Ermittlung des Einflusses der Oberflächenwandlung auf Gleitreibungsbedingungen zur Simulation von Tiefziehprozessen
Gerhard Nürnberger, Dieter Schmoeckel
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde die Oberflächenfeingestalt von Tiefziehblechen aus Stahl hinsichtlich ihres tribologischen Verhaltens mit Hilfe eines Tastschnittgerätes untersucht.
Um bei der Vielzahl von Einstellmöglichkeit, die das rastschnittgerät bietet, reproduzierbare Rauheitskennwerte bei unterschiedlichen Blechoberflächen (SBT, EDT und Lasertex) zu erhalten, wurden zu Beginn des Vorhabens Einstellparameter wie Filterart (Digital- oder ReFilter), Cut-Off, Meßlänge, Abtastwinkel zur Walzrichtung, Tasterart usw. variiert und die Ergebnisse ausgewertet. Als erstes Ergebnis des Vorhabens entstand eine Meßvorschrift, welche die reproduzierbare Rauheitsmessung von Tiefziehblechen erlaubt. Um das Reibungsverhalten der Bleche besser charakterisieren zu können, wurde ein zusätzlicher Rauheitsparameter – die Glättungstiefe GP- eingeführt.
Dieser Parameter errechnet sich aus den Materialanteilkurven von 10 parallelen rastschnitten (Fläche: 10 x 10 mm2) und gibt anschaulich das zur Aufnahme von Schmierstoff zur Verfügung stehende Leervolumen im Oberflächengebirge wieder. Hierdurch wird es möglich, anhand der gemessenen Oberflächenrauheit die zum Umformen nötige Schmierstoffmenge abzuschätzen.
Mit Hilfe der Meßvorschrift und der ausgewählten Rauheitsparameter war es möglich, die Wandlung während des Umformvorganges näher zu erforschen.
Es wurden fünf ausgewählte Tiefziehbleche mit gleichen Materialeigenschaften aber unterschiedlichen Oberflächenstrukturen untersucht. Um reproduzierbare Umformbedingungen zu gewährleisten, wurden die Experimente auf einer Streifenziehanlage durchgeführt. Hiermit konnten die unterschiedlichen Mechanismen zur Oberflächenwandlung, wie Aufrauhung durch plastische Formänderung bzw. Einglättung durch Kontaktnormalspannung getrennt werden. ln Umlenkversuchen mit den Umlenkradien von 5, 10 und 15 mm wurden die Reibungsverhältnisse sowie die Oberflächenwandlung erfaßt, um Aussagen treffen zu können, welche Oberfläche die Reibung günstig beeinflußt…
