Untersuchungen zur umformtechnischen Erzeugung von partiellen Materialanhäufungen an scheibenförmigen Dickblechteilen
Andreas Eckert, Friedhelm Lierath
Die Auswertung des bisherigen Standes der Technik ergab, daß Formteile aus dickem Blech bereits in den verschiedensten Bereichen der Industrie Einsatz finden.
Einschränkungen bezüglich ihrer Anwendbarkeit ergeben sich vor allem durch vorgegebene konstante Blechdicken am Endteil. Mit der Schaffung von örtlichen Materialanhäufungen insbesondere in den hochbeanspruchten Naben- und Randbereichen scheibenförmiger Dickblechblechteile könnten derartige Restriktionen beseitigt werden. Systematische Untersuchungen zur Erzeugung von Materialanhäufungen mittels effektiv einsetzbarer Kaltumformverfahren mit translatorischer Werkzeughauptbewegung wurden bisher nicht durchgeführt.
Ausgehend von dieser Problemstellung erfolgte die Formulierung des Forschungszieles, Prozeßbedingungen bei der umformtechnischen Fertigung partieller Materialanhäufungen im Naben- bzw. Randbereich scheibenförmiger Dickblechteile durch ausgewählte Dickblechtechnologien zu ermitteln.
Die Realisierung dieser Zielstellung beinhaltete schwerpunktmäßig experimentelle Untersuchungen an einfachen Versuchsteilen, getrennt für den Scheibennaben- und Randbereich.
ln eingeschränkten Vorversuchen (Geometrie- und Werkstoffspektrum) erfolgte zunächst die Überprüfung der auf theoretischem Wege festgelegten Fertigungsfolgen auf deren praktische Umsetzbarkeit (getrennt für Nabe und Rand). Weiterhin wurden verschiedene Maßnahmen für die Verbesserung der Zwischenformgeometrie zur Vermeidung der Faltenbildung in den gestauchten Naben und Rändern getestet.
Unter Nutzung der Ergebnisse aus den Vorversuchen wurden die Hauptversuche nach vollständigem Versuchsprogramm hinsichtlich der Werkstückgeometrien und Werkstoffe durchgeführt. Es wurden die Verfahrensgrenzen sowie die geometrischen und stofflichen Endteileigenschaften bestimmt. Parallel zu den Umformoperationen erfolgte die meßtechnische Ermittlung der entsprechenden Umformkraft-Wegverläufe.
Für die Bestimmung der jeweiligen Maximalkräfte wurden empirisch Berechnungsvorschriften erarbeitet.
Abschließend wurden im Ergebnis der Untersuchungen Fertigungsrichtlinien bezüglich herstellbarer Teilegeometrien, Werkstoffeinsatz, Verfahrensfolgen, Zuschnittberechnung, Zugabstufung, Stauchabstufung, Werkzeuggestaltung sowie Kraftberechnung abgeleitet.
