06 Mechanische Fügeverfahren Flashcards
1
Q
Mechanische Fügeverfahren - Varianten
A
Mit Zusatzelement:
- Schrauben
- Nieten
-> „Klassisches“ Nieten
-> Blindnieten -
Stanznieten
-> Halbhohlniet
-> Vollniet - Hochgeschwindigkeitsbolzensetzen
Ohne Zusatzelement
-
Durchsetzfügen
-> Mit Schneidanteil
-> Ohne Schneidanteil
-> Fett gedruckte Verfahren haben in der Fertigung eine gewisse Bedeutung ggü. dem Punktschweißen gewonnen (werden hier behandelt)
2
Q
Halbhohlstanznieten - Verfahrensverlauf
A
- Mechanisch zugeführter Niet (meist automatisch mit Hilfe von Pressluft aus Förderbunkern)
- Niet wird durch den Stempel gegen den Fügepartner gedrückt
- Matrize dient als Gegenlager und ermöglicht gleichzeitig das Aufbringen der Vorspannung
- Am Niet angebrachte Schneidkante durchschneidet das Oberblech -> Verformung des Fügepartners kann stattfinden
- Aufgeschnittener Butzen wird im Hohlraum des Nietes aufgenommen und verbleibt dort
- Weiteres Durchdrucken des Stempels -> Verdrängtes Material legt sich an die Kontur der Matrize an und wird zusammen mit dem Niet in diese eingepresst
- Buckel in Matrize -> Aufspreizung des Nietschafts und des Schließkopfs
3
Q
Halbhohlstanznieten - Werkstoffe
A
- Aluminium (Druckguss, Stangpressprofil, Blech)
- Tiefziehstähle mit Rm bis 500N/mm2
- Höherfeste Stähle mit Rm bis 1000N/mm2
- Außerdem Materialmix mit Magnesium, Kupfer, Folien, Metallgewebe, Holz, Kunststoff (ggf. mit Glasfaseranteil), Sandwich-Materialien
- Klebstoff als Zwischenlage
4
Q
Halbhohlstanznieten - Anwendung
A
- Sowohl stationäre Pressen als auch mobile Zangen
- Zuführung der Nieten manuell bis vollständig automatisiert
Großer Anwendungsbereich in der **Massenfertigung **-> Gründe:
- Vollständige Automatisierbarkeit
- Kein Vorlochen notwendig
- Kein Anfall von Abfallstücken, die entsorgt werden müssen
- Relativ geringe Prozesskräfte, daher leichte, robotergeführte Werkzeuge
- Keine Umstellung der Konstruktionsweise gegenüber dem Widerstandsschweißen
5
Q
Halbhohlstanznieten - Vorteile (6)
A
- Mischbau möglich
- Kein Vorloch notwendig
- Mit Klebstoff kombinierbar
- Kein thermischer Einfluss auf das Werkstück
- Kein Ausstanzen notwendig
- ¼ Kraftaufwand im Vergleich zum Vollstanznieten
6
Q
Halbhohlstanznieten - Nachteile (6)
A
- Nicht für pressharte Stähle (zu hart/fest)
- Überstand auf einer Seite
- Nicht lösbar
- 2-seitiger Zugang für Fügestelle notwendig
- Zusatzkosten und Gewicht für Element/Niet
- Eingeschränkte Skalierbarkeit mit einer Anlage/Niet (Blechdickenkombinationen)
7
Q
Bolzensetzen - Verfahrensablauf
A
- Bolzen trifft mit hoher Geschwindigkeit auf die zu fügenden Bauteile und durchdringt die Werkstoffe beider Bauteile
- Kurzfristige Temperatursteigerung in der Fügezone -> Verbesserte Fließfähigkeit -> Fügeteilwerkstoff kann in die Rändelungen am Bolzenschaft verdrängt werden
-> Hoher Formschluss wird erzielt
-> Insbesondere bei höherfesten Stahlwerkstoffen wird aufgrund der Verpressung und Stauchung des Werkstoffs ein Kraftschluss erzielt
8
Q
Bolzensetzen - Werkstoffe
A
- Aluminium (Druckguss, Stanpressprofil, Blech)
- Stähle
- Höherfeste Stähle mit Rm bis ca. 1500N/mm2
- Kunststoffe und faserverstärkte Kunststoffe (z.B. Glasfaser oder Carbon)
- Materialmix mit Magnesium, Kupfer, Folien, Metallgeweben, Holz, Sandwichmaterialien
- Fügen von Misch-, Mehrlagen und Hybridverbindungen der genannten Werkstoffe
- Klebstoff als Zwischenlage
9
Q
Bolzensetzen - Vorteile (7)
A
- Fügen ohne Vorlochen bei einseitiger Zugänglichkeit
- Kurze Füge- und Taktzeiten
- Fügen von hochfesten Werkstoffen ohne Verzug im Bauteil
- Flexibel einsetzbar für Misch-, Mehrlagen- und Hybridverbindungen
- Optimale Kombinierbarkeit mit der Klebtechnik
- Kein thermischer Einfluss auf das Werkstück
- Umweltfreundliche Arbeitsplatzgestaltung (Keine Dämpfe -> Keine Absaugung nötig)
10
Q
Bolzensetzen - Nachteile (6)
A
- Nicht für pressharte Stähle (zu hart/fest)
- Überstand auf beiden Seiten
- Zusatzkosten und Gewicht für Element/Niet
- Nicht lösbar
- Eingeschränkte Skalierbarkeit mit einer Anlage/Bolzen (Blechdickenkombinationen)
- Minimale Werkstoffdicke 1,5mm Stahl und 2,5mm Aluminium
11
Q
Clinchen/Durchsetzen
A
Beim Durchsetzfügen werden die Fügeteile in einem kontinuierlichen Fertigungsvorgang mittels Durchsetzen gefügt, so dass eine kraft- und formschlüssige Verbindung entsteht.
12
Q
Clinchen/Durchsetzen - Merkmale
A
- Nutzung der leichten Bearbeitbarkeit und Verformbarkeit von Blechen
- Verbinden der Belche durch (Stanz-) Umformvorgang (teilweise mit einem Schneidanteil)
- Oberseite des oberen Bleches liegt nach dem Fügevorgang unter der Unterseite des unteren Bleches
- Querausdehnung während Umformvorgang -> Verhakung der Bleche
13
Q
Clinchen/Durchsetzen - Kennzeichen
A
- Fügen zwei- und mehrlagiger Verbindungen
- Verbindung vorlackierter Flächen ohne Oberflächenbeschädigung
- Beim Durchsetzen wir im Gegensatz zum Nieten kein zusätzliches Nietelement eingesetzt
14
Q
Clinchen/Durchsetzen - Einstufiges Durchsetzen mit fester Matrize: Voraussetzung
A
Material muss gut plastisch verformbar (weich) sein
15
Q
Clinchen/Durchsetzen - Einstufiges Durchsetzen mit fester Matrize: Arbeitsschritte
A
- Fixieren zwischen Niederhalter und Matrizen
- Durchsetzen
- Einsenken und Stauchen
- Rückhub
