Erweiterung der Umformgrenzen beim Tiefziehen und ...

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2 Stand der Technik
2.1 Vorbemerkung
Um eine vergleichende Betrachtung und eine einheitliche Beschreibung der dargestellten
Verfahrensvarianten bezüglich der Richtung ihrer wirkenden Spannungen
und auftretenden Formänderungen zu ermöglichen, werden vorab die folgenden Koordinatenrichtungen
definiert.
Die in dieser Arbeit verwendeten Koordinatenrichtungen der Volumenelemente (radiale,
tangentiale und normale Richtung) bleiben für alle Positionen, die ein Volumenelement
entlang des Querschnitts eines Werkstücks einnehmen kann, unverändert
und sind als die Koordinatenrichtungen definiert, die ein Volumenelement bei einer
gedachten Rückbiegung in die Ebene des Flansches gemäß Bild 2-1 besitzt. Die
Definition der Koordinatenrichtungen im Flansch ist wie folgt:
Die normale Richtung ist definiert durch die Richtung der Symmetrieachse des Werkstücks
(normal zur Blechdicke), radiale Richtung bedeutet in Richtung des Mittelpunktes
des Werkstücks und die tangentiale Richtung ist die Richtung, die durch eine
Tangente an diesem Werkstückelement (Kreissegment) definiert ist.
Normale Richtung
Radiale Richtung
Tangentiale Richtung
Bild 2-1:
Koordinatenrichtungen eines Volumenelements im Flansch.
2.2 Tiefziehen mit starrem Werkzeug
Das Tiefziehen zählt zu den wichtigsten Verfahren der Blechumformung und ist für
die Massenfertigung von Hohlkörpern in den Bereichen des Maschinen- und Fahrzeugbaus,
der Verpackungsindustrie u. a. von zentraler Bedeutung. Gemäß
DIN 8584 /19/ handelt es sich beim Tiefziehen um ein Zug-Druck-Umformen eines
ebenen Blechzuschnitts in einen einseitig offenen Hohlkörper (Erstzug) oder eines
Hohlkörpers in einen Hohlkörper mit kleinerem Umfang (Weiterzug) ohne beabsichtigte
Veränderung der Wanddicke. Das Verfahren des Tiefziehens mit starrem Werkzeug,
starr sind sowohl Stempel, Niederhalter und Ziehring, ist am weitesten verbrei-