Werkstoffflusssteuerung beim Gesenkschmieden durch eine im Gesenkumlauf variierende Gratbahngeometrie
Bernd A Behrens, Günter Klawitter
Der überwiegende Anteil geschmiedeter Bauteile wird mit einem Werkstoffüberschuss gefertigt, der zwischen den formgebenden Gesenken über die so genannte Gratbahn abfließt. Die Gestalt der Gratbahn besitzt wesentlichen Einfluss auf die Werkzeugbelastung, das Fließgeschehen innerhalb der Gravur und den erforderlichen Materialüberschuss. Trotz der unterschiedlichen Fließbedingungen in komplexen Schmiedegesenken, werden die Gratbahnen überwiegend konstant ausgelegt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde gezeigt, dass mit einer im Gesenkumlauf variierenden Gratbahngeometrie sowohl die Werkstoffausnutzung verbessert als auch die Umformkraft reduziert werden kann. Zur Verifikation wurden entsprechende Gratbahngeometrien für Schmiedewerkzeuge konzipiert, mit Hilfe der FE-Simulation überprüft und die theoretischen Ergebnisse anhand von Schmiedeversuchen belegt. Um den höheren Aufwand zur Bestimmung der optimierten Gratbahnparameter und Gestaltung der Gratbahn zu kompensieren, wurden zudem verschiedene Methoden zur Auslegung einer im Umlauf variierenden Gratgeometrie entwickelt und in unterschiedlichen CAD-Systemen Modellierungskonzepte zur Vereinfachung und teilweisen Automatisierung der Gratbahnkonstruktion aufgezeigt.
