Welche Kraft braucht die Presse?
Beim Stanzen, Lochen und Ausschneiden wird Blech zwischen Stempel und Matrize abgeschert. Die dafür nötige Kraft ist entscheidend für die Wahl von Presse, Stanzzange oder Lochstanze und für die Auslegung des Werkzeugs. Sie hängt von drei Größen ab: der Länge der Schnittlinie, der Blechdicke und der Scherfestigkeit des Werkstoffs.
Die Scherfestigkeit ist selten im Datenblatt angegeben. In der Praxis wird sie aus der Zugfestigkeit abgeleitet; für Stahl gilt als Richtwert das 0,8-Fache. Bei einem Baustahl mit 400 N/mm² Zugfestigkeit rechnen Sie also mit 320 N/mm² Scherfestigkeit. Für weiche Werkstoffe wie Aluminium oder Kupfer kann das Verhältnis etwas anders liegen; tragen Sie dann einen eigenen Faktor ein.
Werden mehrere Löcher gleichzeitig gestanzt, addieren sich die Kräfte. Der Rechner multipliziert deshalb mit der Zahl der Stempel und schlägt auf die Schneidkraft einen Zuschlag für die Pressenkraft auf.
Praxis: Presse, Werkzeug und Kraftreduzierung
Der Zuschlag auf die reine Schneidkraft deckt Einflüsse ab, die die einfache Formel nicht erfasst: stumpfe Schneidkanten, ungünstigen Schneidspalt, Festigkeitsschwankungen im Blech sowie die Kräfte für Niederhalter und Abstreifer. Werte von 20 bis 30 Prozent sind gebräuchlich. Die Abstreifkraft selbst liegt je nach Werkzeug bei etwa 5 bis 20 Prozent der Schneidkraft.
Beim Lochen gilt eine Faustregel für den kleinsten Lochdurchmesser: Er sollte bei Stahl nicht kleiner als die Blechdicke sein, bei hochfesten Werkstoffen eher größer. Sonst ist die Flächenpressung am Stempel so hoch, dass er knicken oder brechen kann. Der Rechner weist bei Rundlöchern auf diesen Fall hin.
Lässt sich die Kraft nicht aufbringen, helfen Stempel mit Dachschliff oder ein Schrägschliff an der Matrize, wodurch nicht der ganze Umfang gleichzeitig schneidet. Auch gestufte Stempellängen in Folgeverbundwerkzeugen verteilen die Kraft auf mehrere Zeitpunkte. Die Schneidarbeit, also Kraft mal Weg, zeigt der Rechner mit einem Völligkeitsfaktor von 0,6 als Richtwert; sie ist für mechanische Pressen mit Schwungrad wichtig.
Die Berechnung folgt der in Fachbüchern zur Umformtechnik und in der VDI-Richtlinie 3368 beschriebenen Vorgehensweise. Werkstoffkennwerte schwanken je nach Charge und Lieferzustand; prüfen Sie Rm im Abnahmeprüfzeugnis. Abwicklungen von Biegeteilen berechnet der Blechabwicklung-Rechner.
Tipps und typische Fehler
Stanzen ohne Überlast.
- Rm: Aus Prüfzeugnis.
- Zuschlag: 20 bis 30 %.
- Lochgröße: Mindestens Blechdicke.
- Dachschliff: Kraft senken.
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Häufige Fragen
Wie berechnet man die Stanzkraft?
Schnittumfang mal Blechdicke mal Scherfestigkeit; die Scherfestigkeit beträgt bei Stahl etwa das 0,8-Fache der Zugfestigkeit.
Wie viel Tonnen braucht ein 20-mm-Loch in 3-mm-Stahl?
Bei 400 N/mm² Zugfestigkeit etwa 6,2 Tonnen, mit Zuschlag rund 7,4 Tonnen Pressenkraft.
Wie klein darf ein gestanztes Loch sein?
Bei Stahl als Faustregel nicht kleiner als die Blechdicke, sonst droht Stempelbruch.
Wie hoch ist die Scherfestigkeit von Edelstahl?
Etwa 0,8-mal die Zugfestigkeit, bei 1.4301 also grob 400 bis 560 N/mm².
Was bewirkt ein Dachschliff am Stempel?
Der Umfang schneidet nicht gleichzeitig, dadurch sinkt die nötige Höchstkraft.
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