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Umform- und Zerteiltechnik. Einführung und Grundlagen der Umformtechnik
Einführung in die Fertigungslehre / Martin Molitor, Eberhard Ambos, Horst Herold u.a. Aachen: Shaker, 2000 (Berichte aus der Fertigungstechnik).
(73 - 76 с.)
Umform- und Zerteiltechnik
Einführung.
Umformen ist Fertigen durch bildsames (plastisches, bleibendes) Ändern der Form eines festen Körpers. Dabei werden sowohl die Masse als auch der Zusammenhalt beibehalten.
Zerteilen ist das Trennen benachbarter Teile oder ganzer Werkstücke voneinander ohne das Entstehen von formlosem Stoff.
Kennzeichnung der Umform- und Zerteiltechnik
Umformen
- ist Fertigen durch bildsames (plastisches, bleibendes) Ändern der Form eines festen Körpers. Dabei werden sowohl die Masse als auch der Zusammenhalt beibehalten.
Zerteilen
- ist das Trennen benachbarter Teile oder ganzer Werkstücke von einander ohne das Entstehen von formlosem Stoff.
Merkmale:
neben der Formgebung Verbesserung der Werkstoffeigenschaften (Kaltverfestigung, Homogenisierung des Gefüges);
verlustarme Werkstoffverarbeitung;
geringe Fertigungszeiten (hochproduktive Verfahren und Fertigungsmittel);
Einsparung von Prozeßstufen.
Probleme:
Beachtung von Grenzstückzahlen;
eingeschränkte Flexibilität;
Beachtung von Grenzformänderungen;
Beherrschung der Form-, Maß- und Lageabweichungen.
Hervorzuhebende Merkmale der Verfahren der Umformtechnik sind, daß neben der Formgebung eine Verbesserung der Werkstoffeigenschaften (Kaltverfestigung, Homogenisierung des Gefüges) und eine verlustarme Werkstoffverarbeitung erfolgt, geringe Fertigungszeiten (hochproduktive Verfahren und Fertigungsmittel) benötigt werden und eine Einsparung von Prozeßstufen möglich ist. Insbesondere durch den Einsatz der Verfahren der Blechumformung läßt sich eine Leichtbauweise von Produkten realisieren. Bedingt durch die meist hohen Kosten der Werkzeuge und Maschinen für das Umformen, sind wirtschaftliche Grenzstückzahlen zu beachten. Bei der Anwendung von Werkzeugen mit hoher Formspeicherung wird die Flexibilität der Fertigung eingeschränkt. Beim Umformen ergeben sich, bedingt durch das verfahrensabhängige Umformvermögen des Werkstoffes, Verfahrensgrenzen. Die Beherrschung der Form-, Maß-, und Lageabweichungen an umformtechnisch hergestellten Teilen ist ebenfalls problematisch.
Umformverfahren werden sowohl in der Halbzeugfertigung als auch zur Fertigung von Einzelteilen eingesetzt. Alle metallischen Werkstoffe, die nicht unmittelbar durch Urformen in die endgültige Form gebracht werden, durchlaufen eine umformtechnische Fertigungsstufe. Umformtechnisch hergestellt werden Konstruktionsteile für den Fahrzeug-, Maschinen-, Apparate- und Gerätebau. Die Verfahren der Umformtechnik finden weiterhin Anwendung zur Fertigung von Werkzeugen, Verbindungselementen, Haushaltsgeräten und Elementen für das Bauwesen. Die Entwicklung der Umformverfahren zu größerer Flexibilität, erweiterten Verfahrensgrenzen und besserer Beherrschung der Form-, Maß- und Lageabweichungen führt zu einer ständigen Erhöhung ihrer Anwendung im Fertigungsprozeß.
Grundlagen der Umformtechnik
Bedingungen des bildsamen Zustands.
Setzt die Gestaltsänderung eines Werkstückes durch ein Umformverfahren den bildsamen Zustand des Werkstoffes voraus. Die Fähigkeit eines Werkstoffes, unter Einwirkung von äußeren Kräften bleibende Formänderungen zu ertragen, ohne daß dabei der Stoffzusammenhalt verloren geht, bezeichnet man als Umformbarkeit. Mit dem Begriff Umformbarkeit wird qualitativ der Zusammenhang zwischen einer Anstrengung (Spannung) und Beanspruchung (Formänderung) dargestellt. Die Umformbarkeit ist abhängig von den Werkstoffbedingungen (Werkstoffeigenschaften) und den Umformbedingungen (Spannungszustand).
Der Umformbereich wird durch die Grenzbedingungen Eintreten und Aufrechterhalten des plastischen Werkstofflusses sowie Erreichen der Bruchgrenze (Werkstoffversagen) bestimmt. Die Größe der Formänderung beim Erreichen der Bruchgrenze wird als Umformvermögen bezeichnet. Das Umformvermögen ist wiederum von den Werkstoff-und Umformbedingungen abhängig.
Aus ingenieurtechnischer Sicht ergeben sich zur Gestaltung umformtechnischer Fertigungsabäufe folgende Problemkreise:
Bestimmung des Ausgangszustandes;
Bestimmung der Formänderungen;
Bestimmung der Spannungen;
Bestimmung der Umformstufen;
Bestimmung des Endzustandes.
Daraus erfolgt die Gestaltung der Arbeitsfolge, der Werkzeuge und des Maschineneinsatzes.
Quellen Verzeichnisquellen
- Einführung in die Fertigungslehre / Martin Molitor, Eberhard Ambos, Horst Herold u.a. Aachen: Shaker, 2000 (Berichte aus der Fertigungstechnik).