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EFB-Forschungsbericht Nr. 492

Lokale Verfestigung von Tiefziehteilen auf mehrachsigen Servopressen durch angepasste Bewegungsprofile

efb492

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. Dirk Landgrebe, Dipl.-Ing. Sebastian Kriechenbauer, Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Dresden

76 Seiten (sw, 31 teils farbige Abb., 6 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-544-2

Preis (Digital) EUR 51,18

Preis (Print) EUR 64,77

Zusammenfassung

Gegenstand des IGF-Forschungsvorhabens sind die neuartigen Technologien Kurzhubpenetrieren (KHP) und Bidirektionales Tiefziehen (BDD) zur lokalen Beeinflussung von Blecheigenschaften während des Umformprozesses und zur Erweiterung von Umformgrenzen.

Dazu wurden verschiedene Bewegungsprofile beim Tiefziehen auf einer Servo-Spindelpresse experimentell und numerisch untersucht. An einem Beispiel wird gezeigt, wie durch ein Bewegungsprofil lokal im Bodenbereich die Festigkeit mit KHP verbessert werden kann. An einer weiteren Beispielgeometrie wurde gezeigt, dass die Schwachstelle im Bauteil hinsichtlich Zuginstabilität durch ein geeignetes Bewegungsprofil mit BDD verfestigt werden kann.

Dadurch können höhere Lasten beim Tiefziehen über den verfestigten Bereich übertragen werden, so dass die Ziehtiefe deutlich zunimmt. Im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse wurden Feldmetamodelle erstellt, um die neuartigen Technologien besser zu verstehen und auslegen zu können. Diese stellen einen Zusammenhang zwischen den Prozessparametern und den Bauteileigenschaften her, die auf dem Bauteil visualisiert werden.
Das Forschungsziel wurde erreicht.

Das IGF-Vorhaben „Lokale Verfestigung von Tiefziehteilen auf mehrachsigen Servopressen durch angepasste Bewegungsprofile" der Forschungsvereinigung EFB e.V. wurde unter der Fördernummer AiF 19007BR über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 492 erschienen und bei der EFB-Geschäftsstelle und im Buchhandel erhältlich.

Summary

Subject of this IGF research project are the novel technologies "Kurzhubpenetrieren" (KHP) and Bidirectional Deep Drawing (BDD) to locally influence sheet metal properties during the forming process with the aim to broaden forming limits. For this purpose, different path profiles for deep-drawing on a servo-screw press were investigated experimentally as well as numerically.

On the basis of one example it will be demonstrated how bottom part stiffness can be locally improved by certain path profiles with KHP. By means of another sample it was exemplified, that the weak spot of the part can be strain-hardened concerning draw instability by a suitable path profile with BDD. Thus, upper loads for deep-drawing can be assigned to the strengthened zone so as to the draw depth increases obviously.

In the context of a sensitivity analysis random field models were generated in order to apprehending these novel technologies as well as being able to design processes. The random field models show correlations between process parameters and component characteristics; additionally, they will be visualized on the part geometry.
The research objective of the project was achieved.

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Symbole
Abkürzungen
1 Einleitung
2 Stand der Technik und der Forschung
3 Zielstellung und Lösungsweg
4 Beschreibung der Versuchsumgebung
4.1 Maschinen- und Werkzeugtechnik
4.2 Eigenschaften des Versuchswerkstoffs
4.3 Beschreibung der Simulationsmodelle
4.4 Bestimmung der Formänderungsmaße
5 Kurzhubpenetrieren (KHP)
5.1 Verfahrensbeschreibung
5.2 Ergebnisse zum Kurzhubpenetrieren
6 Bidirektionales Tiefziehen (BDD)
6.1 Verfahrensbeschreibung
6.2 Nachweis zur Erweiterung der Umformgrenzen
6.3 Vergleich zwischen Simulation und Experiment
7 Numerische varianzbasierte Sensitivitätsanalysen
7.1 Wesen und Aufbau
7.2 Statistische Auswertung
7.3 Diskussion der lokalen Metamodelle und Heranführung an das Feldmetamodell
7.4 Prozessauslegung mit dem Feldmetamodell
8 Ergebnisse
9 Literaturverzeichnis
10 Anhang
10.1 A:Detailansicht der Werkzeuge
10.2 B: Untersuchte Blechzuschnitte
10.3 C:Materialmodell in der Simulation