Stöbern Sie in der
Publikationsliste »

0 Dokumente
auf der Merkliste »

EFB-Forschungsbericht Nr. 035

Untersuchungen zum Tiefziehen von Teilen mit unebenen Bodenformen

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. Eckart Doege, Dipl.-Ing. Bernhard Breidohr, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Leibniz Universität Hannover

163 Seiten (Sw 72 Abb., 16 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-049-2

Preis (Digital) EUR 81,00

Preis (Print) EUR 91,00

Schlagwörter: Genauigkeit

Zusammenfassung

Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten experimentellen und theoretischen Untersuchungen haben das Ziel, einen Bei trag zur konstruktiven Auslegung und zur Voraussage der Formänderungsgrenze von Ziehteilen mit unebenen Bodenformen zu leisten.

Einen Schwerpunkt dieser Arbeit bildete die experimentelle Untersuchung der Hauptgrößen, die den Formgebungsprozeß beim Ziehen von unebenen Bodenformen beeinflussen. Von besonderem Interesse war hierbei neben der Formänderungsanalyse die Ermittlung der maximal ziehbaren Bodenhöhe von rotationssymmetrischen Bodenformen, wie z.B. konische und zylindrische Formen, sowie rechteckige und prismatische Bodenformen. Dazu wurden miteinander kombinierbare Modellwerkzeuge entwickelt, mit denen ein großes Teilespektrum untersucht und die Geometrie einer Teilefamilie variiert werden konnte.

Durch systematische experimentelle Untersuchungen an unterschiedlichen Bodenformen aus konventionellen und höherfesten Stahlblechen sowie Aluminiumwerkstoffen wurden u. a. die theoretischen Annahmen und Randbedingungen der mathematischen ' Modellrechnung abgesichert und die Genauigkeit der Berechnungsergebnisse überprüft.

Zur genaueren Beurteilung der Streckziehbarkeit von Blechwerkstoffen wurde der Streckziehwert S definiert, der aus Einzelkennwerten des einfach und häufig durchgeführten Zugversuchs gebildet wird. An einer Vielzahl von Blechwerkstoffen konnte nachgewiesen werden, daß deren Streckziehbarkeit besser mit dem Streckziehwert s bewertet werden kann, als mit den Einzelkennwerten des Zugversuchs.

Basierend auf vereinfachenden Modellbetrachtungen wurden Berechnungsgleichungen für unterschiedliche Bodenformgeometrien hergeleitet, mit denen die Ziehkraft und die örtliche Blechdickenänderung in Abhängigkeit von der Bodenhöhe bestimmt werden kann. Um den erheblichen Zeitaufwand zu reduzieren, der zur Lösung der umfangreichen Gleichungssysteme notwendig ist, wurde ein Rechnerprogramm erarbeitet. Hierbei handelt es sich um ein dialogfähiges, menügesteuertes Programm zur konstruktiven Auslegung von rotationssymmetrischen und rechteckigen Bodenformen sowie Kreisringsicken.

Die mit dem Programm berechenbare Teilevielfalt, die erzielbare Genauigkeit der Ergebnisse und die sehr geringe Rechenzeit gegenüber einem konventionellen Finite-Elemente-Programm läßt ein weites Feld praktischer Anwendung erwarten.

Das Forschungsvorhaben „Untersuchungen zum Tiefziehen von Teilen mit unebenen Bodenformen“ wurde unter der Fördernummer AiF-Nr.: 6053 von 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. 35 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle erhältlich.

Inhalt

Verzeichnis der Abkürzungen
1. Einleitung
2. Untersuchungsziel und Aufgabenstellung
2.1 Experimentelle Untersuchungen
2.2 Theoretische Untersuchungen
3. Stand der Kenntnisse
3.1 Formenordnung und Fertigungsverfahren für das Tiefziehen von Teilen mit unebenen Bodenformen
3.2 Verfahrensgrenzen beim Ziehen von Blechformteilen
3.3 Der Einfluß des Blechwerkstoffs
3.4 Der Einfluß der Reibung
3.5 Der Einfluß der Werkzeuggeometrie
3.6 Die Berechnung des Ziehvorgangs
4. Experimentelle Untersuchungsergebnisse
4.1 Versuchsplan und Versuchsdurchführung
4.2 Versuchseinrichtungen
4.3 Untersuchte Blechwerkstoffe
4.4 Ergebnisse der Laborprüfverfahren
4.4.1 Kennwerte des Zugversuchs
4.4.2 Tiefungsversuche
4.5 Versuchsergebnisse mit Modellwerkzeugen
4.5.1 Zylindrische Bodenformen
4.5.2 Konische Bodenformen
4.5.3 Werkstofffluß und Reibungseinfluß bei rotationssymmetrischen Bodenformen
4.5.4 Bodenformen mit rechteckigen und trapezförmigen Seitenflächen
4.5.5 Prismatische Bodenformen
4.5.6 Umlaufende sicken
4.6 Untersuchungen von Industrieziehteilen
5. Theoretische Untersuchungsergebnisse .
5.1 Herleitung der mathematischen Grundgleichungen zur Beschreibung des Umformvorgangs
5.1.1 Maximal übertragbare Stempelkraft
5.1.2 Rotationssymmetrische Bodenform
5.1.2.1 Oberflächenvergrößerung bei der Umformung
5.1.2.2 Mittlere konstante Blechdickenabnahme
5.1.2.3 Lineare Blechdickenabnahme
5.1.3 Umlaufende Kreisringsicke
5.1.4 Bodenformen mit rechteckigen und trapezförmigen Seitenflächen
5.2 Beschreibung des Rechnerprogramms
5.2.1 Vergleich der berechneten Werte mit experimentellen Ergebnissen
5.3 Finite-Elemente-Berechnung
6. Richtlinien zur Auslegung von Formelementen in Ziehteilböden
7. Zusammenfassung
Anhang
Bilder
Tabellen
Schrifttum