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Handbuch Umformen

VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2012
Seitenanzahl801 Seiten
ISBN9783446430044
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis239,99 EUR
Das Handbuch der Fertigungstechnik ist die 2., vollständig neu bearbeitete Auflage des im Zeitraum von 1979 bis 1994 im Carl Hanser Verlag erschienen mehrbändigen Werkes. Es ist ein in seiner Themenbreite und Tiefe bis heute unerreichtes Nachschlagewerk für die Ingenieure der Fertigungstechnik. In der Neuauflage wird diese Tradition fortgesetzt.
Der Band Umformen enthält die plastomechanischen und metallkundlichen Grundlagen des Fachs und alle wichtigen Fertigungsverfahren der Umformtechnik, wie Walzen, Biegen, Schmieden, Fließpressen und Zerteilen. Auch verfahrensübergeifende Themen wie Simulation, Fließkurven und Tribologie werden behandelt.

Der Gesamtherausgeber des Handbuchs Fertigungstechnik, Günter Spur, leitete als Professor der Technischen Universität Berlin das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb sowie das von ihm gegründete Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik, die
unter seiner Leitung als Produktionstechnisches Zentrum Berlin zusammengefasst wurden.
Hartmut Hoffmann ist Leiter des Lehrstuhls für Umfomtechnik und Gießereiwesen der Falkutät für Maschinenwesen an der TU München.
Reimund Neugebauer ist geschäftsführender Direktor des Instituts für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse (IWP) an der TU Chemnitz.
Die Herausgeber sind Mitglieder zahlreicher Gesellschaften und Organisationen.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort des Herausgebers6
Vorwort der Bandherausgeber8
Inhaltsverzeichnis10
Die Herausgeber26
Autorenverzeichnis28
1 Einführungin die Umformtechnik32
1.1 Geschichtliche Bedeutung34
1.2Einteilung und Benennungen42
2 Grundlagender Umformtechnik58
2.1Metallkundliche Grundlagen60
2.1.1Aufbau der Metalle60
2.1.2Formänderungsverhalten von Einkristallen62
2.1.2.1Mechanismus der Formänderung am Idealkristall63
2.1.2.2Theoretische und tatsächliche kritische Schubspannung65
2.1.2.3Gitterfehler65
2.1.3Formänderungs- und Festigkeits-verhalten von Vielkristallen67
2.2Plastomechanische Grundlagen70
2.2.1Geometrische und kinematische Größen70
2.2.1.1Formänderungen70
2.2.1.2Volumenkonstanz72
2.2.1.3Formänderungsgeschwindigkeit73
2.2.2Mechanische Größen74
2.2.2.1Spannungen74
2.2.2.2Ideelle Umformkraft, Umformarbeit, Umformleistung75
2.2.2.3Gleichgewichtsbedingung75
2.2.2.4Fließbedingung76
2.2.2.5Fließgesetz (Fließregel)78
2.2.2.6Vergleichsformänderungund -geschwindigkeit78
2.2.3Ermittlung umform-spezifischer Prozessgrößen79
2.2.3.1Einleitung79
2.2.3.2Theoretische Methoden80
2.2.3.2.1 Methode der Umformarbeit80
2.2.3.2.2 Elementare Theorie (Streifenmethode)81
2.2.3.2.3 Gleitlinienmethode83
2.2.3.2.4 Schrankenmethode84
2.2.3.2.5 Finite Elemente Methode85
2.2.3.2.5.1 Besonderheiten bei der Abbildung umformtechnischer Prozesse85
2.2.3.2.5.2 Vorgehensweise86
2.2.3.2.5.2 Kalibrierung90
2.2.3.2.5.3 FE-Simulation von Massivumformprozessen91
2.2.3.3Experimentelle Methoden91
2.2.3.3.1 Spannungsmessstift92
2.2.3.3.2 Profilblechmethode92
2.2.3.3.3 Druckmessfolie93
2.2.3.3.4 Methode der Visioplastizität93
2.3Fließkurven97
2.3.1Definition der Fließkurve97
2.3.2Einflussgrößen auf die Fließkurve98
2.3.2.1Einfluss des Werkstoffs98
2.3.2.2Einfluss der Umformgeschwindigkeit99
2.3.2.3Einfluss der Temperatur100
2.3.3Fließkurvenermittlung100
2.3.3.1Zugversuch101
2.3.3.1.1 Zugversuch an Rundproben101
2.3.3.1.2 Zugversuch an Flachproben102
2.3.3.2Stauchversuch103
2.3.3.2.1 Zylinderstauchversuch103
2.3.3.2.2 Schichtstauchversuch104
2.3.3.3Hydraulischer Tiefungsversuch105
2.3.3.4Torsionsversuch106
2.3.4Vergleichende Bewertung der Verfahren zur Aufnahme von Fließkurven106
2.4Tribologie108
2.4.1Grundlagen108
2.4.1.1Tribologischer Kontakt108
2.4.1.2Reibung109
2.4.1.2.1 MathematischeBeschreibung der Reibung109
2.4.1.2.2 Makroskopische und mikroskopische Reibmechanismen110
2.4.1.3Verschleiß111
2.4.1.4Schmierung112
2.4.1.4.1 Schmiermechanismen112
2.4.1.4.2 Schmierstoffeinteilung112
2.4.1.4.3 Schmierstoffträgerschichten114
2.4.1.5Verschleißmindernde Hartstoffschichten114
2.4.2Etabliertetribologische Systeme115
2.4.2.1Tief- und Streckziehen115
2.4.2.2Presshärten116
2.4.2.3Kaltmassivumformung117
2.4.2.4Halbwarm- und Warmmassivumformung118
2.4.3Tribologische Prüfverfahren118
2.4.3.1Prüfverfahrenfür die Blechumformung119
2.4.3.2Prüfverfahrenfür die Massivumformung120
2.5Numerische Simulationin der Blechumformung123
2.5.1Simulation und Kompensation der Rückfederung125
2.5.2Simulation der Bauteileigen-schaften nach dem Umformen126
2.6Systematischer Planungs-prozess zur anforderungs-gerechten Auswahl des Fertigungsverfahrens129
3 Druckumformen138
3.1Walzen140
3.1.1Übersicht überdie Walzverfahren140
3.1.2Längswalzen von Flachprodukten142
3.1.2.1Grundlagen und Berechnungsverfahren142
3.1.2.1.1 Geometrie des Walzspalts142
3.1.2.1.2 Kinematik im Walzspalt143
3.1.2.1.3 Spannungsverteilung im Walzspalt144
3.1.2.1.4 Walzkraft145
3.1.2.1.5 Drehmoment146
3.1.2.1.6 Breitung147
3.1.2.1.7 Greif- und Durchziehbedingung148
3.1.2.2Wechselwirkung zwischen Maschine und Walzgut149
3.1.2.2.1 Walzenabplattung und Walzendurchbiegung149
3.1.2.2.2 Profil und Planheit150
3.1.2.2.3 Walzkraft./.Banddicken-Schaubild152
3.1.2.3Grundtypen der Walzgerüste154
3.1.2.3.1 Gerüstbauarten155
3.1.2.3.2 Gerüstaufbau155
3.1.2.3.3 Realisieren von Walzkraft und Abnahme155
3.1.2.3.4 Generieren von Walzmomenten und -geschwindigkeiten156
3.1.2.3.5 Energiebilanz und Tribologie des Walzspaltes157
3.1.2.3.6 Technologiepakete157
3.1.2.3.6.1 Technologiepakete zur Banddickenregelung158
3.1.2.3.6.2 Technologiepaket zur Profil- und Planheitsregelung158
3.1.2.4 Herstellung von Grobblech160
3.1.2.4.1 Allgemeines und Produkte160
3.1.2.4.2 Herstellung des Vormaterials161
3.1.2.4.3 Auslegung von Grobblechwalzwerken162
3.1.2.4.4 Grobblechwalzgerüste162
3.1.2.4.5 Prozessauslegung163
3.1.2.4.6 Adjustage und Qualitätskontrolle165
3.1.2.5Herstellung von Warmband166
3.1.2.5.1 Allgemeines und Produkte166
3.1.2.5.1.1 Warmband (Warmbreitband)166
3.1.2.5.1.2 Warmbänder aus NE-Metallen166
3.1.2.5.3 Aufbau von Warmbandstraßen167
3.1.2.5.3.1 Ofenanlage und Vorstraße167
3.1.2.5.3.2 Fertigstraße169
3.1.2.5.2.3 Auslaufrollgang und Haspelanlage170
3.1.2.5.2.4 Automation und Messsysteme171
3.1.2.5.3 Anlagenkonzepte173
3.1.2.5.4 Konventionelle Warmbandstraßen173
3.1.2.5.5 Dünnbrammen-Gießwalzanlagen (CSP-Anlagen)177
3.1.2.5.5.1 Aufbau und Funktion177
3.1.2.5.5.2 Grundlegende Merkmale178
3.1.2.5.5.3 Erzeugen dünner Warmbänder und Semi-Endloswalzen179
3.1.2.5.5.4 Ausführungsformen von Dünnbrammen-Gießwalzanlagen180
3.1.2.5.6 Steckelwalzwerke180
3.1.2.5.6.1 Anlagentechnik180
3.1.2.5.6.2 Technologische Hintergründe181
3.1.2.5.6.3 Ausführungsformen von Steckelwalzwerken181
3.1.2.5.7 Warmbandstraßen für Aluminiumwerkstoffe181
3.1.2.5.8 Weiterverarbeitung von Warmband183
3.1.2.6Herstellung von Kaltband184
3.1.2.6.1 Allgemeines und Produkte184
3.1.2.6.2 Herstellung des Vormaterials184
3.1.2.6.3 Kaltwalzen185
3.1.2.6.4 Dressieren./.Nachwalzen186
3.1.2.6.5 Profil und Planheit187
3.1.2.6.5.1 Allgemeines187
3.1.2.6.5.2 Planheitsstellglieder187
3.1.2.6.6 Weitere Zielgrößen189
3.1.2.6.6.1 Qualitätsmerkmale und wesentliche Prozessparameter189
3.1.2.6.6.2 Bandbreite189
3.1.2.6.6.3 Enddicke190
3.1.2.6.6.4 Oberflächenbeschaffenheit190
3.1.2.6.6.5 Mechanische Eigenschaften190
3.1.2.6.6.6 Auswahl des geeigneten Arbeits-walzendurchmessers./.Gerüsttyps für die Kaltbandherstellung190
3.1.2.6.7 Adjustage und Weiterverarbeitung192
3.1.2.6.7.1 Glühen192
3.1.2.6.7.2 Veredeln192
3.1.2.6.7.3 Konfektionieren193
3.1.2.7Walzen von Blechen und Profilen mit belastungsangepasster Dickenverteilung194
3.1.2.7.1 Motivation und Einordnung194
3.1.2.7.2 Flexibles Walzen von Blechen mit in Längsrichtung variierender Blechdicke.194
3.1.2.7.2.1 Einführung194
3.1.2.7.2.2 Technologische Aspekte des Flexiblen Walzens194
3.1.2.7.2.3 Prozesskette und Anwendungen195
3.1.2.7.3 Walzen von Bändern mit Dicken-verteilung in Breitenrichtung195
3.1.2.7.3.1 Einführung195
3.1.2.7.3.2 Technologische Aspekte des Bandprofilwalzens195
3.1.2.7.3.3 Prozessketten und Anwendungen196
3.1.3Längswalzen von Vollprofilen197
3.1.3.1Grundlagen und Berechnungsverfahren197
3.1.3.1.1 Grundlegendes zum Profilwalzen197
3.1.3.1.2 Klassifizierung und Beispiele für Kaliberarten198
3.1.3.1.2.1 Neutrale Linie und arbeitender Walzendurchmesser199
3.1.3.1.2.2 Stofffluss202
3.1.3.1.2.2 Äquivalenter Flachstich201
3.1.3.1.2.3 Berechnung des Kraft- und Arbeitsbedarfs204
3.1.3.2Herstellung von großen Profilen207
3.1.3.2.1 Allgemeines und Produkte207
3.1.3.2.2 Herstellung des Vormaterials207
3.1.3.2.3 Walzen von großen Profilen207
3.1.3.2.4 Adjustage und Weiterverarbeitung210
3.1.3.3Herstellung von Stäben und Drähten210
3.1.3.3.1 Allgemeines und Produkte210
3.1.3.3.2 Herstellung des Vormaterials210
3.1.3.3.3 Walzen von Stäben und Drähten211
3.1.3.3.4 Adjustage und Weiterverarbeitung212
3.1.4Schräg- und Längswalzen von Rohren213
3.1.4.1Allgemeines./.Nahtlose Rohre213
3.1.4.2Herstellung des Vormaterials213
3.1.4.3Lochen durch Schrägwalzen214
3.1.4.4Walzverfahren und Fertigungslininen215
3.1.4.4.1 Pilgerstraße215
3.1.4.4.2 Stopfenstraße216
3.1.4.4.3 Rohrkontistraße216
3.1.4.4.4 Stoßbankverfahren (CPE, TPE)217
3.1.4.4.5 Asseln217
3.1.4.4.6 Schmieden217
3.1.5Ringwalzen218
3.1.5.1Berechnungen und Grundlagen218
3.1.5.1.1 Mittlere radiale und axiale Auslaufgeschwindigkeit218
3.1.5.1.2 Kontinuitätsbedingung219
3.1.5.1.3 Symmetriebedingung219
3.1.5.1.4 Kopplung der Kinematikund Formänderung im Radial- und Axialwalzspalt219
3.1.5.1.5 Umformzonengeometrie219
3.1.5.1.6 Radialwalzspalt219
3.1.5.1.7 Axialwalzspalt220
3.1.5.2Herstellung von gewalzten Ringen220
3.1.5.2.1 Herstellung des Vormaterials220
3.1.5.2.2 Verfahrensprinzipien221
3.1.5.2.3 Walzstrategien und Prozessführung221
3.1.5.2.4 Radial-Axial-Ringwalzmaschine223
3.1.5.2.5 Radial-Ringwalzmaschinen (RICA)224
3.1.5.2.6 Mehrdorn-Ringwalzmaschine (MERW)225
3.1.5.2.7 Adjustage und Weiterverarbeitung225
3.1.6Einstellung der Gefügeeigen-schaften beim Warm- und Kaltwalzen227
3.1.6.1WerkstofftechnischeZielstellung der Umformung227
3.1.6.2Gefügeausbildung bei der Umformung227
3.1.6.2.1 Umformbedingte Struktur- und Gefügeänderungen228
3.1.6.2.2 Thermisch aktivierte Gefügebildungsvorgänge229
3.1.6.3Gefüge- und Eigenschafts-beeinflussung beim Umformen230
3.1.6.3.1 Warmwalzengegossener Vormaterialien230
3.1.6.3.2 Thermomechanische Behandlungzur kontrollierten Gefügeentwicklung231
3.1.6.3.3 Eigenschaftsänderung durch Kaltumformen236
3.2Freiformschmieden239
3.2.1Einführung239
3.2.2Stauchen241
3.2.2.1Verfahrensprinzip241
3.2.2.2Theoretische Grundlagen242
3.2.2.2.1 Globale Formänderungen242
3.2.2.2.2 Lokale Formänderungen243
3.2.2.2.3 Umformkraft und Umformarbeit243
3.2.3Recken246
3.2.3.1Verfahrensprinzip246
3.2.3.2Theoretische Grundlagen248
3.2.3.2.1 Globale Formänderungen248
3.2.3.2.2 Lokale Formänderungen249
3.2.3.2.3 Stofffluss249
3.2.3.2.4 Umformkraft und Umformarbeit250
3.2.3.2.5 Schmiedestrategien252
3.2.4Weitere Prozessschritte254
3.2.4.1Verschieben255
3.2.4.2Verdrehen256
3.2.4.3Trennen257
3.2.4.3.1 Abtrennen257
3.2.4.3.2 Lochen259
3.2.5Prozessketten260
3.2.5.1Allgemeines260
3.2.5.2Fertigung von Hohl-zylindern, Ringen und Scheiben261
3.2.5.3Fertigung von Kurbelwellen und abgesetzten Wellen264
3.2.5.3.1 Fertigung von Kurbelwellen264
3.2.5.3.2 Fertigung von abgesetzten Wellen267
3.2.6Maschinen und Anlagen269
3.2.6.1Übersicht269
3.2.6.2Hämmer269
3.2.6.3Hydraulische Pressen270
3.2.6.4Mechanische Pressen273
3.3Gesenkschmieden275
3.3.1Geschichtliche Entwicklung275
3.3.2Bedeutung des Gesenkschmiedens275
3.3.3Übersicht der Verfahren276
3.3.3.1Allgemeines276
3.3.3.2Gesenkformen mit teilweise umschlossenem Werkstück276
3.3.3.3Gesenkformen mit ganz umschlossenem Werkstück276
3.3.4Berechnungsverfahren277
3.3.4.1Allgemeines277
3.3.4.2Formänderungszustand278
3.3.4.3Spannungszustand278
3.3.4.4Umformkraft280
3.3.4.5Umformarbeit282
3.3.4.6Werkstücktemperatur283
3.3.5Werkstoffe für das Gesenkschmieden284
3.3.5.1Werkstoffarten284
3.3.5.2Umformverhalten284
3.3.6Gesenkschmieden mit Grat286
3.3.6.1Trennen286
3.3.6.1.1 Scheren287
3.3.6.1.2 Sägen287
3.3.6.2Wärmen288
3.3.6.2.1 Öfen288
3.3.6.2.2 Erwärmungsanlagen288
3.3.6.2.3 Verzunderung289
3.3.6.2.4 Randentkohlung290
3.3.6.3Entzundern291
3.3.6.4Umformen292
3.3.6.4.1 Massenverteilung292
3.3.6.4.2 Biegen294
3.3.6.4.3 Querschnittsvorbildung und Endformung295
3.3.6.5Abgraten und Lochen296
3.3.6.6Nachformen298
3.3.6.7Wärmebehandeln299
3.3.6.8Oberflächennachbehandeln300
3.3.6.8.1 Strahlen300
3.3.6.8.2 Rollen302
3.3.7Sonstige Verfahren302
3.3.7.1Gesenkschmieden ohne Grat302
3.3.7.2Genau- und Präzisionsschmieden303
3.3.7.3Halbwarmschmieden304
3.3.7.4Pulverschmieden305
3.3.7.5Thixoschmieden307
3.3.8Werkzeuge zum Gesenkformen308
3.3.8.1Werkzeugarten308
3.3.8.2Gestaltung der Werkzeuge309
3.3.8.3Werkzeugwerkstoffe312
3.3.8.4Fertigung der Werkzeuge313
3.3.8.5Beanspruchungen der Werkzeuge314
3.3.8.6Werkzeugschäden315
3.3.8.7Maßnahmen zur Verminderungvon Werkzeugschäden316
3.3.8.7.1 Allgemeines316
3.3.8.7.2 Werkzeugtemperaturen318
3.3.8.7.3 Kühlung undSchmierung der Werkzeuge319
3.3.8.7.4 Kühlmittel320
3.3.8.7.5 Schmierstoffe321
3.3.8.7.6 Treibmittel323
3.3.8.8Standmengen der Werkzeuge323
3.3.9Maschinen zum Gesenkschmieden326
3.3.9.1Weggebundene Maschinen326
3.3.9.1.1 Exzenter- und Kurbelpressen326
3.3.9.1.2 Waagerecht-Schmiedemaschinen327
3.3.9.1.3 Walzmaschinen327
3.3.9.2Kraftgebundene Maschinen329
3.3.9.3Energiegebundene Maschinen329
3.3.9.3.1 Hämmer330
3.3.9.3.2 Spindelpressen331
3.3.9.4Kenngrößen von Gesenkschmiedemaschinen332
3.4Eindrücken341
3.4.1Eindrückenmit geradliniger Bewegung341
3.4.1.1Eindrücken mit geradliniger Bewegung ohne Gleiten341
3.4.1.2Eindrücken mit geradliniger Bewegung mit Gleiten343
3.4.2Eindrückenmit umlaufender Bewegung344
3.4.2.1Eindrücken mit umlaufender Bewegung ohne Gleiten344
3.4.2.2.Eindrücken mit umlaufender Bewegung mit Gleiten344
3.4.3Beispiele345
3.4.3.1Münzherstellung345
3.4.3.2Kalteinsenken346
3.5Durchdrücken349
3.5.1Fließpressen349
3.5.1.1Geschichtliche Entwicklung und Übersicht349
3.5.1.2Fließpressen mit quasistationärem Werkstofffluss351
3.5.1.2.1 Werkstofffluss351
3.5.1.2.2 Formänderungen352
3.5.1.2.3 Spannungen352
3.5.1.2.4 Kräfte353
3.5.1.2.5 Optimaler Matrizenöffnungswinkel356
3.5.1.3Fließpressen mit instationärem Werkstofffluss356
3.5.1.3.1 Werkstofffluss357
3.5.1.3.2 Formänderungen358
3.5.1.3.3 Spannungen359
3.5.1.3.4 Kräfte359
3.5.1.3.5 Querfließpressen361
3.5.1.4Sonderverfahren363
3.5.1.4.1 Halbwarmfließpressen363
3.5.1.4.2 Kaltgesenkschmieden365
3.5.1.4.3 Fließpressen mit Wirkmedien, hydrostatisches Fließpressen365
3.5.1.4.4 Inkrementelle Verfahren366
3.5.1.5Verfahrensfolgen und Verfahrenskombinationen366
3.5.1.6Präzisionsfließpressen (Near Net Shape und Net Shape Forging)368
3.5.1.7Werkstoffe370
3.5.1.7.1 Stahlwerkstoffe370
3.5.1.7.2 Nichteisenmetalle372
3.5.1.8Werkstückformen372
3.5.1.8.1 Allgemeine Gestaltungsmerkmale372
3.5.1.8.2 Verfahrensbedingte Gestaltungsmerkmale374
3.5.1.9Rohteilfertigung375
3.5.1.9.1 Halbzeug375
3.5.1.9.2 Herstellung von Zuschnitten375
3.5.1.10 Glühen377
3.5.1.10.1 Glühen von Stahlwerkstoffen377
3.5.1.10.2 Glühen von Nichteisenmetallen378
3.5.1.11 Oberflächenbehandlung und Schmierung378
3.5.1.11.1 Oberflächenbehandlung von Rohteilen aus Stahlwerkstoffen378
3.5.1.11.2 Oberflächenbehandlung von Rohteilen aus Nichteisenmetallen381
3.5.1.11.3 Oberflächenrauheit und Werkzeugverschleiß381
3.5.1.12 Arbeitsgenauigkeit und Qualitätssicherung381
3.5.1.12.1 Arbeitsgenauigkeit381
3.5.1.12.2 Qualitätssicherung383
3.5.1.13 Festlegen der Fertigungsfolge384
3.5.1.14 Werkzeuge386
3.5.1.14.1 Werkzeuggestaltung388
3.5.1.14.2 Auslegung von Fließpresswerkzeugen395
3.5.1.14.3 Werkzeugwerkstoffe399
3.5.1.14.4 Schließvorrichtungen402
3.5.1.15 Maschinen zum Fließpressen403
3.5.1.15.1 Hydraulische Pressen404
3.5.1.15.2 Mechanische Pressen405
3.5.1.15.3 Ein- und Mehrstufenpressen407
3.5.1.16 Wirtschaftlichkeit410
3.5.2Verjüngen419
3.5.2.1 Allgemeines419
3.5.2.2 Verfahren des Verjüngens419
3.5.2.3 Grundlagen des Verjüngens420
3.5.2.4 Werkzeuge und Maschinen zum Verjüngen422
3.5.3Strangpressen424
3.5.3.1Einleitung424
3.5.3.2Strangpressverfahren425
3.5.3.2.1 Allgemeines425
3.5.3.2.2 Direktes Strangpressen426
3.5.3.2.3 Indirektes Strangpressen427
3.5.3.2.4 Hydrostatisches Strangpressen428
3.5.3.3Kraftverlauf und Leistungsbilanz429
3.5.3.4Werkstofffluss beim Strangpressen433
3.5.3.4.1 Fließtypen beim Strangpressen433
3.5.3.4.2 Analyse des Werkstoffflusses beim Strangpressen434
3.5.3.5Werkstoffe436
3.5.3.5.1 Aluminium436
3.5.3.5.2 Magnesium446
3.5.3.5.3 Kupfer447
3.5.3.5.4 Stahl448
3.5.3.6Werkzeuge und Anlagen450
4 Zugdruckumformen464
4.1Durchziehen466
4.1.1Gleitziehen466
4.1.1.1Verfahrensvarianten466
4.1.1.2Berechnungsgrundlagen467
4.1.1.3Anwendungsaspekte469
4.1.2Walzziehen473
4.1.3Werkzeugloses Ziehen473
4.2Tiefziehen475
4.2.1Verfahrensübersicht475
4.2.2Tiefziehen im Erstzug476
4.2.2.1Verfahrensbeschreibung476
4.2.2.2Spannungen476
4.2.2.3Ziehverhältnis, Grenzziehverhältnis477
4.2.2.4Ziehspalt, Bauteilwanddicke479
4.2.2.5Kräfte, Arbeitsbedarf für das Tiefziehen479
4.2.2.6Anisotropiekennwerte von Blechwerkstoffen482
4.2.2.7Versagensarten, Versagensgrenzen484
4.2.2.8Tiefziehen ohne Blechhalter487
4.2.2.9Grenzformänderungsdiagramm487
4.2.3Tiefziehen im Weiterzug490
4.2.3.1Verfahrensbeschreibung Weiterzug490
4.2.3.2Auslegung, Stadienpläne für mehrstufige Tiefziehprozesse491
4.2.3.3Zuschnittsermittlung/.Form und Größe der Platine493
4.2.4Stülpziehen494
4.2.5Das Tiefziehen von nicht-rotationssymmetrischen Werkstücken495
4.2.5.1Spannungsverhältnisse im Werkstück495
4.2.5.2Platinenform496
4.2.5.3Reibung zwischen Platine und Ziehrahmen497
4.2.5.4Schmierstoffe für das Tiefziehen497
4.2.5.5Ziehsicken und Ziehwulste499
4.2.5.6Tuschieren501
4.2.5.7Konstruktive Gestaltung der Blechhalter503
4.2.5.8Qualität von Blechformteilen505
4.2.6Hydroumformung510
4.2.6.1Verfahrensübersicht510
4.2.6.2Hydraulisches Tiefen511
4.2.6.3Hydromechanisches Tiefziehen513
4.2.6.4Hochdruckblechumformung (HBU)517
4.2.6.5Umformen mit Membran519
4.2.6.6Doppelblechumformung520
4.2.6.7Pressen für die Hydroumformung523
4.2.7Warmumformung borlegierter Blechwerkstoffe (Presshärten)527
4.2.7.1Einsatzgebiete527
4.2.7.2Verfahrensbeschreibung527
4.2.7.3Blechwerkstoffe für das Presshärten529
4.2.7.4Temperaturführung530
4.2.7.5Die konstruktive Gestaltung von Umformwerkzeugen für das Presshärten531
4.2.7.6Vor- und Nachteile der Warmumformung532
4.2.8Werkzeuge für die Blechumformung532
4.2.8.1Werkzeugarten532
4.2.8.2Entwicklung und Konstruktion von Folgeverbundwerkzeugen535
4.2.8.3Entwicklung und Konstruktion von Einzelwerkzeugen für den Karosseriebau535
4.2.8.4Rückfederung541
4.2.8.5Prototypwerkzeuge543
4.2.8.6Werkzeugwerkstoffe für Serienwerkzeuge544
4.2.8.7Oberflächenbehandlung547
4.2.8.8Beschichtung von Werkzeugen bzw. Einsätzen547
4.2.9Werkzeugmaschinen zum Tiefziehen549
4.3Kragenziehen559
4.3.1Einführung559
4.3.2Verfahrensprinzip560
4.3.3Theoretische Grundlagen561
4.3.4Verfahrensprinzip des Kragenziehens bei Rohren565
4.4Drücken567
4.4.1Einführung567
4.4.2Verfahrensprinzip567
4.4.3Anwendungsbeispiele569
4.5Knickbauchen571
4.5.1Einführung571
4.5.2Verfahrensprinzip571
4.5.3Anwendungsbeispiele572
4.6Innenhochdruck – Umformen (IHU)572
4.6.1Innenhochdruck-Verfahren572
4.6.2Innenhochdruck-Umformen573
4.6.2.1Verfahrensablauf beim Innenhochdruck-Umformen573
4.6.2.2Phasen beim Innenhochdruck-Umformprozess574
4.6.2.3Arbeitsdiagramm574
4.6.2.4Versagen durch Bersten575
4.6.2.5Auslegung von IHU-Prozessen576
4.6.2.6IHU-Werkzeuge579
4.6.2.7IHU-Anlagen579
4.6.2.8Bauteile580
4.6.3Innenhochdruck-Trennen581
4.6.4Innenhochdruck-Fügen581
4.6.5Verfahrenserweiterungen582
5 Zugumformen584
5.1Längen586
5.1.1Strecken586
5.1.2Streckrichten586
5.2Weiten588
5.2.1Weiten mit Werkzeugen588
5.2.2Weiten mit Wirkmedien590
5.2.2.1Weiten bei kraftgebundener Wirkung590
5.2.2.2Weiten bei energiegebundener Wirkung591
5.2.3 Weiten mit Wirkenergie592
5.3Tiefen593
5.3.1Streckziehen593
5.3.2Hohlprägen mit starren Werkzeugen597
5.3.3Hohlprägen mit nachgiebigen Werkzeugen597
5.3.4Tiefen mit Wirkmedien599
5.3.4.1Tiefen bei kraftgebundener Wirkung599
5.3.4.2Tiefen mittels Wirkmedien bei energiegebundener Wirkung599
5.3.5Tiefen mit Wirkenergie600
6 Biegeumformen602
6.1Einleitung604
6.2Grundlagen des Biegens anhand der elementaren Biegetheorie607
6.2.1Annahmen der elementaren Biegetheorie607
6.2.2Berechnung der Dehnungen, Spannungen und Biegemomente609
6.2.3Berechnung der Rückfederung610
6.2.4Einfluss- und Störgrößen613
6.3Blechbiegen614
6.3.1Frei- und Gesenkbiegen615
6.3.2Schwenkbiegen620
6.3.3Walzrunden622
6.3.4Walzprofilieren625
6.4Rohr- und Profilbiegen626
6.4.1Anwendungsgebiete von gebogenen Profilen626
6.4.2Einflussparameter beim Rohr- und Profilbiegen626
6.4.3Fertigungsfehler und Versagensfälle beim Profilbiegen628
6.4.4Klassifizierung der Rohr- und Profilbiegeverfahren629
6.4.5Formgebundene Profilbiegeverfahren631
6.4.6Profilbiegeverfahren mit kinema­tischer Definition der Biegekontur633
7 Schubumformen638
7.1Einleitung640
7.2Verschieben640
7.3Verdrehen643
8 Mikroumformen646
8.1Einordung und Grundlagen648
8.1.1Definitionen und Abgrenzung648
8.1.2Kategorien von Größeneffekten650
8.1.3Größeneffekte bei der Festigkeit653
8.1.4Größeneffekt bei der Tribologie655
8.1.5Größeneffekt beim Formänderungsverhalten657
8.2Mikro-Massivumformung659
8.2.1Stoffanhäufen659
8.2.2Fließpressen660
8.2.3Stoffverdrängen661
8.3Mikro-Blechumformung662
8.3.1Biegen662
8.3.2Streckziehen663
8.3.3Tiefziehen663
9 Sonderverfahren668
Überblick zu Kapitel 9670
9.1Umformen mit speziellen physikalischen Effekten670
9.1.1Hochgeschwindigkeits-umformung670
9.1.1.1Verfahrensbeschreibung670
9.1.1.2Vor- und Nachteile671
9.1.1.3Anwendungsbeispiele672
9.1.1.4Anlagentechnik674
9.1.2Umformung mit lokalem Wärmeeintrag677
9.1.2.1Wärmeeintrag mit Laser677
9.1.2.2Wärmeeintrag durch Reibung (Reib-Drücken)679
9.1.3Umformen mit Schwingungsüberlagerung680
9.2Hochflexible Umformverfahren683
9.2.1Grundlagen683
9.2.2Blechumformung684
9.2.2.1Inkrementelle Blechumformung684
9.2.2.2Flexibles Biegen687
9.2.2.2.1 Verfahrensprinzip687
9.2.2.2.2 Verfahrensbeschreibung687
9.2.2.2.3 Anlagentechnik688
9.2.3Massivumformung690
9.2.3.1Taumelpressen, Axialgesenkwalzen690
9.2.3.2Rundkneten693
9.2.3.3Bohrungsdrücken696
9.2.3.4Profilwalzen701
9.2.3.4.1 Verfahrensübersicht701
9.2.3.4.2 Verfahrensbeschreibung702
9.2.3.4.3 Theoretische Grundlagen704
9.2.3.4.4 Anwendung706
9.2.3.4.5 Anlagentechnik706
10 Zerteilen708
10.1Allgemeines und Verfahrensübersicht710
10.2Normalschneiden (Einfaches Scherschneiden)712
10.2.1Verfahrensablauf712
10.2.2Schnittflächenkenngrößen714
10.2.3Schneidkraft und Schneidarbeit716
10.2.3.1 Schneidkraftberechnung716
10.2.3.2 Einflussgrößen auf die Schneidkraft717
10.2.3.3 Schneidkraft-Weg-Verlauf718
10.2.4Verschleiß720
10.2.5Werkzeuge zum Normalschneiden723
10.2.6Sonderverfahren726
10.2.6.1 Knabberschneiden (Nibbeln)726
10.2.6.2 Rotationsschneiden726
10.2.7.3 Mechanisches Hochgeschwindig-keitsscherschneiden (HGSS)728
10.2.6.4 Impulsmagnetschneiden728
10.3Präzisionsschneid-verfahren730
10.3.1Feinschneiden730
10.3.1.1 Grundlagen des Feinschneidens731
10.3.1.2 Verfahrensablauf731
10.3.1.3 Schnittflächenqualitäten732
10.3.1.4 Verfahrensmerkmale733
10.3.1.5 Berechnung der Kräfte735
10.3.1.6 Schnittteilgestaltung und Bauteilwerkstoffe736
10.3.1.7 Werkzeuge zum Feinschneiden738
10.3.1.8 Angepasste/Adaptierte Verfahren741
10.3.2.Nachschneiden743
10.3.2.1 Verfahrensablauf744
10.3.2.2 Verfahrensmerkmale und Schnittflächenqualitäten745
10.3.2.3 Bauteilwerkstoffe748
10.3.2.4 Berechnung der Kräfte und Pressentechnik748
10.3.3Fließlochen/Fließausschneiden749
10.3.3.1 Verfahrensablauf und -merkmale749
10.3.3.2 Pressentechnik751
10.3.4Konterschneiden751
10.3.4.1 Verfahrensablauf und -merkmale751
10.3.4.2 Schnittflächenqualität753
10.3.5Stauchschneiden754
10.3.5.1 Verfahrensablauf754
10.3.5.2 Werkstoffe und Schnittflächenqualität755
10.3.6Schneiden mit negativem Schneidspalt756
10.4 Maschinen zum Zerteilen757
11 Werkzeuge der Umformtechnik762
11.1Die Branche Werkzeugbau764
11.2Werkzeugarten764
11.2.1Einteilung nach Verfahren765
11.2.1.1 Ziehen765
11.2.1.2 Beschneiden765
11.2.1.3 Nachformen/Weiterformen766
11.2.2Einteilung nach Einsatzart767
11.2.2.1 Prototypenwerkzeuge767
11.2.2.2 Versuchswerkzeuge768
11.2.2.3 Großserienwerkzeuge768
11.2.2.4 Kleinserienwerkzeuge769
11.3Werkzeuganfertigung769
11.3.1Designanalyse769
11.3.2Machbarkeit770
11.3.3Methodenplanung771
11.3.3.1 Fertigungsfolgen771
11.3.3.2 Umformsimulation772
11.3.3.3 Fräsfertige 3D-Methodeund Wirkflächenerstellung773
11.3.4Konstruktion774
11.3.4.1 Konstruktionsphasen774
11.3.4.2 Standards775
11.3.4.3 Arbeitsvorbereitung776
11.3.5Gießmodell/Guss776
11.3.6Mechanische Bearbeitung777
11.3.6.1 Programmerstellung778
11.3.6.2 Grundbearbeitung778
11.3.6.3 Formbearbeitung778
11.3.6.4 Bearbeitungsstrategien779
11.3.7Werkzeugaufbau/-montage780
11.3.7.1 Inbetriebnahme, Einarbeitsprozess780
11.3.7.2 Qualitätsprozess781
11.3.8Serienbetrieb783
11.4Spezialwerkzeuge783
11.4.1Werkzeuge zumUmformen von Aluminium783
11.4.2Werkzeuge zum Presshärten784
Stichwortverzeichnis786

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