Erweiterung der Umformgrenzen beim Tiefziehen und ...

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9 Zusammenfassung, Schlussfolgerungen und Ausblick
9.1 Zusammenfassung
Das Fertigen von Konstruktionsteilen des Maschinen- und Fahrzeugbaus durch Umformen
von Dickblech ist eine innovative Alternative zum Gießen und Schmieden in
Bezug auf die Verwirklichung von Leichtbaupotenzialen. Sollen napf- oder nabenförmige
Formelemente an scheibenförmigen, rotationssymmetrischen Dickblechteilen
durch konventionelles Tiefziehen „aus einem Stück“ gefertigt werden, ist die Fertigung
nur mit einem hohen Aufwand möglich, wenn die Durchmesser der Formelemente
klein sind im Verhältnis zum scheibenförmigen Grundkörper. Eine viel versprechende
Lösung, um Fertigungsstufen und damit den umformtechnischen Aufwand
bei der Fertigung von Werkstücken mit den oben genannten Geometrien zu
minimieren, stellen Verfahren dar, bei denen Werkstoff mechanisch in die Umformzone
nachgeschoben wird.
Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, ein mechanisches Verfahrensprinzip zum
Tiefziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss zu entwerfen
und zum Kragenziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem
Werkstofffluss weiterzuentwickeln sowie die Voraussetzungen für die wissenschaftlich
fundierte Verfahrensplanung und Verfahrensrealisierung zu schaffen. Durch das
Nachschieben von Werkstoff wird im Flansch des Werkstücks eine radial gerichtete
Druckspannungskomponente erzeugt. Diese Druckspannungskomponente bewirkt
einen Werkstofffluss in Richtung des sich ausbildenden Formelementes im Zentrum
des Werkstücks und führt dazu, dass die Verfahrensgrenzen für das Verfahren Tiefziehen
wesentlich erweitert, die Endteileigenschaften verbessert, Umformstufen eingespart
und schwer umformbare Werkstoffe angewendet werden können.
Die vorliegende Dissertation beinhaltet Untersuchungen zum Tiefziehen mit Nachschieben
von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss (TNWW) sowie dessen Weiterentwicklung
zum Kragenziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem
Werkstofffluss (KNWW). Den Schwerpunkt bilden theoretische und experimentelle
Untersuchungen zur Ermittlung von Verfahrensparametern und Verfahrensgrenzen
sowie zu den erreichbaren Endteileigenschaften. Die Verfahrensgrenzen der Verfahrensvarianten
Tiefziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss
und Kragenziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss
wurden für die Werkstoffe DC 01 (Blechdicke 2 mm), QStE 380 (Blechdicke
2 mm und 4 mm) und AlMg 3 (Blechdicke 2 mm und 4 mm) definiert. Die beim Umformvorgang
eintretenden Formänderungen sowie die notwendigen Pressenkräfte
sind ermittelt worden. Die verbesserten Gebrauchseigenschaften der hergestellten
Werkstücke wurden über die Endteileigenschaften wie beispielsweise den Verlauf
der Blechdicke, die Höhe der Formelemente (Napfhöhe, Kragenhöhe) und den Verlauf
der Härte nachgewiesen.