Motorgehäuse und Endkappen sehen in der Zeichnung einfach aus, verhalten sich in der Montage aber schlecht, wenn drei Dinge abweichen: Wandstärke, Konzentrizität und Stapelhöhe. Jedes wird durch den Ziehprozess erzeugt, nicht durch die Prüfung, deshalb muss jedes in das Werkzeug hineinkonstruiert werden.
Wie kontrollieren Sie die Wandstärke bei einem tiefgezogenen Motorgehäuse?
Die Wandstärke eines tiefgezogenen Motorgehäuses wird durch den Zuschnittdurchmesser, das Ziehverhältnis, den Ziehspalt, die Niederhalterkraft und die Schmierung kontrolliert sowie dadurch, ob die Wand durch Abstreckziehen gezielt verdünnt wird. Da das Material dort dünner wird, wo es gedehnt wird, und dicker dort, wo es gestaucht wird, misst eine Nennwandstärke von 1,0 mm typischerweise nahe dem Napfboden dicker und in der Wandmitte dünner. Eine gleichmäßige Wandstärke zu halten erfordert daher entweder eine Abstreckziehstufe, die die Wand gezielt reduziert und vergleichmäßigt, oder eine Ziehung, die als Referenzmaß angegeben wird, wobei die kritische Dicke an einer definierten Stelle ausgewiesen wird. Konzentrizität und Stapelhöhe werden durch Werkzeugausrichtung, Zentrierung und Beschnitt gehalten, nicht durch Sortieren.
Abstreckziehen: wenn die Wand gleichmäßig sein muss
Wenn ein Motorgehäuse einen Stator, einen Lagersitz oder einen Magneten trägt, ist die Innenwand oft eine abgestreckte Oberfläche: Ein Stempel drückt den gezogenen Napf mit kontrolliertem Spalt durch eine Matrize, verdünnt die Wand gezielt und verbessert sowohl die Dickengleichmäßigkeit als auch die Oberflächengüte. Abstreckziehen erhöht außerdem die Festigkeit des Materials durch Kaltverfestigung, was für dünnwandige Gehäuse nützlich ist und weniger nützlich, wenn anschließendes Umformen oder Schweißen erforderlich ist.
Konzentrizität und Rundheit
Die Konzentrizität zwischen Bohrung und Außendurchmesser wird durch die Ausrichtung von Matrize und Stempel, durch die Genauigkeit des Zuschnitts und des Bandvorschubs sowie durch den Beschnitt des Teils bestimmt. Da sie eine Werkzeugcharakteristik ist, verschlechtert sie sich mit Verschleiß und nach dem Schleifen, sofern das Werkzeug nicht neu ausgerichtet wird. Die praktische Prüfung dafür ist ein Konzentrizitätsmessgerät oder ein Vision-Messsystem an Stichproben, wobei die Messung pro Los dokumentiert wird.
Stapelhöhe und Endkappen
Die Stapelhöhe eines Motors ist die Summe aus Gehäuselänge, Endkappe und eventuellen Distanzstücken oder Zwischenlagen. Jedes bringt seine eigene Toleranz ein, daher sollte die Toleranzkette der Baugruppe geprüft werden, bevor das Werkzeug geschnitten wird — eine häufige Ursache für „die Teile sind in Toleranz, aber der Motor schließt nicht“. Wenn die Montage empfindlich ist, besteht die praktische Lösung darin, ein Merkmal als Bezug zu definieren, den Stapel darauf zu beziehen und die montierte Höhe an einer Stichprobe zu prüfen, statt Teile anschließend zu sortieren.
Was in die Zeichnung gehört
- Wandstärke und die Messstelle
- Ob Abstreckziehen erforderlich ist oder ob eine Referenzwand mit örtlich kritischer Dicke zulässig ist
- Anforderungen an Konzentrizität und Rundheit mit definiertem Bezug
- Stapelhöhe und die Toleranzkette über die Paarungsteile
- Oberflächengüte in der Bohrung, wo ein Lager oder Magnet sitzt
- Jahresstückzahl — Abstreckziehen fügt einen Arbeitsgang hinzu und lohnt sich nur bei hoher Stückzahl
Kernpunkt
Motorgehäuse versagen in der Montage, nicht in der Prüfung. Verlangen Sie, dass die DFM-Prüfung eine Toleranzkettenanalyse enthält; dann sind die Fragen zu Wandstärke und Konzentrizität geklärt, bevor das Werkzeug geschnitten wird.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist die gezogene Wand nicht gleichmäßig?
Weil beim Ziehen das Material gedehnt und gestaucht wird: Wände werden dünner, wo das Material gezogen wird, und dicker, wo es gestaucht wird. Gleichmäßigkeit wird durch Abstreckziehen erreicht oder als Referenzzustand akzeptiert.
Macht Abstreckziehen das Bauteil fester?
Ja — die Kaltverfestigung beim Abstreckziehen erhöht die Festigkeit und verbessert die Oberflächengüte; deshalb eignet es sich für dünnwandige Gehäuse. Dadurch können die nachfolgende Umformbarkeit und Schweißbarkeit abnehmen.
Wie wird die Konzentrizität geprüft?
Mit einem Konzentrizitätsmessgerät oder einem optischen Messsystem an Stichproben, dokumentiert je Los, wobei der Bezug in der Zeichnung definiert ist.