Ü. Umformtechnik Flashcards
Fertigungsverfahren
Welcher Hauptgruppe entspricht das Umformen?
Hauptgruppe 2
Umformen meint was in Bezug auf den Zusammenhalt?
Zusammenhalt beibehalten
Umformen bewirkt was in Bezug auf die Form?
bewirkt das Ändern der Form
Definition nach DIN ?(1)?
Umformen ist das Fertigen durch ?(2)? der ?(3)? eines ?(4)?; dabei werden sowohl die Masse als auch der Zusammenhalt ?(5)?.
(1) 8580
(2) (plastisches) Ändern
(3) Form
(4) festen Körpers
(5) beibehalten
Bei der Umformtechnik werden die Verfahren entsprechend DIN ?(1)? nach der beim Umformvorgang vorliegenden ?(2)? eingeteilt
(1) 8582
(2) Hauptbeanspruchung
Wie werden die Verfahren des Umformens gemäß DIN 8582 eingeteilt? (5)
Druckumformen
Zugdruckumformen
Zugumformen
Biegeumformen
Schubumformen
Nenne Verfahren des Druckumformens! (5)
Stauchen
Walzen
Gesenkformen
Eindrücken
Durchdrücken
Nenne Verfahren des Zugdruckumformen! (5)
Durchziehen
Tiefziehen
Kragenziehen
Drücken
Knickbauchen
Nenne Verfahren des Zugumformens! (3)
Längen
Weiten
Tiefen
Nenne ein Verfahren des Biegeumformens!
Biegen mit geradliniger Werkzeugbewegung
Nenne zwei Verfahren des Schubumformens!
Verschieben
Verdrehen
Beim Tiefziehen wirken zwischen der Matrixoberseite und dem Niederhalter ?(1)? und ?(2)?
(1) radiale Zugspannungen
(2) tangentiale Druckspannungen.
Beim Biegen werden die äußeren Bereiche des Werkstücks ?(1)? und die Inneren ?(2)?.
Im Inneren befindet sich die ?(3)?.
(1) gestreckt
(2) gestaucht
(3) neutrale Faser
Man kann die Umformverfahren auch nach was einteilen?
Umformtemperatur (Warm- und Kaltumformung)
Warmumformung bedeutet, dass das Werkstück oberhalb der ?(1)? des Werkstoffes (ca. 40-50% der ?(2)?) umgeformt wird.
(1) Rekristallisationstemperatur
(2) Schmelztemperatur
Die Kaltumformung findet ?(1)? der ?(2)? des Werkstoffs statt.
(1) unterhalb
(2) Rekristallisationstemperatur
Die Umformverfahren können nicht nur nach der Hauptbeanspruchung und der Umformtemperatur unterschieden werden.
Welche weitere Unterscheidung ist möglich?
Unterscheidung zwischen Massiv- und Blechumformung
Bei der Massivumformung erfolgt ausgehend vom Rohling eine dreidimensionale Werkstoffverarbeitung bei großen ?(1)?.
(1) Querschnitts- und Wanddickenänderungen
Bsp.: Fertigung eines Keuls. Am Anfang ist der Rohling eine dicke Platte. Diese wird mittels Walzen in ein dünnes fast endloses Blech umgeformt und anschließend aufgerollt
Welche Art von Umformung?
Massivumformung
Verfahren zur ?? sind z.B. Walzen, Gesenkformen, Fließpressen, Stauchen etc.
Massivumformung
Bei der Blechumformung erfolgt ausgehend von flächigen Werkstoffen eine Erzeugung von dreidimensionalen Teilen mit annähernd ??
konstanter Wanddicke.
Bsp.: Fertigung eines Kochtopfes. Hierbei ist die Wanddicke bei Beginn fast identisch mit der nach dem Umformvorgang.
Welche Art der Umformung?
Blechumformung
Verfahren zur ?? sind Bsp.: Tiefziehen, Streckziehen, Biegen, etc.
Blechumformung
Beziehen uns in dieser Übung hauptsächlich mit der Blechumformung
Physikalische Grundlagen des Umformprozesses
Spanungszustand:
Durch den Spannungszustand werden die einzelnen Spannungen, welche unter Last an einem Bauteil vorherrschen, beschrieben.
Die Spannungen werden dabei in ?(1)?- und ?(2)? unterschieden, wobei der Grad des ?(3)? durch die Anzahl der ?(4)? bestimmt wird
(1) Normal
(2) Schubspannungen
(3) Spannungszustandes
(4) Hauptspannungen
Normalspannungen wirken parallel zur Querschnittsfläche.
Wahr/Falsch?
FALSCH
- -> senkrecht zur Querschnittsfläche
- -> parallel bei Schubspannungen
Schubspannungen wirken parallel zur Querschnittsfläche.
Wahr/Falsch?
Wahr
In komplexen Bauteilen treten meist dreiachsige Spannungszustände auf. Das heißt Hauptspannungen in x-, y- und z-Richtung.
Wahr/Falsch?
Wahr
Beim Umformen gilt das Gesetz der?
Volumenkonstanz!
Bei der plastischen Deformation eines Körpers erfolgen im Kristallgitter ?(1)? der Gitterabstände oder ein Umklappen von Gitterflächen in eine spiegelbildliche Anordnung, aber nicht eine Änderung der ?(2)? selber. Folglich verändert sich die ?(3)? eines Werkstoffes nicht!
(1) Verschiebungen
(2) Gitterabstände
(3) Dichte
Zu Volumenänderungen kommt es beim Umformen nur wenn sich Lunker oder Gasblasen bilden.
Wahr/Falsch?
Wahr
Beim Umformen kommt es zu keiner Änderung der/des…: ?? (4)
Gitterabstände
Dichte des Werkstoffes
Werkstückmasse
Werkstückvolumens
Werkstoffabhängiges Spannungs-Dehnungs-Verhalten
–> siehe Folie 7!!!
…
Darstellung eines duktilen Werkstoffs ohne ausgeprägte Streckgrenze, das heißt mit?
kontinuierlichen Übergang von elastischer und plastischer Verformung
(Bsp. reines Aluminium oder Nickellegierungen)
Das ?? beschreibt eine räumlich Anordnung und Orientierung. Also eine Textur mit unterschiedlichen Körnern.
Gefüge
Die Ausrichtung des Gefüges kann durch den Bearbeitungsprozess beeinflusst werden bspw. durch die Walzrichtung bei der Blechherstellung. Ein Blech kann je nach Bearbeitungsrichtung gewisse Formänderungen erreichen.
(Nur lesen)
…
Das ?? besteht aus vielen Körnern, welche durch Korngrenzen voneinander getrennt sind.
Gefüge
Ein Korn besteht aus ?(1)?. Dies ist eine räumliche und dreidimensionale Anordnung von ?(2)? .
(1) Kristallgittern
(2) Elementarzellen
Nenne Typen von Elementarzellen! (3)
kubisch flächenzentriert
kubisch raumzentriert
hexagonal dichteste Kugelpackung
–> siehe FOLIE 8!!!!!!!!!!!!
Welche Elementarzellen weisen sehr gute Verformungseigenschaften auf?
kubisch flächenzentrierte Elementarzellen
Welche Elementarzellen haben die schlechtesten Verformungseigenschaften?
hexagonal dichteste Kugelpackungen
Elementarzellen weisen alle unterschiedliche Abstände der Atome auf. Durch die unterschiedlichen Abstände der Atome im Kristallgitter sind die Eigenschaften des Werkstoffes ?(1)?, d.h. man hat eine ?(2)? vorliegen.
(1) richtungsabhängig
(2) Anisotropie
Die Anisotropie ist bei welcher Elementarzelle am stärksten ausgeprägt?
hexagonal dichteste Kugelpackung
Die Anisotropie ist bei welcher Elementarzelle am wenigsten ausgeprägt.
kubisch flächenzentriert
kubisch raumzentriert zwischen hexagonal dichteste Kugelpackung und kubisch flächenzentriert
Mittels ?? wird in der Kristallmechanik die Verformung mit Metallen durch Versetzungsbewegungen beschrieben.
Gleitebenen oder Gleitrichtungen
Als Gleitebenen werden nur Flächen gezählt, die?
unabhängig voneinander aktiviert werden können und somit nicht parallel zueinander liege.
Bei der plastischen Verformung werden jeweils die Versetzungen bewegt, in deren Gleitsystem die ??herrscht.
maximale Schubspannung
Bei Zugbeanspruchung entsteht unter ??° maximale Schubspannung. Hier bilden sich die Gleitlinien bzw. Gleitebenen aus.
45
Unter dem Mikroskop kann man die Gleitstufen beobachten. Da sich mit der Bildung der Gleitstufen auch das Reflexionsverhalten ändert, äußert sich dies in einer matt werdenden Oberfläche an der entsprechenden Verformungsstelle. Dies ist auch der Grund warum die Biegestelle bei polierten Rohren oft matt erscheint, solange diese nicht nachpoliert werden.
(Nur lesen)
…
Je mehr Gleitsysteme eine Werkstoff hat desto besser ist er umformbar.
Wahr/Falsch?
WAHR
Wie viele Gleitsysteme weisen…
1) kubisch flächenzentrierte Elementarzellen auf?
2) kubisch raumzentrierte …?
3) hexagonal dichteste Kugelpackungen?
1) 12
2) 12
3) 3
Warum sind kubisch flächenzentrierte Kristallstrukturen besser umformbar als kubisch raumzentrierte Kristallstrukturen, obwohl sie die gleiche Anzahl an Gleitsystemen aufweisen?
Grund: Gleitebenen im kubisch flächenzentrierten Gitter im Vergleich zum kubisch raumzentrierten Gitter dichter bepackt. (somit bei kfz weniger Energie notwendig)
Aluminium (Al), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Silber (Ag), Platin (Pt), Gold (Au), Blei (Pb)
Diese Stoffe besitzen alle welche Kristallstruktur?
kubisch-flächen-zentriert (kfz)
Vanadium(V), Chrom(Cr), Niob(Nb), Molybdän(Mo), Tantal(Ta), Wolfram(Wo)
Diese Stoffe besitzen alle welche Kristallstruktur?
kubisch-raum-zentriert (krz)
Beryllium(Be), Magnesium (Mg), Zink (Zn)
Diese Stoffe besitzen alle welche Kristallstruktur?
hexagonal (hdp)
Die Bewegung von Versetzungen, d.h. von Gitterfehlern, ist ein elementarer Mechanismus der ??.
plastischen Formänderung
Was ist eine Versetzung?
Eine Versetzung stellt einen Gitterfehler im Kristall dar. Versetzungen entstehen beim Kristallwachstum (bspw. aus der Schmelze)
Aufgrund von ?? müssen beim Abgleiten einer Gitterebene nicht mehr alle Bindungen auf einmal aufgebrochen werden.
Beim Aufbringen einer Kraft zieht die ?? schrittweise von Atomreihe zu Atomreihe weiter und tritt schließlich als Gleitstufe aus.
Versetzungen
Wanderung einer Versetzung:
Erkläre in 3 Schritten!
1) durch Schubbelastung
- -> geringfügige Verlagerung der Atome
2) durch weiterhin anliegende Spannung
- -> bleibt die Störung des Gleichgewichts der Bindungskräfte erhalten
- -> wandert die Versetzung weiter
3) Wanderung erfolgt bis an die freie Oberfläche oder bis zu einem Hindernis
Maß für die Größe plastischer Formänderung ist die ??
logarithmische Formänderung phi
Elastische Formänderungsanteile werden in der Umformtechnik in der Regel vernachlässigt.
Wahr/Falsch?
WAHR !!!!!!!!!!!!
Versetzungen können beispielsweise durch ?(1)? mit anschließender Untersuchung oder durch ein ?(2)? ermittelt/sichtbar gemacht werden.
(1) Ätzen
2) Transmissionselektronenmikroskop (TEM
Die Formänderung phi wird auch wie genannt?
wahre Dehnung
Die technische Dehnung bezieht sich auf den Ausgangsquerschnitt A0 einer Probe.
Wahr/Falsch?
Wahr
Die Formänderungsgeschwindigkeit wird wie berechnet/ist wie definiert?
Formänderungsgeschwindigkeit
= zeitliche Ableitung der logarithmischen Formänderung phi
Einordnung der Umformprozesse in Abhängigkeit der Umformgeschwindigkeit
Die Formänderungsgeschwindigkeit (oder Dehnrate) beeinflusst den ?? aufgrund unterschiedlich wirkender Mechanismen maßgeblich
Fertigungsprozess
Die Formänderungsgeschwindigkeit (oder Dehnrate) beeinflusst den Fertigungsprozess aufgrund unterschiedlich wirkender Mechanismen maßgeblich.
Überblick siehe Folie 13!!
!
Fließbedingung:
ksubf ist die Spannung, welche für einen bestimmten Werkstoff zur Einleitung bzw. Aufrechterhaltung des Fließens im ?? erforderlich ist.
einachsigen Spannungszustand
einachsiger Spannungszustand
1) Werkstoff fließt nicht, wenn?
2) Werkstoff fließt, wenn?
1) angelegte Spannung sigma > Fließspannung ksubf
2) angelegte Spannung sigma = Fließspannung ksubf
mehrachsiger Spannungszustand
Werkstoff fließt, wenn?
Kombination aller Spannungen muss die Fließspannung ksubf erreichen.
Schubspannungshypothese nach ?(1)? und die Gestaltänderungsenergiehypothese nach ?(2)?
(1) TRESCA
(2) v. MISES
–> FOLIE 14!!!!
Die Fließkurve, welche die momentane Fließspannung ksubf darstellt, beschreibt das ??
Werkstoffverhalten
Die Fließkurve, welche die momentane Fließspannung ksubf darstellt, beschreibt das Werkstoffverhalten
Die Fließspannung ksubf wird dabei als die ?(1)? definiert, welche bei einem ?(2)? Spannungszustand das Eintreten bzw. bei schon vorhandener Umformung das Aufrechterhalten des ?(3)? bewirkt.
(1) Normalspannung
(2) einachsigen
(3) plastische Zustandes
Fließkurven weisen folgende Größen auf: ?? (3)
Umformgrad
Temperatur
Dehnrate
1) Fließkurven werden wie ermittelt?
2) Was sollte dabei stets vorliegen?
1) Durch Zug-, Druck-, Torsions- oder Biegeversuche
2) ein einachsiger Spannungszustand
Je höher die Zugfestigkeit, desto höher auch die Fließspannung.
Wahr/Falsch?
Wahr
Mit steigender Temperatur, passiert was mit der Fließspannung?
NIMMT AB!
Mit steigender Temperatur nimmt die Fließspannung ab. Warum?
Die Versetzungen können aufgrund der steigenden Temperaturen besser gleiten.
Desto höher die Umformgeschwindigkeit, desto ?? die Fließspannung.
–> Warum?
Höher
Weil die Versetzungen dann keine Zeit haben zu wandern!
Einflussgrößen auf den Umformprozess (/Formänderungsgrad)
- Einfluss von Dehnrate/Umformgeschwindigkeit darauf
Es bilden sich 4 Phasen. Nenne sie der Reihenfolge nach!
1) dynamische Erholung
2) dynamische Rekristallisation
3) Verfestigung
4) Entfestigung
–> SIEHE FOLIE 16!!!
Einflussgrößen auf den Umformprozess (/Formänderungsgrad)
- Einfluss von Umformtemperatur darauf
FOLIE 17 ansehen!!
!
Qualifizierung des Umformprozesses
Fließkurvenermittlung mit welchen Versuchen möglich? (2)
Bulge Test
Zugversuch
Qualifizierung des Umformprozesses
Qualifizierung der Bleche hinsichtlich ihrer Tiefziehfähigkeit mit welchem Versuch?
Erichsen-Tiefungsversuch:
Quasi-statische Umformung der Bleche durch einen Mechanischen Stempel. (Folie 19)
Qualifizierung des Umformprozesses
optische Bestimmung des Umformgrades:
Applikation eines definierten Rasters auf der Oberfläche; anschließende Bestimmung der Kreisverzerrungen mittels entsprechender Software
–> siehe Folie 20!
…
Grenzformänderungsdiagramm
Die Grenzformänderungskurve stellt die ?? bezüglich Einschnüren, Reißen und …des Materials dar.
Versagensgrenze
- -> Unterhalb der Kurve kein Versagen
- -> oberhalb Einschnürung oder Bruch zu erwarten
Pressenstraße
–> siehe Folie 22+23!
…
Transferpresse
–> siehe Folie 24
…
Stufenwerkzeug für eine Presse
–> siehe Folie 25
…
