Analyse der Werkzeug- und Maschinenerwärmung während der Anlaufphase von Anlagen der Blechverarbeitung

Nach einer längeren Produktionsunterbrechung kann es bei der Inbetriebnahme von Umformanlagen aufgrund thermischer Dehnungen im System Maschine/Werkzeug anfänglich zur Produktion von Ausschussteilen kommen.

Ziel der Untersuchungen war eine Verkürzung dieser Anlaufzeit bis zum Erreichen stabiler Fertigungsbedingungen bei der Gutteilproduktion. Das Maschinenanlaufverhalten wurde mit Hilfe eines an einem realen System abgeglichenen Simulationsmodells untersucht. Die Simulation des thermischen Verhaltens ist ein brauchbares Mittel zur Vorhersage thermischer Effekte und dem Test von Verbesserungsmaßnahmen.

Anhand zweier typischer Umformanlagen, einer doppeltwirkenden mechanischen Tiefziehpresse und einer schnelllaufenden Stufenpresse, wurden die thermisch bedingten Verlagerungen an den Wirkelementen des Werkzeugs beim Anlauf der Anlage nach einer Produktionsunterbrechung bestimmt.

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Einflüsse von Werkzeug und Umformprozess einerseits und von der Presse andererseits etwa die gleiche Größenordnung aufweisen. Es ergeben sich zwei Gruppen von Verbesserungsmaßnahmen:

Konstruktive Maßnahmen zur Minderung thermischer Einflüsse an der Presse,welche schon bei der Konstruktion vom Pressenhersteller vorzusehen sind sowie
konstruktive Maßnahmen am Werkzeug und technologisch-organisatorische Maßnahmen bezüglich des Umformprozesses und des Presseneinsatzes, für welche der Pressenbetreiber verantwortlich zeichnet.

Während der Untersuchungen stellte sich sowohl eine kombinierte Kühl- und Heiztemperierung von Werkzeugen als auch eine Temperierung der Presse durch das Schmiersystem als eine wirksame Verbesserung des thermischen Verhaltens heraus.

Abschließend wurde eine geregelte Werkzeugtemperierung mit einem fluiden Kühl- und Heizkreislauf bei einem der Mitglieder des Projektbegleitenden Ausschusses realisiert und mit Erfolgt in Betrieb genommen.