Erweiterung der Umformgrenzen beim Tiefziehen und ...

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6 Untersuchungsergebnisse: Tiefziehen mit Nachschieben von
Werkstoff und definiertem Werkstofffluss (TNWW)
TNWW durchgeführt. Die dritte Phase vom Punkt III zum Punkt IV charakterisiert das
Öffnen der Presse.
Einen charakteristischen Verlauf der Pressenkraft F P für die zweite Phase, dem eigentlichen
Tiefziehen und Nachschieben von Werkstoff, zeigt Bild 6-24. Deutlich zu
erkennen ist das Kraftmaximum am Ende des Umformprozesses, wie beim Verlauf
der ideellen Umformkraft. Während des Umformprozesses steigt die Pressenkraft
nahezu linear an, während die ideelle Umformkraft beim TNWW mit zunehmendem
Nachschiebeweg weniger stark ansteigt. Zieht man von der Pressenkraft die Federkräfte
ab, so erhält man die für das Tiefziehen mit Nachschieben von Werkstoff und
definiertem Werkstofffluss typische Umformkraft einschließlich der Reibkräfte
(F U +F R ). Die Federkräfte können ermittelt werden, indem das Werkzeug ohne eingelegtes
Werkstück betätigt wird und die dann auftretenden Pressenkräfte gemessen
werden. Deutlich ist der hohe Anteil der Reibkräfte F R zu erkennen, wenn davon
ausgegangen wird, dass die Umformkraft F U durch die theoretisch ermittelte ideelle
Umformkraft F id repräsentiert wird. Um diese hohen Reibkräfte so gering wie möglich
zu halten, ist eine optimale Gestaltung des tribologischen Systems notwendig.
Kraft F
1000
Pressenkraft F P
kN
F P
Umformkraft F U
Reibkraft
F R
600
Federkraft
F F
400
F U +F R
ideelle
Umformkraft F id
200
F F
F id
0
0
5
10
15
mm
25
Nachschiebeweg x Ns
Bild 6-24:
Verlauf der realen und ideellen Pressenkraft während des Nachschiebens
(Werkstoff: DC 01, Blechdicke: 2 mm, Niederhalterkraft: 206 kN,
Nachschiebeweg: 20 mm, Nachschiebe-Ziehverhältnis: 4,0).
Wird die theoretisch ermittelte ideelle Umformkraft mit der Kraft verglichen, die zur
Umformung beim TNWW und zur Überwindung der Reibung benötigt wird, so kann
festgestellt werden, dass die Summe aus der Umformkraft (F U ) und der Reibkraft (F R )
für die untersuchten Werkstoffe und Blechdicken dem 1,5fachen der ideellen Umformkraft
(F id ) entspricht. Da sich die Federkraft (F F ) hauptsächlich aus der Niederhalterkraft
(F NH ) ergibt, kann die notwendige Pressenkraft (F P ) für das untersuchte
Verfahren zum TNWW für eine praktische Anwendung wie folgt abgeschätzt werden:
F = 1 , 5⋅ F + F
(22)
P
id
NH