Erweiterung der Umformgrenzen beim Tiefziehen und ...

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2 Stand der Technik
ringern. Gerade bei nicht - rotationssymmetrischen Werkstücken werden Vielpunkt-
Zieheinrichtungen oder segmentierte Werkzeuge genutzt, um über eine örtlich unterschiedliche
Verteilung der Flächenpressungen den Materialfluss zu steuern
/53 bis 63/. Dabei wird die Niederhalterkraft über den Umfang des Werkstücks und
über der Ziehtiefe variiert. Die Entwicklung und der Einsatz dieser aktiven Niederhaltersysteme
führten zu einer deutlichen Verbesserung des Umformergebnisses insbesondere,
wenn es gilt komplizierte Bauteile herzustellen.
Ein Werkzeugsystem, bei dem der Niederhalter flexibel ausgeführt ist und somit die
Niederhalterkraft in Bezug auf Zeit und Ort variiert werden kann, beschreibt KERGEN
in /64/.
Eine weitere Möglichkeit, die Reibkräfte zu verringern und den Werkstofffluss zu erleichtern,
besteht im Einsatz von schwingenden Niederhaltern /65 bis 75/. Durch die
Anwendung von schwingenden Niederhaltern können das Grenzziehverhältnis erhöht,
Schmierstoff minimiert und das Tiefziehen von schwer umformbaren Blechen
optimiert werden. SIEGERT modelliert in /76, 77/ an einer Streifenziehanlage das Tribosystem,
wie es in der Zone des geraden Materialeinlaufes beim Tiefziehen zu finden
ist. Dabei konnte gezeigt werden, dass mit zunehmendem schwingendem Anteil
der Niederhalterkraft die Reibungskraft reduziert werden kann.
Stempel (Dorn)
F St
Niederhalter
Stempel (Mantel)
Werkstück
Ziehring
Bild 2-13: Prinzip des Tiefziehens mit differenzierter Kraftübertragung /78, 79/.
Die Entlastung der Ziehteilzarge ist auch der tragende Gedanke eines durch MAYER
in /78, 79/ vorgestellten Verfahrens. Dabei wird die Ziehstempelkraft nicht wie beim
konventionellen Tiefziehen alleinig in den Boden eingeleitet und über die Zarge in
den Flansch des Werkstücks übertragen, sondern die Ziehstempelkraft wird über die
gesamte Mantelfläche eingeleitet. Durch die in einen „Expansionsstempel“ eingedrehten
Rillen und die so aufgeraute Mantelfläche kann der Stempel in die Innenwandung
der Zarge eindringen und so die Ziehstempelkraft über die jeweilige Wandhöhe
verteilt wirksam werden (Bild 2-13). Durch diese Entlastung der Ziehteilzarge
kann das Grenzziehverhältnis je nach Werkstoff zwischen 21 % und 33 % verbessert
werden.
Ein Verfahren, bei dem speziell zugeschnittene ebene Ausgangsformen einem Tiefziehen
unterzogen werden, um besonders hohe Näpfe herstellen zu können, beschreiben
YAMAGUCHI, NIHARA, TAKAKURA und SHIRAKAWA in /80/. Der Grundgedanke
bei diesem Verfahren ist, dass das „überschüssige“ Material im Flansch, das beim