Description
Der verstndlich aufbereitete Stoff behandelt Fliekurven und Flieortkurven, die Ermittlung von Verfahrenswerten durch Messen, die Grundlagen der Werkzeugmaschinen zum Umformen sowie die Arbeitsgenauigkeit. Die Informationen sind ausfhrlich genug fr die selbstndige Lsung nicht zu spezieller Probleme. Umfassende Literaturangaben erleichtern die Einarbeitung in Spezialgebiete. 0 Allgemeine Begriffe, Formelzeichen und Einheiten in der Uniform technik.- 1 Einfhrung.- 1.0 Begriffe, Allgemeines.- 1.1 Technisch-wirtschaftliche Bedeutung der Umformtechnik.- 1.2 bersicht ber die Verfahren der Umformtechnik.- 1.3 Massivumformung – Blechumformung.- 1.4 Systematische Betrachtung von Umformvorgngen.- Literatur zu Kapitel 1.- 2 Metallkundliche Grundlagen.- 2.0 Einleitung.- 2.1 Kristallstruktur und Gefge der Metalle.- 2.2 Elastische und plastische Formnderungen an Einkristallen bzw. Idealkristallen.- 2.2.1 Elastische Formnderungen.- 2.2.2 Plastische Formnderungen.- 2.2.2.1 Gleitung.- 2.2.2.2 Zwillingsbildung.- 2.2.3 Theoretische Schubfestigkeit.- 2.3 Gitterfehler.- 2.3.1 Arten von Gitterfehlern.- 2.3.2 Versetzungen.- 2.3.2.1 Arten von Versetzungen.- 2.3.2.2 Burgers-Umlauf, Burgers-Vektor.- 2.3.2.3 Teilversetzung, Stapelfehler.- 2.3.3 Andere Gitterfehler.- 2.3.3.1 Nulldimensionale Gitterfehler.- 2.3.3.2 Zweidimensionale Gitterfehler.- 2.4 Versetzungen und Werkstoffeigenschaften.- 2.4.1 Plastische Formnderungen durch Versetzungsbewegung.- 2.4.2 Erzeugung von Versetzungen, Versetzungsquellen.- 2.4.2.1 Frank-Read-Quelle.- 2.4.3 Quergleitung von Schraubenversetzungen.- 2.4.4 Klettern von Stufenversetzungen.- 2.4.5 Verfestigung.- 2.4.5.1 Ursachen der Verfestigung.- 2.5 Wechselwirkung von Versetzungen mit Fremdatomen und Teilchen.- 2.5.1 Mischkristallbildung.- 2.5.2 Obere und untere Streckgrenze, Reckalterung, Blaubrchigkeit.- 2.5.3 Aushrtung, Dispersionshrtung.- 2.5.4 Martensitbildung, Stahlhrtung.- 2.6 Thermische aktivierte Vorgange.- 2.6.1 bersicht.- 2.6.2 Kristallerholung.- 2.6.3 Rekristallisation und Kornvergrerung.- 2.6.3.1 Primre Rekristallisation.- 2.6.3.2 Sekundre Rekristallisation, Kornvergrerung.- 2.6.4 Statische und dynamische Gefgenderungen bei der Warmumformung.- 2.6.4.1 Einleitung.- 2.6.4.2 Dynamische Erholung.- 2.6.4.3 Dynamische Rekristallisation.- 2.7 Anisotropie.- 2.7.1 Kristallanisotropie und Gefgeanisotropie.- 2.7.2 Elastische und plastische Anisotropie.- 2.8 Bruchvorgnge bei Metallen.- 2.8.1 Bedeutung der Bruchvorgnge.- 2.8.2 Der sprde Bruch.- 2.8.2.1 Theoretische Festigkeit.- 2.8.2.2 Theorie von Griffith.- 2.8.2.3 Ribildung.- 2.8.2.4 Korngrenzeneinflu.- 2.8.2.5 Einflu des Spannungszustands.- 2.8.3 Der duktile Bruch.- Literatur zu Kapitel 2.- 3 Fliekurven, Flieortkurven und Formnderungsvermgen.- 3.0 Einleitung.- 3.1 Definition der Fliekurve.- 3.2 Fliekurven von Einkristallen.- 3.3 Fliekurven vielkristalliner Metalle.- 3.3.1 Korngrenzeneinflu.- 3.3.2 Fliekurven bei Raumtemperatur.- 3.3.3 Einflu von Temperatur und Umformgeschwindigkeit.- 3.4 Aufnahme von Fliekurven.- 3.4.1 Zugversuch.- 3.4.1.1 Zugversuch nach DIN 50 145.- 3.4.1.2 Verfahren nach Siebel und Schwaigerer.- 3.4.1.3 Zugversuch nach Reihle.- 3.4.2 Stauchversuch.- 3.4.2.1 Grundbegriffe.- 3.4.2.2 Einflu der Reibung.- 3.4.2.3 Kontinuierlicher und diskontinuierlicher Stauchversuch.- 3.4.2.4 Zylinderstauchversuch nach Rastegaev.- 3.4.2.5 Einflu der Umformgeschwindigkeit und der Temperatur.- 3.4.2.6 Flachstauchversuch.- 3.4.3 Verdrehversuch.- 3.4.3.1 Grundbegriffe.- 3.4.3.2 Berechnung der Fliekurve aus den Medaten.- 3.4.3.3 Auswirkung des Fliekriteriums.- 3.4.3.4 Das Hauptergebnis des Torsionsversuchs.- 3.4.3.5 Erzielen extrem hoher Umformgeschwindigkeiten.- 3.4.3.6 Bercksichtigung der Kerbwirkung.- 3.4.3.7 Abwandlungen des Torsionsversuchs.- 3.4.3.8 Fehler beim Torsionsversuch.- 3.4.4 Ermittlung der Fliekurven von Blechwerkstoffen.- 3.4.4.1 Flachzugversuch.- 3.4.4.2 Flachstauchversuch.- 3.4.4.3 Hydraulischer Tiefungsversuch.- 3.5 Vergleich der Verfahren.- 3.6 Fliekurven wichtiger Werkstoffe.- 3.6.1 Kaltfliekurven.- 3.6.2 Warmfliekurven.- 3.6.3 Vorhersage der Fliekurven von Einsatz- und Vergtungssthlen aus der chemischen Analyse und dem Gefgezustand.- 3.7 Fliekurven und Flieortkurven.- 3.7.1 Aufnahme von Flieortkurven.- 3.7.1.1 Definierte Spannungszustnde.- 3.7.1.2 Ebener Formnderungsversuch.- 3.7.1.3 Texturanalyse.- 3.7.1.4 Knoop-Hrtemessung.- 3.7.2 Vergleich der Verfahren.- 3.8 Formnderungsvermgen und Grenzformnderung.- 3.8.1 Formnderungsvermgen.- 3.8.2 Der Begriff “Zhigkeit” oder “Duktilitt”.- 3.8.3 Grenzformnderung.- Literatur zu Kapitel 3.- 4 Plastizittstheoretische Grundlagen.- 4.0 Einleitung.- 4.1 Grundlagen der elementaren Plastizittstheorie.- 4.1.1 Plastizitt, Fliegrenze, Verfestigung.- 4.1.2 Bewegungszustand.- 4.1.3 Formnderungen und Formnderungsgeschwindigkeiten.- 4.1.3.1 Dehnungen.- 4.1.3.2 Schiebungen.- 4.1.4 Homogene Umformung, Umformgrad.- 4.1.5 Fliebedingung und Stoffgesetz.- 4.1.6 Formnderungsvermgen.- 4.1.7 Umformleistung und Umformarbeit.- 4.1.8 Vergleichsumformgrad und Vergleichsumformgeschwindigkeit.- 4.1.9 Lsungsverfahren der elementaren Plastizittstheorie.- 4.1.9.1 Streifentheorie.- 4.1.9.2 Axialsymmetrische Umformung.- 4.1.9.3 Beispiele.- 4.2 Grundlagen und Anwendungen der v. Misesschen Plastizittstheorie.- 4.2.1 Werkstoffmodelle.- 4.2.2 Spannungszustand und Spannungsverteilung.- 4.2.2.1 Spannungsverteilung und Gleichgewichtsbedingungen.- 4.2.2.2 Transformation des Spannungszustands, Spannungstensor.- 4.2.2.3 Hauptachsen und Invarianten.- 4.2.2.4 Deviator des Spannungszustands und Fliebedingung.- 4.2.3 Bewegungszustand.- 4.2.3.1 Kontinuittsgleichung.- 4.2.3.2 Formnderungsgeschwindigkeiten.- 4.2.4 Stoffgesetz.- 4.2.5 Sonderflle des Spannungs- und Formnderungszustands.- 4.2.5.1 Ebener Formnderungszustand.- 4.2.5.2 Vorgange mit axialer Symmetrie.- 4.2.6 Abgekrzte Schreibweise fr kartesische Tensoren.- 4.2.7 Umformleistung.- 4.2.8 Zusammenhang zwischen Fliebedingung und Stoffgesetz; Druckersches Postulat.- 4.2.9 Extremalprinzipien der v. Misesschen Theorie.- 4.3 Lsungsverfahren.- 4.3.1 Strenge Lsungen.- 4.3.2 Gleitlinientheorie.- 4.3.3 Schrankenverfahren.- 4.3.4 Fehlerabgleichmethoden.- 4.3.5 Auswertung von im Versuch ermittelten Geschwindigkeitsfeldern (“Visioplasticity”).- 4.3.6 Finite-Elemente-Methode (FEM).- 4.3.6.1 Elastisches Werkstoffmodell.- 4.3.6.2 Elastisch-plastisches Werkstoffmodell.- 4.3.6.3 Starrplastisches Werkstoffmodell.- Literatur zu Kapitel 4.- 5 Tribologische Grundlagen; Oberflchenwandlung.- 5.0 Einleitung.- 5.1 Reibung.- 5.1.1 Reibung bei plastischen Formnderungen.- 5.1.2 Folgen der Reibung.- 5.1.3 Reibpartner, Oberflcheneinflu.- 5.1.4 Mathematische Beschreibung der Reibung.- 5.1.5 Einflugren der Reibung.- 5.2 Schmierung, Oberflchenbehandlung.- 5.2.1 Aufgaben der Schmierung.- 5.2.2 Schmierungszustnde.- 5.2.2.1 Festkrperreibung.- 5.2.2.2 Grenzschmierung.- 5.2.2.3 Mischschmierung.- 5.2.2.4 Hydrodynamische Schmierung, Flssigkeitsschmierung.- 5.2.3 Trenn- und Schmierstofftrgerschichten.- 5.2.3.1 Grundlagen des Zinkphosphatierens.- 5.2.3.2 Oxalieren.- 5.2.4 Schmierstoffe.- 5.2.4.1 le und Fette.- 5.2.4.2 Wrige Suspensionen.- 5.2.4.3 Seifenschmierstoffe.- 5.2.4.4 Festschmierstoffe.- 5.2.5 Anwendung der Schmierstoffe.- 5.2.6 Schmierstoffprfung.- 5.2.6.1 Reibungsuntersuchungen in Modellversuchen.- 5.2.6.2 Reibungsuntersuchungen bei Umformverfahren.- 5.3 Verschlei.- 5.3.1 Verschleimechanismen.- 5.3.2 Mglichkeiten zur Minderung des Werkzeugverschleies.- 5.3.3 Verschleiprfung.- 5.4 Oberflchenwandlung.- 5.4.0 Begriffe.- 5.4.1 Beschreibung der Oberflchenbeschaffenheit.- 5.4.1.1 Senkrechtmae.- 5.4.1.2 Waagerechtmae.- 5.4.1.3 Aussagekraft der Oberflchenmae; abgeleitete Gren.- 5.4.2 Oberflchenwandlungen beim Kaltumformen.- 5.4.2.1 Vernderung der Oberflchenbeschaffenheit bei der freien Umformung.- 5.4.2.2 Vernderung der Oberflchenbeschaffenheit bei der gebundenen Umformung.- Literatur zu Kapitel 5.- 6 Ermittlung von Verfahrenskennwerten durch Messen.- 6.0 Einleitung.- 6.1 Verfahrenskenngren.- 6.1.1 Kraft, Weg und Arbeit.- 6.1.2 Vorgangskenngren.- 6.2 Elektrische Messung mechanischer Gren.- 6.2.1 Mewertaufnehmer.- 6.2.1.1 Wegaufnehmer.- 6.2.1.2 Geschwindigkeitsaufnehmer.- 6.2.1.3 Kraftaufnehmer.- 6.2.1.4 Druckaufnehmer.- 6.2.1.5 Beschleunigungsaufnehmer.- 6.2.1.6 Temperaturmessung.- 6.2.2 Mewertaufbereitung.- 6.2.2.1 Verstrker.- 6.2.2.2 Mebrcke.- 6.2.2.3 Elektronische Zhler.- 6.2.2.4 Analog-Digital-Umsetzer.- 6.2.3 Registriergerte.- 6.2.3.1 Registrierung ber der Zeit.- 6.2.3.2 Aufzeichnung von Mewerten ber einem weiteren Mewert.- 6.2.3.3 Digitale Registrierung und Verarbeitung von Mewerten.- 6.3 Messung der Vorgangskenngren.- 6.3.1 Visioplastizitt.- 6.3.2 Messung rtlicher Spannungen.- 6.3.3 Modelltechnik.- 6.3.3.1 Modellwerkstoffe.- 6.3.3.2 Modellverfahren.- Literatur zu Kapitel 6.- 7 Grundlagen der Werkzeugmaschinen zum Umformen.- 7.0 Einleitung (Aufgabe, Definition).- 7.1 Kenngren von Premaschinen.- 7.1.0 Arten von Kenngren.- 7.1.1 Kraft- und Energiekenngren.- 7.1.2 Zeitkenngren.- 7.1.2.1 Zeiten.- 7.1.2.2 Geschwindigkeiten.- 7.1.3 Genauigkeitskenngren.- 7.1.3.1 Genauigkeitskenngren der unbelasteten Maschine.- 7.1.3.2 Genauigkeitskenngren der belasteten Maschine.- 7.1.4 Zusammenstellung der wichtigsten Kenngren von Premaschinen.- 7.2 Arbeitgebundene Premaschinen.- 7.2.1 Hmmer.- 7.2.1.1 Bauarten von Hmmern.- 7.2.1.2 Kennwerte von Hmmern.- 7.2.1.3 Bauelemente von Hmmern.- 7.2.1.4 Steuerungen von Hmmern.- 7.2.2 Spindelpressen.- 7.2.2.1 Antriebsarten und Bewegungsvorgnge.- 7.2.2.2 Energieumsetzung und Wirkungsgrad.- 7.2.2.3 Steuerungen.- 7.2.2.4 Anwendung und Baugren von Spindelpressen.- 7.3 Kraftgebundene Premaschinen.- 7.3.0 Einleitung.- 7.3.1 Druckflssigkeiten.- 7.3.1.1 Aufgaben der Druckflssigkeiten.- 7.3.1.2 Wichtige Eigenschaften der Druckflssigkeiten.- 7.3.1.3 Schwer entflammbare Druckflssigkeiten.- 7.3.2 Antriebssysteme.- 7.3.2.1 Pressen mit Frderstromquelle (unmittelbarer Pumpenantrieb).- 7.3.2.2 Kreislufe mit Druckquelle (Speicherantrieb).- 7.3.2.3 Anwendungsgebiete von unmittelbarem Pumpenantrieb und Speicherantrieb.- 7.3.3 Kenngren hydraulischer Pressen.- 7.3.4 Bauarten hydraulischer Pressen.- 7.3.5 Bauelemente.- 7.3.5.1 Pumpen und zugehrige Regeleinrichtungen.- 7.3.5.2 Zylinder.- 7.3.5.3 Hydrospeicher.- 7.3.5.4 Ventile.- 7.3.5.5 Steuerung hydraulischer Pressen.- 7.3.6 Vor- und Nachteile hydraulischer Pressen, Einsatzgebiete.- 7.4 Weggebundene Premaschinen.- 7.4.0 Einleitung, Bauarten.- 7.4.1 Kinetisches und kinematisches Verhalten weggebundener Pressen.- 7.4.1.1 Kinetisches und kinematisches Verhalten von weggebundenen Pressen mit geradem, ungeschrnktem Schubkurbelgetriebe und unvernderlichem Gesamthub des Stels (Kurbelpressen).- 7.4.1.2 Kinetisches und kinematisches Verhalten von weggebundenen Pressen mit geradem, ungeschrnktem Schubkurbelgetriebe und vernderlichem Gesamthub des Stels (Exzenterpressen).- 7.4.1.3 Kinetisches und kinematisches Verhalten von weggebundenen Pressen mit Schubkurbel-Kniehebel-Getriebe (Kniehebelpressen).- 7.4.2 Baugruppen weggebundener Pressen.- 7.4.2.1 Gestell.- 7.4.2.2 Antrieb.- 7.5 Schutzeinrichtungen.- 7.5.1 Einrichtungen zum Schutz des arbeitenden Menschen.- 7.5.1.1 Arbeitsweise mit geringen Sicherheitsanforderungen.- 7.5.1.2 Arbeitsweise mit erhhten Sicherheitsanforderungen.- 7.5.1.3 Arbeitsweise mit hohen Sicherheitsanforderungen.- 7.5.2 Einrichtungen zum Schutz der Maschine gegen berlastung.- 7.5.2.1 Schutzeinrichtungen an weggebundenen Pressen.- 7.5.2.2 Schutzeinrichtungen an Schwungrad-Spindelpressen.- 7.6 Automatisierungsfragen.- 7.6.1 Die Gegebenheiten.- 7.6.2 Fertigungssysteme.- 7.6.3 Numerische Steuerungen fr umformende Fertigungseinrichtungen.- 7.6.3.1 Definition und Benennung der Steuerungen.- 7.6.3.2 Strukturen von Steuerungen.- 7.6.3.3 Bauarten von NC-Steuerungen.- 7.6.4 Werkstckhandhabung.- 7.6.5 Lsung der Automatisierungsaufgaben.- 7.6.5.1 Einzelmaschinen.- 7.6.5.2 Maschinenfliereihen.- 7.6.5.3 Umformmaschinen fr die Klein- und Mittelserienfertigung.- 7.6.5.4 Automatisierung und Fertigungskosten.- 7.6.5.5 Flexible Fertigungssysteme.- Literatur zu Kapitel 7.- 8 Arbeitsgenauigkeit.- 8.0 Begriffe, Allgemeines.- 8.1 Fehler.- 8.1.1 Systematische und zufllige Fehler.- 8.1.2 Werkzeugabhngige und maschinenabhngige Fehler.- 8.1.3 Fehler am Werkstck.- 8.2 Einflsse auf die Genauigkeit beim Umformen.- 8.2.1 Werkstoff.- 8.2.2 Werkzeug.- 8.2.3 Maschine.- 8.2.4 Arbeitsablauf.- 8.3 Genauigkeit einzelner Verfahren.- 8.3.1 Warmumformen, Kaltumformen.- 8.3.2 Gesenkschmieden.- 8.3.3 Maprgen.- 8.3.4 Kaltfliepressen, Kaltmassivumformen.- 8.3.5 Kombination von Warm-, Halbwarm- und Kaltumformung.- 8.3.6 Feinschneiden.- 8.3.7 Kaltwalzen von Przisionsprofilen.- 8.4 Toleranzen.- 8.4.1 Toleranzfelder.- 8.4.2 ISO-Toleranzen.- 8.5 Normen und Richtlinien fr Toleranzen an umgeformten Werkstcken.- 8.5.1 Toleranznormen fr Gesenkschmiedestcke aus Stahl (DIN 7526).- 8.5.2 Toleranzsystem fr Kaltumformteile aus Stahl.- Literatur zu Kapitel 8.
