Stanzwerkzeuge Normierte Stanzwerkzeugkonzepte beeinflussen die Kosten eines Stanzteils

Autor / Redakteur: Gerhard Krammel / Dietmar Kuhn

Bei vielen Werkzeugbauern werden Werkzeuge immer nach dem gleichen Konzept gebaut. Dieses wird auch dann beibehalten, wenn sich Parameter ändern, die abhängig von der produzierten Jahresstückzahl sind. Doch welche Parameter sind es, die die Kosten eines Stanzteiles je nach produzierter Jahresstückzahl entscheidend beeinflussen?

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Im Stanzbetrieb kommt es vor allem auf Schnelligkeit und Präzision an.
Im Stanzbetrieb kommt es vor allem auf Schnelligkeit und Präzision an.
(Bild: Meusburger/Doduco)

Im Stanzbetrieb kommt es vor allem auf Schnelligkeit und Präzision an. Bei den meist hohen Stückzahlen ist es notwendig, dass das einzelne Stanzteil kostenmäßig am unteren Limit gehalten wird, wenn man als Lieferant wettbewerbsfähig bleiben will. Mit normierten Werkzeugkonzepten bietet Meusburger standardisierte Lösungen an, wobei trotz allem die Flexibilität gegeben ist. Die nachfolgenden Bemerkungen beleuchten zunächst die einzelnen erfolgsabhängigen Parameter.

Hubzahl:

Je größer die produzierte Jahresstückzahl eines Produktes ist, desto wichtiger ist die Wahl der optimalen Hubzahl. Dabei ist zu beachten, dass die höchste Hubzahl nicht automatisch die beste ist. Durch Maximierung der Geschwindigkeit können Werkzeugbrüche und vermehrt Werkzeugreparaturen entstehen. Es ist vorrangig darauf zu achten, dass der Teileoutput pro Schicht maximiert wird.

Automatisierung:

Je höher die Jahresstückzahlen sind, desto desto mehr kommt es auf die Schnelligkeit beim Coil-Wechsel an. Diese kann beispielsweise durch das Zusammenschweißen von Bandenden mit Bandschweißgeräten erreicht werden. Auch ist wichtig, dass der Maschinenbediener durch die Automatisierung von Peripheriegeräten entlastet wird. Dadurch bleibt mehr Zeit zum Prüfen der produzierten Teile.

Rüsthilfen:

Rüsthilfen sind sehr wichtig bei häufigem Werkzeugwechsel. Die Rüstzeit kann zum Beispiel verkürzt werden, indem für den Umbau notwendige Betriebsmittel bereits im Vorfeld bei noch laufender Maschine vorbereitet werden. Auch bei weniger Werkzeugwechseln hilft das, teure Maschinenstillstände zu vermeiden.

Einsatz von Normalien:

Werkzeugnormalien sind in vielfacher Hinsicht sowohl bei kleinen als auch bei großen Stückzahlen sehr wichtig:

  • Sie gewährleisten eine problemlose Austauschbarkeit,
  • sie können schnell wiederbeschafft werden und
  • sie bieten Kostenvorteile bei der Produktion von größeren Stückzahlen.

Werkzeugkosten:

Der Einfluss der Werkzeugkosten pro gestanztem Teil sinkt mit steigender Jahresstückzahl, da diese durch die Anzahl der gestanzten Teile dividiert werden können. Es sollten daher, natürlich der Stückzahl entsprechend verschiedene Werkzeugkonzepte zum Einsatz kommen, um immer ein optimales Verhältnis zwischen den Produktions- und den Werkzeugkosten zu erreichen. Die nachfolgenden Kriterien helfen bei der Auswahl eines optimalen Werkzeugkonzeptes:

  • Teilegeometrie:

Die Komplexität der Teilegeometrie bestimmt die Anzahl an Prozessfolgen und damit auch die Werkzeugabmessungen.

  • Verfügbare Stanzmaschine:

Die Tischgröße und Tonnage ist dafür ausschlaggebend, ob das gestanzte Produkt in einem oder in mehreren Stanzprozessen herstellbar ist.

  • Festigkeit und Materialstärke:

Diese entscheiden darüber, welches Material für die Aktivteile, wie beispielsweise für Schneid- oder Biegeelemente, eingesetzt wird.

  • Bauteilgenauigkeit:

Die Bauteilgenauigkeit kann zum Beispiel durch den Einsatz von Kugel- oder Gleitführungen beeinflusst werden. Des Weiteren kann diese auch erhöht werden, wenn ein SP-Präzisionsgestell mit der Säulenbefestigung in der Zwischenplatte eingesetzt wird.

  • Stanz- und Biegeoperationen:

Je nach Schwierigkeitsgrad der Schnitte und Biegungen müssen Schieber- oder ähnliche Zusatzkomponenten zum Einsatz kommen.

  • Jahresstückzahl:

Die Anzahl der zu produzierenden Teile entscheidet darüber, ob ein einfaches Werkzeug ausreichend ist oder ob ein optimiertes Werkzeugkonzept gewählt werden muss.

  • Häufigkeit der Rüstvorgänge:

Bei einer hohen Anzahl an Rüstvorgängen macht es Sinn, mehr Zeit und Geld in die Optimierung der Arbeitsschritte zu investieren, um die Rüstzeiten zu senken. Zum Beispiel können Betriebsmittel bereits bei noch laufender Maschine vorbereitet werden.

In der Grafik sind vier verschiedene normierte Werkzeugkonzepte dargestellt. Aus der Matrix sind die verschiedenen Kriterien ersichtlich und auch, wie diese bei verschiedenen Projekten aussehen können. Zum besseren Verständnis wird hier das Kriterium am konkreten Beispiel eines Folgeverbundwerkzeuges (zweite Spalte von links) betrachtet.

Werkzeugzentrierung reduziert Zeitaufwand beim Aufspannvorgang

In diesem Fall war die verfügbare Maschine mit einer Tischgröße von 400 mm × 650 mm ausreichend. Wegen der Materialstärke von 0,6 mm und der geforderten Bauteilgenauigkeit wurde ein Kugelführungssystem eingesetzt. Des Weiteren wurde ein SP-Präzisionsgestell mit der Säulenbefestigung in der Zwischenplatte gewählt. Die geringe Komplexität der Teilegeometrie und damit auch die geringe Anzahl der Prozessfolgen erlaubten den Einsatz eines einfachen Folgeverbundwerkzeuges.

Durch die geringe Produktionsmenge und die dennoch hohe Anzahl an kleineren Aufträgen musste speziell auf den Einsatz von entsprechenden Rüsthilfen geachtet werden. Eine Werkzeugzentrierung beispielsweise reduzierte den Zeitaufwand beim Aufspannvorgang. Zudem sorgt auch eine einheitliche Bandeinlaufhöhe für mehr Effizienz, da mehrere Werkzeuge auf derselben Maschine zum Einsatz kamen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl des richtigen Werkzeugkonzeptes ausschlaggebend ist, um sich schon in der Angebotsphase Wettbewerbsvorteile zu sichern. Welches Konzept schlussendlich gewählt wird, hängt natürlich in erster Linie vom Produktportfolio und den Kundenvorgaben ab.

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