Handbuch Umformtechnik - Grundlagen, Technologien, Maschinen
von: Eckart Doege, Bernd-Arno Behrens
Springer-Verlag, 2007
ISBN: 9783540489245
Sprache: Deutsch
920 Seiten, Download: 22842 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
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Typ: B (paralleler Zugriff)
| Inhalt | 10 | ||
| 1 Einleitung | 14 | ||
| 1.1 Entwicklung und wirtschaftliche Bedeutung der Umformtechnik | 14 | ||
| 1.1.1 Historische Entwicklung (der Umformtechnik) | 14 | ||
| 1.1.2 Gründung umformtechnischer Institute in Deutschland | 16 | ||
| 1.1.3 Wirtschaftliche Bedeutung der Umformtechnik | 18 | ||
| 1.1.4 Definitionen der Umformtechnik | 19 | ||
| 1.2 Einteilung der Umformverfahren | 21 | ||
| 1.2.1 Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN | 21 | ||
| 1.2.2 Einteilung der Umformverfahren nach DIN | 23 | ||
| Literatur zu Kapitel 1 | 25 | ||
| 2 Grundlagen der Umformtechnik | 26 | ||
| 2.1 Werkstoffverhalten | 26 | ||
| 2.1.1 Werkstoffkundliche Aspekte | 26 | ||
| 2.1.2 Metallkundliche Grundlagen | 48 | ||
| 2.2 Bezogene und logarithmische Formänderung | 68 | ||
| 2.3 Umformgeschwindigkeit | 76 | ||
| 2.4 Fließkurven und Aufnahmeverfahren | 77 | ||
| 2.4.1 Klassischer Zugversuch | 81 | ||
| 2.4.2 Zugversuch nach Siebel | 83 | ||
| 2.4.3 Auswertung der Breiteneinschnürung bei einer Flachzugprobe | 84 | ||
| 2.4.4 Zugversuch nach Reihle | 90 | ||
| 2.4.5 Zugversuch an vorgewalzten Blechproben | 96 | ||
| 2.4.6 Hydraulische Tiefung | 97 | ||
| 2.4.7 Zylinderstauchversuch | 101 | ||
| 2.4.8 Kegelstauchversuch | 102 | ||
| 2.4.9 Einfluss von Temperatur und Umformgeschwindigkeit auf die Fließspannung | 103 | ||
| 2.5 Einführung in die Berechnung umformtechnischer Prozesse | 108 | ||
| 2.5.1 Gemeinsame Grundlagen der Elastizitätsund Plastizitätsrechnung | 109 | ||
| 2.5.2 Elastizitätsrechnung | 138 | ||
| 2.5.3 Plastizitätsrechnung | 159 | ||
| 2.5.4 Umformkraft und Umformarbeit | 186 | ||
| 2.5.5 Berechnungsverfahren der Plastizitätsrechnung | 198 | ||
| 2.6 Einfluss der Reibung auf den Umformprozess | 234 | ||
| 2.6.1 Reibungszustände | 236 | ||
| 2.6.2 Oberflächenkenngrößen für Werkzeuge | 239 | ||
| 2.6.3 Mathematische Beschreibung der Reibung | 245 | ||
| 2.6.4 Experimentelle Ermittlung des Reibwerts | 253 | ||
| Literatur zu Kapitel 2 | 265 | ||
| 3 Blechumformung | 270 | ||
| 3.1 Verfahren der Blechumformung | 270 | ||
| 3.2 Tiefziehen im Anschlag | 273 | ||
| 3.2.1 Spannungen beim Tiefziehen | 276 | ||
| 3.2.2 Formänderungen im Flanschbereich | 278 | ||
| 3.2.3 Kräfte beim Tiefziehen | 281 | ||
| 3.2.4 Krafteinleitung beim Tiefziehen | 291 | ||
| 3.2.5 Verlauf der örtlichen Formänderungen | 298 | ||
| 3.2.6 Berücksichtigung des Anstiegs der Kaltverfestigung im Ziehteilflansch | 299 | ||
| 3.2.7 Einfluss Fließkurvenlage auf das Grenzziehverhältnis | 301 | ||
| 3.2.8 Versagensarten | 303 | ||
| 3.2.9 Einflussgrößen auf das Tiefziehergebnis | 303 | ||
| 3.2.10 Ermittlung des Arbeitsbereichs (Gutteilfenster) | 304 | ||
| 3.3 Tiefziehen im Weiterschlag | 307 | ||
| 3.4 Blechprüfverfahren | 307 | ||
| 3.4.1 Näpfchenprüfung nach Swift | 308 | ||
| 3.4.2 Ermittlung des Grenzziehverhältnisses nach Schmidt | 309 | ||
| 3.4.3 Ziehverhältnis nach Dutschke für nichtrotatorische Geometrien | 310 | ||
| 3.4.4 Erichsen-Prüfung nach ISO20482 | 310 | ||
| 3.4.5 Engelhardt-Test | 311 | ||
| 3.4.6 Zugversuch nach EN10002 und EN10130 | 313 | ||
| 3.4.7 Kreuzzugversuch | 319 | ||
| 3.4.8 Ermittlung von Grenzformänderungskurven | 322 | ||
| 3.5 Ermittlung von lokalen Formänderungen | 327 | ||
| 3.6 Werkzeugtechnik für das Tiefziehen | 333 | ||
| 3.6.1 Aufbau von Tiefziehwerkzeugen | 333 | ||
| 3.6.2 Betätigungsarten des Niederhalters | 343 | ||
| 3.6.3 Niederhaltersysteme | 352 | ||
| 3.7 Wirkmedienbasierte Umformung | 360 | ||
| 3.7.1 Hydromechanisches Tiefziehen | 361 | ||
| 3.7.2 Beheiztes hydromechanisches Tiefziehen | 365 | ||
| 3.7.3 Hochdruckblechumformung (HBU) | 367 | ||
| 3.7.4 Fluidzell-Umformung | 368 | ||
| 3.7.5 Innenhochdruck-Umformung (IHU) | 369 | ||
| 3.8 Warmumformung | 372 | ||
| 3.8.1 Beheiztes Tiefziehen | 372 | ||
| 3.8.2 Presshärten | 377 | ||
| 3.9 Sonderverfahren der Blechumformung | 379 | ||
| 3.10 Scherschneiden | 381 | ||
| 3.11 Biegen | 389 | ||
| 3.11.1 Biegeverfahren | 389 | ||
| 3.11.2 Richten durch Biegen | 395 | ||
| 3.12 Fügen | 397 | ||
| 3.12.1 Bördeln | 397 | ||
| 3.12.2 Falzen | 406 | ||
| 3.12.3 Clinchen | 413 | ||
| 3.12.4 Stanznieten | 421 | ||
| 3.13 Werkzeugverschleiß beim Umformen | 424 | ||
| 3.13.1 Verschleißmechanismen | 424 | ||
| 3.13.2 Maßnahmen zur Verschleißreduktion | 430 | ||
| 3.13.3 Weitere Maßnahmen zur Verschleißreduktion | 442 | ||
| 3.14 Blechwerkstoffe | 451 | ||
| 3.14.1 Stähle | 451 | ||
| 3.14.2 Aluminiumlegierungen | 457 | ||
| 3.14.3 Magnesiumlegierungen | 460 | ||
| 3.14.4 Reintitanwerkstoffe | 463 | ||
| 3.14.5 Beschichtete Bleche | 466 | ||
| Literatur zu Kapitel 3 | 469 | ||
| 4 Massivumformung | 484 | ||
| 4.1 Einteilung der Verfahren | 484 | ||
| 4.2 Stauchen | 487 | ||
| 4.2.1 Kenngrößen beim Stauchen | 487 | ||
| 4.2.2 Spannungsverhältnisse beim Stauchen | 489 | ||
| 4.2.3 Umformarbeit | 499 | ||
| 4.2.4 Verfahrensgrenzen beim Stauchen | 502 | ||
| 4.2.5 Reibungseinfluss beim Stauchversuch | 505 | ||
| 4.3 Freiformschmieden | 507 | ||
| 4.3.1 Sattelformen | 509 | ||
| 4.3.2 Bauteilformen | 509 | ||
| 4.3.3 Vor- und Nachteile des Freiformschmiedens | 510 | ||
| 4.4 Gesenkschmieden | 512 | ||
| 4.4.1 Grundlagen des Gesenkschmiedens | 513 | ||
| 4.4.2 Verfahrensablauf | 542 | ||
| 4.4.3 Werkzeugtechnik | 583 | ||
| 4.4.4 Verschleiß von Schmiedegesenken | 593 | ||
| 4.4.5 Warmarbeitsstähle für den Gesenkbau | 628 | ||
| 4.4.6 Schmiedestähle | 636 | ||
| 4.4.7 Einfluss der Umformmaschine auf den Schmiedeprozess | 636 | ||
| 4.4.8 Vor- und Nachteile des Gesenkschmiedens | 637 | ||
| 4.5 Fließpressen | 640 | ||
| 4.5.1 Verfahren mit Beispielbauteilen | 640 | ||
| 4.5.2 Voll-Vorwärts-Fließpressen | 643 | ||
| 4.5.3 Hohl-Vorwärts-Fließpressen | 657 | ||
| 4.5.4 Napf-Rückwärts-Fließpressen | 662 | ||
| 4.5.5 Verfahrensablauf beim Fließpressen | 666 | ||
| 4.5.6 Verfahrenstypische Eigenschaften des Kaltfließpressens | 675 | ||
| 4.6 Strangpressen | 676 | ||
| 4.6.1 Strangpressprofile – Auswahl herstellbarer Formen | 677 | ||
| 4.7 Massivumformung von Leichtmetallen | 679 | ||
| 4.7.1 Schmieden von Aluminiumlegierungen | 679 | ||
| 4.7.2 Schmieden von Magnesiumlegierungen | 691 | ||
| 4.8 Thixoschmieden als Sonderverfahren der Massivumformung | 696 | ||
| 4.8.1 Definition Thixotropie (rheologische Grundlagen) | 698 | ||
| 4.8.2 Besondere Anforderungen an den Werkstoff | 698 | ||
| 4.8.3 Verfahrensanforderungen | 700 | ||
| 4.8.4 Vorteile des Thixoschmiedens | 706 | ||
| 4.9 Pulverschmieden | 707 | ||
| 4.9.1 Verfahrensablauf bei der Herstellung von Sinterteilen | 708 | ||
| 4.9.2 Technologie des Pulverschmiedens | 710 | ||
| Literatur zu Kapitel 4 | 714 | ||
| 5 Umformmaschinen | 724 | ||
| 5.1 Einteilung der Umformmaschinen | 724 | ||
| 5.2 Arbeitsgebundene Umformmaschinen | 730 | ||
| 5.2.1 Schmiedehämmer | 730 | ||
| 5.2.2 Spindelpressen | 741 | ||
| 5.3 Weggebundene Umformmaschinen | 756 | ||
| 5.3.1 Funktionsprinzip weggebundener Umformmaschinen | 756 | ||
| 5.3.2 Bauarten weggebundener Umformmaschinen | 756 | ||
| 5.3.3 Baugruppen von weggebundenen Pressen | 767 | ||
| 5.3.4 Arbeitsvermögen der weggebundenen Umformmaschine | 826 | ||
| 5.4 Kraftgebundene Umformmaschinen (Hydraulische Pressen) | 836 | ||
| 5.4.1 Funktionsprinzip kraftgebundener Umformmaschinen | 837 | ||
| 5.4.2 Baugruppen von kraftgebundenen Umformmaschinen | 841 | ||
| 5.4.3 Bewertung von kraftgebundenen Pressen | 849 | ||
| 5.5 Industrieller Einsatz von Umformmaschinen | 851 | ||
| 5.5.1 Pressensysteme in der Karosseriefertigung | 851 | ||
| 5.5.2 Schnellläuferpressen/Stanzautomaten | 863 | ||
| 5.5.3 Weggebundene Schmiedepressen | 874 | ||
| 5.5.4 Pressen für die Kaltumformung | 877 | ||
| 5.5.5 Einarbeitungspressen | 882 | ||
| 5.6 Genauigkeitskenngrößen von Umformmaschinen | 886 | ||
| 5.6.1 Geometrische Genauigkeit der unbelasteten Maschine | 886 | ||
| 5.6.2 Elastische Nachgiebigkeiten der belasteten Maschine | 887 | ||
| 5.6.3 Messaufbau zur Bestimmung der Genauigkeit unter Last | 898 | ||
| 5.6.4 Anteile der Baugruppen an der Maschinengenauigkeit | 902 | ||
| 5.6.5 Auswirkung der Maschinen- und Werkzeugsteifigkeit | 904 | ||
| 5.6.6 Verlagerungsverläufe (Beispiele) | 908 | ||
| Literatur zu Kapitel 5 | 913 | ||
| Sachverzeichnis | 916 |
