Vorwort | 5 |
Mitarbeiter | 6 |
Inhalt | 7 |
1 Einleitung | 12 |
1.1 Entwicklung und wirtschaftliche Bedeutung der Umformtechnik | 12 |
1.1.1 Historische Entwicklung der Umformtechnik | 12 |
1.1.2 Gründung umformtechnischer Institute in Deutschland | 14 |
1.1.3 Wirtschaftliche Bedeutung der Umformtechnik | 16 |
1.1.4 Definitionen der Umformtechnik | 18 |
1.2 Einteilung der Umformverfahren | 19 |
1.2.1 Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN | 19 |
1.2.2 Einteilung der Umformverfahren nach DIN 8582 | 22 |
Literatur zu Kapitel 1 | 24 |
2 Grundlagen der Umformtechnik | 25 |
2.1 Werkstoffverhalten | 25 |
2.1.1 Werkstoffkundliche Aspekte | 25 |
2.1.2 Metallkundliche Grundlagen | 47 |
2.2 Bezogene und logarithmische Formänderung | 67 |
2.3 Umformgeschwindigkeit | 75 |
2.4 Fließkurven und Aufnahmeverfahren | 76 |
2.4.1 Klassischer Zugversuch | 80 |
2.4.2 Zugversuch nach Siebel | 82 |
2.4.3 Auswertung der Breiteneinschnürung bei einer Flachzugprobe | 84 |
2.4.4 Zugversuch nach Reihle | 89 |
2.4.5 Zugversuch an vorgewalzten Blechproben | 95 |
2.4.6 Hydraulische Tiefung | 96 |
2.4.7 Zylinderstauchversuch | 100 |
2.4.8 Kegelstauchversuch | 101 |
2.4.9 Einfluss von Temperatur und Umformgeschwindigkeit auf die Fließspannung | 102 |
2.5 Einführung in die Berechnung umformtechnischer Prozesse | 107 |
2.5.1 Gemeinsame Grundlagen der Elastizitäts-und Plastizitätsrechnung | 108 |
2.5.2 Elastizitätsrechnung | 137 |
2.5.3 Plastizitätsrechnung | 158 |
2.5.4 Umformkraft und Umformarbeit | 185 |
2.5.5 Berechnungsverfahren der Plastizitätsrechnung | 197 |
2.6 Einfluss der Reibung auf den Umformprozess | 233 |
2.6.1 Reibungszustände | 235 |
2.6.2 Oberflächenkenngrößen für Werkzeuge | 238 |
2.6.3 Mathematische Beschreibung der Reibung | 244 |
2.6.4 Experimentelle Ermittlung des Reibwerts | 252 |
Literatur zu Kapitel 2 | 264 |
3 Blechumformung | 268 |
3.1 Verfahren der Blechumformung | 268 |
3.2 Tiefziehen im Anschlag | 271 |
3.2.1 Spannungen beim Tiefziehen | 274 |
3.2.2 Formänderungen im Flanschbereich | 276 |
3.2.3 Kräfte beim Tiefziehen | 279 |
3.2.4 Krafteinleitung beim Tiefziehen | 289 |
3.2.5 Verlauf der örtlichen Formänderungen | 296 |
3.2.6 Berücksichtigung des Anstiegs der Kaltverfestigung im Ziehteilflansch | 297 |
3.2.7 Einfluss Fließkurvenlage auf das Grenzziehverhältnis | 299 |
3.2.8 Versagensarten | 301 |
3.2.9 Einflussgrößen auf das Tiefziehergebnis | 301 |
3.2.10 Ermittlung des Arbeitsbereichs (Gutteilfenster) | 302 |
3.3 Tiefziehen im Weiterschlag | 305 |
3.4 Blechprüfverfahren | 305 |
3.4.1 Näpfchenprüfung nach Swift | 306 |
3.4.2 Ermittlung des Grenzziehverhältnisses nach Schmidt | 307 |
3.4.3 Ziehverhältnis nach Dutschke für nichtrotatorische Geometrien | 308 |
3.4.4 Erichsen-Prüfung nach ISO20482 | 308 |
3.4.5 Engelhardt-Test | 309 |
3.4.6 Zugversuch nach EN10002 und EN10130 | 311 |
3.4.7 Kreuzzugversuch | 317 |
3.4.8 Ermittlung von Grenzformänderungskurven | 320 |
3.5 Ermittlung von lokalen Formänderungen | 325 |
3.6 Werkzeugtechnik für das Tiefziehen | 331 |
3.6.1 Aufbau von Tiefziehwerkzeugen | 331 |
3.6.2 Betätigungsarten des Niederhalters | 341 |
3.6.3 Niederhaltersysteme | 350 |
3.7 Wirkmedienbasierte Umformung | 358 |
3.7.1 Hydromechanisches Tiefziehen | 359 |
3.7.2 Beheiztes hydromechanisches Tiefziehen | 363 |
3.7.3 Hochdruckblechumformung (HBU) | 365 |
3.7.4 Fluidzell-Umformung | 366 |
3.7.5 Innenhochdruck-Umformung (IHU) | 367 |
3.8 Tiefziehen unter Temperatureinfluss | 370 |
3.8.1 Tiefziehen bei erhöhten Temperaturen | 370 |
3.8.2 Warmumformung Presshärten | 374 |
3.9 Sonderverfahren der Blechumformung | 375 |
3.10 Scherschneiden | 377 |
3.11 Biegen | 385 |
3.11.1 Biegeverfahren | 386 |
3.11.2 Richten durch Biegen | 391 |
3.12 Fügen | 393 |
3.12.1 Bördeln | 393 |
3.12.2 Falzen | 403 |
3.12.3 Clinchen | 409 |
a) | 415 |
b) | 415 |
3.12.4 Stanznieten | 417 |
3.13 Werkzeugverschleiß beim Umformen | 420 |
3.13.1 Verschleißmechanismen | 420 |
3.13.2 Maßnahmen zur Verschleißreduktion | 426 |
3.13.3 Weitere Maßnahmen zur Verschleißreduktion | 438 |
3.14 Blechwerkstoffe | 447 |
3.14.1 Stähle | 447 |
3.14.2 Aluminiumlegierungen | 453 |
3.14.3 Magnesiumlegierungen | 456 |
3.14.4 Reintitanwerkstoffe | 459 |
3.14.5 Beschichtete Bleche | 462 |
Literatur zu Kapitel 3 | 465 |
4 Massivumformung | 478 |
4.1 Einteilung der Verfahren | 478 |
4.2 Stauchen | 481 |
4.2.1 Kenngrößen beim Stauchen | 481 |
4.2.2 Spannungsverhältnisse beim Stauchen | 483 |
4.2.3 Umformarbeit | 492 |
4.2.4 Verfahrensgrenzen beim Stauchen | 494 |
4.2.5 Reibungseinfluss beim Stauchversuch | 498 |
4.3 Freiformschmieden | 499 |
4.3.1 Sattelformen | 502 |
4.3.2 Bauteilformen | 502 |
4.3.3 Vorund Nachteile des Freiformschmiedens | 503 |
4.4 Gesenkschmieden | 505 |
4.4.1 Grundlagen des Gesenkschmiedens | 506 |
4.4.2 Verfahrensablauf | 535 |
4.4.3 Werkzeugtechnik | 575 |
4.4.4 Verschleiß von Schmiedegesenken | 584 |
4.4.5 Warmarbeitsstähle für den Gesenkbau | 622 |
4.4.6 Schmiedestähle | 628 |
4.4.7 Einfluss der Umformmaschine auf den Schmiedeprozess | 630 |
4.4.8 Vorund Nachteile des Gesenkschmiedens | 631 |
4.5 Fließpressen | 632 |
4.5.1 Verfahren mit Beispielbauteilen | 632 |
4.5.2 Voll-Vorwärts-Fließpressen | 636 |
4.5.3 Hohl-Vorwärts-Fließpressen | 649 |
4.5.4 Napf-Rückwärts-Fließpressen | 653 |
4.5.5 Verfahrensablauf beim Fließpressen | 658 |
4.5.6 Verfahrenstypische Eigenschaften des Kaltfließpressens | 667 |
4.6 Strangpressen | 668 |
4.6.1 Strangpressprofile – Auswahl herstellbarer Formen | 669 |
4.7 Massivumformung von Leichtmetallen | 671 |
4.7.1 Schmieden von Aluminiumlegierungen | 671 |
4.7.2 Schmieden von Magnesiumlegierungen | 684 |
4.8 Thixoschmieden als Sonderverfahren der Massivumformung | 689 |
4.8.1 Unterteilung der Umformverfahren im thixotropen Zustand | 690 |
4.8.2 Definition Thixotropie (rheologische Grundlagen) | 692 |
4.8.3 Besondere Anforderungen an den Werkstoff | 693 |
4.8.4 Verfahrensanforderungen | 694 |
4.8.5 Mögliche Bauteilfehler | 700 |
4.8.6 Vorteile des Thixoschmiedens | 703 |
4.9 Pulverschmieden | 704 |
4.9.1 Herstellung von Rohteilen aus metallischen Pulvern | 704 |
4.9.2 Verfahrensablauf beim Pulverschmieden | 708 |
Literatur zu Kapitel 4 | 711 |
5 Umformmaschinen | 721 |
5.1 Einteilung der Umformmaschinen | 721 |
5.2 Arbeitsgebundene Umformmaschinen | 727 |
5.2.1 Schmiedehämmer | 727 |
5.2.2 Spindelpressen | 738 |
5.3 Weggebundene Umformmaschinen | 753 |
5.3.1 Funktionsprinzip weggebundener Umformmaschinen | 753 |
5.3.2 Bauarten weggebundener Umformmaschinen | 753 |
5.3.3 Baugruppen von weggebundenen Pressen | 763 |
5.3.4 Arbeitsvermögen der weggebundenen Umformmaschine | 821 |
5.4 Kraftgebundene Umformmaschinen (Hydraulische Pressen) | 831 |
5.4.1 Funktionsprinzip kraftgebundener Umformmaschinen | 832 |
5.4.2 Baugruppen von kraftgebundenen Umformmaschinen | 835 |
5.4.3 Bewertung von kraftgebundenen Pressen | 844 |
5.5 Industrieller Einsatz von Umformmaschinen | 846 |
5.5.1 Pressensysteme in der Karosseriefertigung | 846 |
5.5.2 Schnellläuferpressen/Stanzautomaten | 858 |
5.5.3 Weggebundene Schmiedepressen | 869 |
5.5.4 Pressen für die Kaltumformung | 873 |
5.5.5 Einarbeitungspressen | 879 |
5.6 Genauigkeitskenngrößen von Umformmaschinen | 883 |
5.6.1 Geometrische Genauigkeit der unbelasteten Maschine | 883 |
5.6.2 Elastische Nachgiebigkeiten der belasteten Maschine | 884 |
5.6.3 Messaufbau zur Bestimmung der Genauigkeit unter Last | 895 |
5.6.4 Anteile der Baugruppen an der Maschinengenauigkeit | 900 |
5.6.5 Auswirkung der Maschinenund Werkzeugsteifigkeit | 902 |
5.6.6 Verlagerungsverläufe (Beispiele) | 906 |
Literatur zu Kapitel 5 | 911 |
Sachverzeichnis | 914 |