Lektion 3.5UmformenKapitel 3 · Massivumformung

Kaltstauchen

Draht in Rohlinge schneiden und kalt einen Kopf anstauchen

Beim Kaltstauchen wird ein kurzes Drahtstück abgeschnitten und ein Ende bei Raumtemperatur in einem Bruchteil einer Sekunde zu einem Kopf gestaucht. Fast jede Schraube, jeder Bolzen, Nagel und Niet, die Sie besitzen, wurde so gefertigt. Es verschwendet fast kein Metall und ist eine der schnellsten Arten, ein Massivteil herzustellen.

Foto: R. Henrik Nilsson, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

Kaltstauchen: vom Draht zum Schraubenrohling in vier StationenJedes Bild ist eine Station derselben Maschine; die eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten.

So funktioniert es

Einen Rohling abschneiden. Gezogener Draht (Lektion 3.4) wird von einem Coil abgespult, gerichtet und durch ein Zuführrohr geschoben. Ein Messer schert einen Rohling (ein kurzes Stück) in genau der richtigen Länge ab.
Mit dem ersten Schlag stauchen. Transferfinger legen den Rohling in eine Matrize (einen gehärteten Block mit einem Loch). Ein Stempel trifft sein Ende und staucht es (drückt es kürzer und dicker) zu einem groben Kegel.
Den Kopf formen. An der nächsten Station drückt ein Fertigstempel den Kegel zum endgültigen Kopf flach. Ein Stift am Stempel presst die Vertiefung ein, zum Beispiel einen Kreuz- oder Innensechskant für den Schraubendreher.
Auswerfen. Ein Auswerferstift drückt den fertigen Rohling aus der Matrize. Ein Schraubenrohling geht dann zum Gewindewalzen (Lektion 3.6) und oft zur Wärmebehandlung und Beschichtung.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Niedrig- und mittelkohlenstoffhaltige Stähle, legierte Stähle, Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Messing
Typische Teile: Schrauben, Bolzen, Niete, Nägel, Stifte, Kugelrohlinge, Zündkerzenkörper, kleine Wellen
Bauteilgröße: Meist von etwa 1 mm bis etwa 30 mm Durchmesser und bis zu einigen hundert Millimetern Länge
Präzision: Meist etwa ±0,05–0,1 mm an Durchmessern; Köpfe etwas grober
Oberfläche: Glatte, leicht glänzende Umformflächen, keine Werkzeugspuren vom Schneiden
Geeignete Losgröße: Sehr groß: zehntausende bis Millionen identischer Teile
Werkzeug- und Maschinenkosten: Matrizen- und Stempelsätze: tausende Dollar. Mehrstufen-Kaltstauchpressen: hunderttausende bis Millionen
Geschwindigkeit: Kleine Teile: oft einige hundert pro Minute; große Bolzen: einige zehn pro Minute

Stärken und Grenzen

Stärken

Extrem schnell und pro Teil billig
Fast kein Abfall: keine Späne, nahezu der gesamte Draht wird zum Produkt
Die Kaltumformung macht das Metall fester, und der Faserverlauf folgt dem Kopf
Sehr gut reproduzierbare Teile von Automaten

Grenzen

Werkzeuge und Einrichten lohnen sich nur bei sehr großen Losen
Beschränkt auf recht kompakte, runde Formen aus Draht
Das Metall muss duktil genug sein, um beim kalten Stauchen nicht zu reißen
Enge Merkmale (feine Gewinde, präzise Bohrungen) brauchen zusätzliche Schritte

Wo es eingesetzt wird

VerbindungselementeHolz- und Maschinenschrauben, Bolzen, Niete, Nägel
AutomobilbauRadbolzen, Motorschrauben, Kugelgelenkbolzen, Ventilteile
ElektronikWinzige Schrauben für Handys und Laptops, Kontaktstifte
BauwesenAnkerbolzen, Konstruktionsschrauben, Nägel
LagerStahlkugelrohlinge vor dem Schleifen

So erkennen Sie es

Ein Kopf, der glatt in den Schaft übergeht, ohne Naht oder Schweißlinie.
Eine leicht raue oder abgeflachte Spitze am anderen Ende, wo der Draht abgeschert wurde.
Buchstaben oder Zahlen, erhaben oder vertieft auf dem Kopf, vom Stempel eingepresst (Festigkeitsklasse und Herstellerzeichen).
Identische Teile zu tausenden, meist in Großpackungen verkauft.

Im Vergleich mit

Schmieden3.1Kaltstauchen ist kaltes Gesenkschmieden, sehr schnell, an kleinen Drahtteilen.Drehen5.1eine Schraube lässt sich auch aus Stangenmaterial auf einer Drehmaschine schneiden, aber das verschwendet Metall und ist viel langsamer.Gewindewalzen3.6der nächste Schritt für einen Schraubenrohling: Sein Gewinde wird eingepresst, ebenfalls ohne Schneiden.

Ansehen

Corey @ SmithReps · Ein einminütiger Überblick, wie Schraubenköpfe gestaucht werden

Nedschroef Machinery · Wie eine Mehrstufenpresse ein Teil Schlag für Schlag formt

Arjaan Buijk · Eine Simulation des Metallflusses an jeder Station

INFASCO · Eine Schraubenfabrik, vom Drahtcoil bis zur fertigen Schraube

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Kaltstauchen — Prinzip, Maschinentypen und Faserverlauf
Fotosuche auf Wikimedia Commons

Merken

Das Kaltstauchen schneidet Draht in Rohlinge und staucht kalt in wenigen Schlägen einen Kopf an.
Mehrere Stationen in einer Maschine formen jedes Teil Schritt für Schritt, hunderte Male pro Minute.
Es erzeugt fast jede Schraube, jeden Bolzen und Niet, fast ohne Abfall.