Umformen Flashcards
Was ist Umformen?
Ferigen durch bildsames (plastisches) Ändern der Form eines festen Körpers. Dabei werden sowohl Masse als auch Stoffeigenschaften beibehalten.
Was ist der Maß für die Umformbarkeit eines Werkstoffs?
Re/Rm
Für eine guter Umformbarkeit ist das Verhältnis von Dehn- bzw. Streckgrenze zu Zugfestigkeit möglichst klein sowie der Dehnungsbereich möglichst groß.
Was ist Druckumformen?
Werkstück wird auf Druck beansprucht.
- Walzen (Warmwalzen, Kaltwalzen)
- Schmieden (Freiformen und Gesenkformen)
- Prägen (Eindrücken)
- Pressen (Durchdrücken)
Welche arten von Walzen gibt es?
- Längswalzen: Flachlängswalzen & Profillängswalzen
- Querwalzen: Flachquerwalzen & Profilquerwalzen
- Schrägwalzen: Flachschrägwalzen & Profilschrägwalzen
Was ist Freiformen?
- Eine Ausprägung des Schmiedens
- Das Metall läuft quer zur Bewegung des Umformwerkzeuges, dabei übernimmt die Maschine die Werkzeugbewegung und die Steuerung der Umformkräfte
- Die Werkstückform ensteht dabei durch freie oder festgelegte Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück
Was passiert während dem Zugversuch?
- Plastisches Fließen tritt oberhalb der Streckgrenze auf
- Erforderlich Spannung für die Aufrechterhaltung des plastischen Fließens aufgrund der Werkstoffverfestigung nimmt zu
- Fließspannung kf ist die für die Aufrechterhaltung plastischen Fließens im einachsigen Belastungsfall erforderliche Spannung
- Im Zugversuch an Rundproben gilt im Bereich der Gleichmaßdehnung (vor der Einschnürung) der Probe kf = F(l) / A(l)
wo F(l): gemessene Zugkraft bei einer bestimmten Probenlänge l
und A(l): zugehörige Querschnittsfläche des Zugstabes nach Rückfederung
=> Wahre spannung ungefähr Fließspannung!!!
Was ist der Umformgrad?
Eine Formänderungskenngröße, mit der die bleibende geometrische Veränderung eines Werkstücks beim Umformprozess erfasst werden kann.
Der Umformgrad wird beispielsweise zur Berechnung des Kraft- und Arbeitsbedarfs zwecks Maschinenauswahl verwendet
Was ist das Warmwalzen?
- Das metallische Material wird auf eine hohe Temperatur (oberhalb der Rekristallisationstemperatur) erhitzt um die Formbarkeit zu erhöhen
- Es werden meistens hintereinander angeordnete so genannte Duogerüste benutzt
Was ist das Kaltwalzen?
- Das metallische Material wird auf eine Temperatur erwärmt, die unterhalb der Rekristallisationstemperatur liegt
Mehrwalzen-Gerüste mit relativ kleinem Arbeitswalzendurchmesser werden benutzt - Zum Aufbringen des zum Umformen erforderlichen hohen Drucks ist dann eine verhältnismäßig geringe Kraft erforderlich
- Mangelnde Steifigkeit der Arbeitswalzen muss durch Stützwalzen kompensiert werden
Was ist wichtig beim Gesenkformen?
- Die Gestaltung von Anzahl und Art der Bearbeitungsschritte richtet sich nach Maschinenart und Werkstück größe
- Umformen bei Pressen: in einem Hub
- Bei Hämmern: meist mehrere Hübe erforderlich
- Einfach- oder Mehrfachegesenken kommt auf anzahl gleicher Gravuren pro Gesenk an; unterschiedliche aufeinander abfolgende Gravuren angeordnet => Mehrstufengesenk
- Gesenke sind hohen mechanischen + thermischen Belastungen ausgesetzt. Durch Gleitbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück ensteht zudem abrasiver + adhäsiver Verschleiß.
Was kann Werkzeugstandzeit wesentlich erhöhen?
- Nitrieren
- Plasmabeschichten
- Strahlläppen
- Verchromen
Was müssen Umformmaschinen machen?
- Automatisierbar, hochproduktiv und wirtschaftlich sein
- Die erforderlichen Umformkräfte und Umformarbeiten zu Verfügung stellen
- Die besonderen Merkmale von Prozessablauf und Werkstück berücksichtigen
Welche Arten von Durchdrücken gibt es?
- Strangpressen
- Fließpressen
- Verjungen
Was ist Strangpressen?
- Dient der Herstellung metallischer Profilen mit verschiedenen Geometrien
- Werkstoffblock (Pressling) wird auf seine materialspezifische Umformtemperatur erwärmt
- Block wird mit einem Stempel durch die formgebende Matrize gepresst, wird von einem ,,Rezepient” umschlossen
- Der enstehende Strang wird dann mittels Ventilatoren sofort auf Raumtemperatur gekühlt –> hohe Festigkeit
- Große Umformgrade sind erreichbar
- Bei Leichmetallen (z.B. Aluminiumlegierungen) sind komplizierte Querschnittskonturen möglich
Welche Formen von Durchziehen gibt es?
- Gleitziehen
- Walzziehen
- Drahtziehen
Was passiert beim Gleitziehen?
- Metallische Werkstoffe werden meist kalt durch einen sich konisch verengenden Ziehstein oder Ziehring gezogen
- Diese sind hohen Druckkräften, Reibungskräften und Tempreaturen ausgesetzt
- Werden aus Hartmetall, Diamant oder Keramik hergestellt
- Zu Verringerung der Reibungskräfte und weiteren Erhöhung der hohen Oberflächenqualitat und Maßhaltigkeit werden Schmierstoffe eingesetzt
Was passiert beim Drahtziehen?
- Rundprofile von ungefähr 5,0-30 mm auf bis zu 0,003 mm Durchmesser gezogen
- Ziehgeschwindigkeiten: bis zu 20 m/s
- Da der maximale Umformgrad ln A0/A1 pro Ziehstufe werkstoffabhängig meist zwischen 0,2 und 0,3 liegt, werden Ziehprozesse überwiegend mehrstufig und bei Bedarf mit Zwischenglühen durchgeführt
Was ist das Tiefziehen?
Zugdruckformen eines Blechzuschnittes zu einem Hohlkörper oder Zugdruckformen eines Hohlkörpers zu einem Hohlkörper mit kleineren Umfang, ohne beabsichtigte Veränderung der Blechdicke
Was ist Drücken?
- Werkzeugkosten sind im Vergleich mit Tiefziehen deutlich geringer
- Konturen können erzeugt werden, die durch Tiefziehen nicht zu fertigen sind
- Ist besonders für Kleinserien geeignet
- Ermöglicht wirtschaftliche Fertigung rotationssymetrischer Werkstücke (z.B. Fässer, Trommeln, etc.) in einem Durchmesserbereich bis zu 5 metern
- Erfolgt überwiegend kalt, bei der Fertigung von Behälterboden und Behälterdecken kann bei höheren Wanddicken eine partielle Erwärmung sinnvoll sein
- Beim Hohlkörperdrücken werden schrittweise/in einem Arbeitsgang Hohlkörper mit nahezu beliebiger Kontur erzeugt
Was ist Biegeumformen?
- Biegen mit geradliniger Werkzeugbewegung
- Umformen eines Werkstücks mit Hilfe eines Stempels und eines Biegegesenk
- Das Werkzeug bewegt sich vertikal oder horizontal - Biegen mit drehender Werkzeugbewegung
- Das Werkzeug (z.B. Walzen) dreht sich
- Das Werkstück wird gebogen mit hilfe einer Klemmbacke und einer Wange
Was ist Warmumformen?
- Erwärmung auf weidchelastischen Zustand (Fett, Gasflammen, Heizplatten, Wasser, etc.)
- Abkühlung auf Einfrierbereich
- Steigende Temperatur => größere Beweglichkeit der Atome, bei Monomeren reibung reduziert
- Abkühlung => eingefrorene Spanungszustände und Molekülorientierungen können bei Wiedererwärmen rückgängig gemacht werden
- Präzise und plastische Abbildung auch komplizierter Konturen
- Niedrige Umformkräfte
Was ist das Walzen?
Rohteile werde mit Hilfe eines oder mehrerer rotierender Werkzeuge kontinuierlich oder in aufeinander folgenden Stufen umgeformt
- Es findet ein zusammenpressen und eine Verformung statt
- Blechen, Ringen, Rohren, Stäben, Stangen, Drähten
Was ist Gesenkformen?
- Das Rohteil wird ganz oder anteilig von zwei sich entgegenwirkenden Werkzeugen umgeben
- Die eingesetzten Werkzeuge werden als Gesnke bezeichnet, sind aus Warmarbeitstählen und stellen ein negatives Abbild der späteren Endform des Werkstücks dar
- Ist die Verformung abgeschlossen, so muss das Werkstück lediglich mit einem Abgratwerkzeug entgratet werden und kann anschließend verkauft werden
