Erweiterung der Umformgrenzen beim Tiefziehen und ...

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7 Untersuchungsergebnisse: Kragenziehen mit Nachschieben von
Werkstoff und definiertem Werkstofffluss (KNWW)
malwert. Die radiale Streckung wird in Richtung zum Flanschrand durch eine stattfindende
Materialstauchung verringert, die durch das Nachschieben von Werkstoff hervorgerufen
wird. Mit Zunahme des Nachschiebe-Ziehverhältnisses (β Ns >3,3) gehen
die radialen Dehnungen am Flanschrand in radiale Stauchungen über. Aufgrund der
genannten Beanspruchungen kommt es zu einer relativ gleichmäßigen Aufdickung
des Werkstoffes im Flansch. Innerhalb des Kragens gehen die tangentialen Stauchungen
zum Rand des Kragens hin in tangentiale Dehnungen über. Die vorliegende
Blechdickenzunahme am Fuß des Kragens verringert sich in Richtung des Kragenrandes
infolge des Aufweitvorganges unter den Wert der Ausgangsblechdicke. Einen
typischen Verlauf der experimentell ermittelten Umformgrade beim KNWW zeigt
Bild 7-4. Das Kragenziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss
stellt sich gemäß der auftretenden Formänderungen als eine Kombination
von konventionellem Kragenziehen (Aufweiten des Vorlochs) und Tiefziehen mit
Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss dar (Formänderungen im
Flansch). Die Formänderungen sind an einzelnen Messpunkten, welche einen Abstand
von 2 mm haben, über den Querschnitt des Werkstücks ermittelt worden. An
Werkstücken, die durch KNWW gefertigt wurden, liegt der 1. Messpunkt am Kragenrand.
Den Einfluss des Nachschiebeweges auf den Verlauf der Formänderungen im
Flansch des Werkstücks beim KNWW zeigt Bild 7-5a. Mit zunehmendem Nachschiebeweg
vergrößert sich die infolge des Nachschiebens auftretende tangentiale
Stauchung im Flansch des Werkstücks wie auch beim TNWW. Dies bedeutet, dass
mit zunehmendem Nachschiebeweg die Neigung zur Bildung von Falten zunimmt.
Dieser Versagensfall wird beim KNWW bei größeren Nachschiebewegen verstärkt
auftreten. Der Einfluss der Niederhalterkraft auf den Verlauf der Formänderungen im
Flansch des Werkstücks ist nicht signifikant (Bild 7-5b). Auch beim Kragenziehen mit
Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss hat das Nachschiebe-
Ziehverhältnis einen deutlichen Einfluss auf die radialen Formänderungen. Vergleichbar
zum TNWW gehen die radialen Dehnungen am Flanschrand mit zunehmenden
Nachschiebe-Ziehverhältnissen in radiale Stauchungen über. Die Zone, in
denen radiale Stauchungen vorliegen, vergrößert sich mit zunehmenden Nachschiebe-Ziehverhältnissen
ausgehend vom Rand des Flansches in Richtung des sich ausbildenden
Formelementes. Bei den Werkstücken mit der Blechdicke 2 mm und 4 mm
liegen beim KNWW vergleichbare Verläufe der Formänderungen vor. Radiale Stauchungen
treten bei Werkstücken mit der Blechdicke 4 mm schon bei Nachschiebe-
Ziehverhältnissen β Ns von 3,9 in den äußeren Zonen des Flansches auf.