Erweiterung der Umformgrenzen beim Tiefziehen und ...

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7 Untersuchungsergebnisse: Kragenziehen mit Nachschieben von
Werkstoff und definiertem Werkstofffluss (KNWW)
QStE 340 mit der höchsten Zugfestigkeit zeigt die größte Zunahme der Blechdicke
im Flansch.
7.5.2 Höhe der Formelemente (Kragenhöhen)
Im Gegensatz zum konventionellen Kragenziehen resultiert die Kragenhöhe beim
KNWW aus der Aufweitung des Vorlochs und aus den infolge des Nachschiebens
auftretenden radialen Formänderungen des Materials, welches im Flansch des
Werkstücks tangential gestaucht und radial gestreckt wurde (Bild 7-4).
Wird das KNWW ohne Nachschiebewirkung durchgeführt, ergibt sich die theoretisch
erreichbare Kragenhöhe (Tabelle 7-2) infolge der Aufweitung des Vorlochs h thk bei
den vorliegenden geometrischen Verhältnissen nach:
2 2
⎛
⎞
⎜ d
K a
− d
Kr 0
h =
⎟
thk
s0
(23)
⎜ 2 2 ⎟
⎝ d
K a
− d
K i ⎠
Tabelle 7-2:
Theoretisch erreichbare Kragenhöhe durch Aufweitung des Vorlochs.
Verhältnis von Flanschaußendurchmesser
zu Stempeldurchmesser
d Fl /d St
(Aufweitverhältnis d St /d 0 = 2,0)
Kragenhöhe durch Aufweitung des Vorlochs
beim KNWW
h thk
2,2 11,9 mm
3,3 8,5 mm
3,0 5,4 mm
7,5 4,6 mm
Unter der Annahme, dass die Blechdicke während der Umformung beim KNWW
konstant bleibt (φ n =0) und unter der Annahme, dass das Vorloch zuerst aufgeweitet
wird (Bild 7-14-a), bevor Material nachgeschoben wird (Bild 7-14-b), kann die theoretisch
erreichbare Kragenhöhe infolge des Kragenziehens mit Nachschieben von
Werkstoff und definiertem Werkstofffluss h Kr wie folgt bestimmt werden:
Die Fläche des Teilstücks I setzt sich bei einer Vernachlässigung der Radien am
Übergang vom Rand zum Flansch und am Übergang vom Flansch in den Kragen
aus der Kreisringfläche, begrenzt durch den Flanschdurchmesser d Fl und den Vorlochdurchmesser
d Kr 0 und der Mantelfläche eines Kreiszylinders mit dem Flanschdurchmesser
und der Höhe des Randes h R zusammen.
Die Fläche des Teilstücks II wird durch eine innere und eine äußere Mantelfläche
eines Kreiszylinders und eine Kreisringfläche charakterisiert. Die innere Mantelfläche
des Kreiszylinders ist bestimmt durch den Stempeldurchmesser d St und durch die
Höhe des durch Aufweiten hergestellten Kragens h th und die äußere Mantelfläche