranz des Endmaßes die Summe der beitragenden Toleranzen. Konstruieren Sie mit dieser Kette im Blick und verwenden Sie ein Bezugssystem, das zur Prüfung des Teils passt.

7. Materialwalzrichtung und Rückfederung

Biegen parallel zur Walzrichtung kann das Rissrisiko verringern, während Biegen quer zur Walzrichtung die Rückfederung erhöhen kann. Die Rückfederung wird im Stanzwerkzeug kompensiert, aber die Kompensation hängt von Material und Härtezustand ab, sodass Materialänderungen eine Überprüfung des Werkzeugs erfordern.

Richtlinientabelle auf einen Blick

FAQ

Können Sie ±0,01 mm bei jedem Maß halten?

In der Regel nicht. Präzisionstoleranzen werden auf ausgewählte kritische Maße angewendet. Ihre Anwendung auf alle Maße erhöht die Kosten und ist in der Produktion möglicherweise nicht messbar.

Sollte ich die Gratseite angeben?

Ja, wenn die Gratrichtung für die Montage oder das Aussehen relevant ist. Der Grat entsteht normalerweise auf der Werkzeugseite, daher sollte die Zeichnung angeben, welche Seite zulässig ist.

Wie reduziere ich die Rückfederung?

Verwenden Sie einen größeren Biegeradius, wählen Sie ein Material mit geringerer Rückfederung und lassen Sie den Werkzeugmacher kompensieren. Überbiegen und Bottoming sind gängige Lösungen auf Werkzeugebene.

Weiterführend: Präzisionsmetallstanzen und unsere Ausstattung.