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EFB-Forschungsbericht Nr. 164

Verfahrenskombination für die Herstellung von zylindrischen Hohlkörpern aus ebenen Dickblechzuschnitten

EFB164.jpg

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c.mult. Friedhelm Lierath, Dr.-Ing. habil. Winfried Petzold, Dipl.-Ing. Dirk Bietke, Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

111 Seiten (sw 75, teils farbige Abb., 21 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-291-5

Preis (Digital) EUR 54,00

Preis (Print) EUR 61,00

Zusammenfassung

Im vorliegenden Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben „Verfahrenskombination für die Fertigung von zylindrischen Hohlkörpern aus ebenen Dickblechzuschnitten“ wurde die Herstellung von Buchsen und Ringschalen aus ebenen, gelochten Blechronden behandelt. Durch die Forschungsarbeit wurden Grundlagen für eine wissenschaftlich begründete Verfahrensgestaltung und –realisierung für die Verfahrenskombination

  • Aufweittiefziehen und Hohl-Vorwärts-Fließpressen für die Buchsenherstellung und 
  • Aufweittiefziehen und Abstreckgleitziehen für die Ringschalenherstellung 

geschaffen und ausgebaut.

Im Stand der Technik wurden alternative Herstellungstechnologien für Buchsen und Ringschalen dargestellt und bewertet sowie die in den Verfahrenskombinationen angewendeten Einzelverfahren ausführlich hinsichtlich

  • Umformvorgang, 
  • Spannungen und Formänderungen, 
  • Verfahrensgrenzen und Versagensfälle, 
  • Endteileigenschaften und 
  • Werkzeuganforderungen 

beschrieben.

Für die Buchsenfertigung wurden zunächst grundlegende Untersuchungen zur Gestaltung des Umformstempels, vor allem hinsichtlich der Stabilität des Umformvorganges, durchgeführt.

Für beide Verfahrenskombinationen wurden umfangreiche Untersuchungen zur Zwischenteilherstellung ohne einen Abstreckvorgang sowie zur Endteilherstellung mit einem Abstreckvorgang durchgeführt. In die Untersuchungen wurden verschiedene Werkzeug – und Ausgangsteilabmessungen einbezogen.

Es wurden jeweils der Umformvorgang einschließlich des Kraftverlaufes analysiert und mögliche Verfahrensgrenzen sowie sich daraus ergebende Arbeitsbereiche ermittelt. Sowohl die Buchsen als auch die Ringschalen wurden unter Einbeziehung verschiedener Randbedingungen jeweils im Zwischenteil- und Endteilzustand hinsichtlich ihres Wanddicken- und Härteverlaufes untersucht.

Neben diesen Untersuchungsschwerpunkten konnten für die Buchsenherstellung weitere, praxisrelevante Erkenntnisse, wie der Einfluss des Ziehspaltes, der Einfluss der Schnittkantenqualität, der Einfluss der Ausgangsblechdicke sowie der Einfluss der Stempeloberfläche und -form auf den Umformvorgang herausgearbeitet. Mit den dargestellten Ergebnissen der systematischen Untersuchungen der Verfahrenskombinationen Aufweittiefziehen und Hohl-Vorwärts-Fliesspressen sowie Aufweittiefziehen und Abstreckgleitziehen zur Herstellung von zylindrischen Hohlkörpern wurde eine Basis für die Anwendung dieser effektiven Fertigungsvarianten inder industriellen Praxis geschaffen.

Das Forschungsvorhaben „Verfahrenskombination für die Herstellung von zylindrischen Hohlkörpern aus ebenen Dickblechzuschnitten“ wurde unter der Fördernummer AiF 11843Bvon der EFB e.V finanziert und betreut und über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AIF e.V) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWI) gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 164 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle erhältlich.

Inhalt

0 Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen und Einheiten
1 Einleitung
2 Stand der Technik
2.1 Varianten zur Fertigung von Buchsen und Ringschalen
2.2 Niederhalterloses Tiefziehen
2.3 Aufweittiefziehen
2.4 Fließpressen
2.5 Kragenziehen
2.6 Abstreckgleitziehen
3 Zielstellung
4 Versuchsprogramm
4.1 Versuchsplan
4.2 Fertigungsmittel, Messeinrichtungen
4.3 Messgrößen, Messverfahren
4.4 Schmierstoff
4.5 Versuchsmaterial
4.6 Werkzeuge
4.7 Richtungsdefinitionen
5 Untersuchungsergebnisse
5.1 Verfahrenskombination Aufweittiefziehen und Hohl-Vorwärts-Fließpressen
5.1.1 Aufweittiefziehen zur Zwischenteilherstellung
5.1.1.1 Grundlegende Untersuchungen zur Werkzeuggestaltung
5.1.1.2 Umformvorgang und Kraftverläufe
5.1.1.3 Arbeitsbereiche
5.1.1.4 Wanddickenverläufe
5.1.1.5 Härteverläufe
5.1.1.6 Einfluss des Ziehspaltes
5.1.1.7 Einfluss von Stempelform- und Stempeloberfläche
5.1.1.8 Einfluss der Ausgangsblechdicke
5.1.1.9 Einfluss der Schnittkantenqualität
5.1.1.10 FEM-Simulation
5.1.2 Verfahrenskombination von Aufweittiefziehen und Hohl-Vorwärts-Fließpressen zur Endteilherstellung
5.1.2.1 Kraftverläufe
5.1.2.2 Wanddickenverläufe
5.1.2.3 Härteverläufe
5.2 Verfahrenskombination Aufweittiefziehen und Abstreckgleitziehen
5.2.1 Aufweittiefziehen zur Zwischenteilherstellung
5.2.1.1 Umformvorgang und Kraftverläufe
5.2.1.2 Arbeitsbereiche
5.2.1.3 Wanddickenverläufe
5.2.1.4 Härteverläufe
5.2.2 Verfahrenskombination von Aufweittiefziehen und Abstreckgleitziehen zur Endteilherstellung
5.2.2.1 Umformvorgang und Kraftverläufe
5.2.2.2 Wanddickenverläufe
5.2.2.3 Härteverläufe
6 Datenblätter für ausgewählte Werkstücke
6.1 Verfahrensparameter für die Verfahrenskombination Aufweittiefziehen und Hohl-Vorwärts-Fließpressen zur Buchsenherstellung (Beispiele)
6.2 Verfahrensparameter für die Verfahrenskombination Aufweittiefziehen und Abstreckgleitziehen zur Ringschalenherstellung (Beispiele)
7 Zusammenfassung
8 Literaturverzeichnis