3 Blechumformung - Christiani

280 3 Blechumformung
r-Wert:
Beim Blechwerkstoff DC05 (St15) wird beispielsweise r = 1,7 angegeben. Mit
großem r-Wert steigt die übertragbare Stempelkraft, wogegen sich die Flanscheinzugskraft
vermindert. Einzelheiten siehe Kapitel 3.4.6.
n-Wert:
Mit steigendem n-Wert wandert das Kraftmaximum nach hinten (vgl. Kap. 3.4.6),
d.h., die Gefahr des Auftretens eines vorzeitigen Reißers wird stark vermindert.
Das Blech ist in der Lage, selbst bei elliptischen Stempelkantenformen sich bis an
den zylindrischen Teil des Ziehteilbodens anzuschmiegen, ohne vorher zu
versagen.
Lage des Reißers:
Wie in Abb. 3.22 dargestellt, stellen sich verschiedene Versagensorte des Bodenreißers
ein. Der vorzeitige Reißer tritt auf, noch bevor der Ziehteilboden
ausgeformt ist. Daher ist die Kraftübertragung am geringsten. Die maximale
Kraftübertragung ergibt sich beim optimalen Reißer. Dieses setzt im Allgemeinen
einen großen µ-Wert zwischen Blech und Stempelkantenrundung (Grenzfall:
gerändelte Stempelkantenrundung) oder alternativ einen großen n-Wert voraus.
Durch diese vier Einflussgrößen, die hier nur qualitativ angesprochen worden
sind, kann der große Unterschied zwischen der gemessenen und berechneten
Bodenreißkraft erklärt werden. Der ar-Wert ist allerdings nur beim Auftreten des
optimalen Reißers reproduzierbar. Sobald sich der eigentliche Bodenreißer
einstellt, ist die übertragbare Kraft kleiner als beim optimalen Reißer und es treten
teilweise deutliche Schwankungen der Bodenreißkraft auf.
3.2.4.2 Mechanismus der Kraftübertragung durch den Ziehteilboden
Die durch den Boden des Ziehteils aufgenommene Last lässt sich nach Doege in
die folgenden Komponenten zerlegen /Doe63/:
• Formanteil FF,
• Reibungsanteil FFR,
• Werkstoffanteil FW.
Für die Darstellung der einzelnen Komponenten werden folgende Vereinfachungen
gemacht:
• Die Blechdicke sei im Vergleich zum Stempeldurchmesser klein, so dass der
Ziehteilboden als biegeschlaffe Schale betrachtet werden kann.
• Aus dem realen Blechdickenverlauf wird eine mittlere Blechdicke sM gebildet,
die wie die Fließspannung k in radialer Richtung im Boden des Ziehteils als
konstant betrachtet wird: sc = sm = konstant, kf = K = konstant.
• Der Werkstoff ist im Nachgleiten begriffen bzw. es erfolgt bereits ein
Nachgleiten des Werkstoffs.
• Eine Kraftübertragung durch Reibung zwischen Zarge und Stempelschaft wird
vernachlässigt.