Tiefziehtechnik

Tiefziehen ist ein Blechformungsprozess, bei dem ein Blechrohling durch die mechanische Wirkung eines Stempels, der das Material in ein Formwerkzeug zieht, fortschreitend zu einer dreidimensionalen Form geformt wird. Es istauch als betrachtetein Formtransformationsprozess mit Materialrückhaltung. Der Flanschbereich (Blech im Matrizenschulterbereich) erfährt aufgrund der Materialrückhalteeigenschaft eine radiale Zugspannung und eine tangentiale Druckspannung.

Diese Spannungen (Umfangsspannungen) führen zu Flanschfalten (Falten erster Ordnung). Falten können durch die Verwendung eines Niederhalters verhindert werden, dessen Funktion darin besteht, den kontrollierten Materialfluss in den Werkzeugradius zu erleichtern.

Tief gezeichnetVerarbeiten
Die SummetiefDie Zugbelastung besteht aus der idealen Umformlast und einem zusätzlichen Bauteil zum Ausgleich der Reibung in den Kontaktbereichen des Flanschbereichs und der Biegekräfte am Werkzeugradius. Die Umformlast wird vom Stempelradius durch die Ziehteilwand in den Verformungsbereich (Blechflansch) übertragen.WAlle Verdünnungen sind auffällig und führen zu einer ungleichmäßigen Wandstärke der Teile dauf die in der Teilwand wirkenden Zugkräfte. Es kann beobachtet werden, dass die Teilwandstärke an dem Punkt am geringsten ist, an dem die Teilwand den Kontakt mit dem Stempel verliert, d. H. Am Stempelradius. Die dünnste Teiledicke bestimmt die maximale Spannung, die auf die Deformationszone übertragen werden kann.

Ter flansch dickt und reführt dazu, dass der Halter an der äußeren Begrenzung Kontakt hat und nicht auf der gesamten Oberfläche dder Materialvolumenkonstanz. Die maximale Spannung, die sicher vom Stempel auf den Rohling übertragen werden kann, begrenzt die maximale Rohlingsgröße (ursprünglicher Rohlingdurchmesser bei rotationssymmetrischen Rohlingen). Ein Indikator für die Formbarkeit des Materials ist das Grenzziehverhältnis (LDR), definiert als das Verhältnis des maximalen Rohlingdurchmessers, der sicher in einen Becher ohne Flansch gezogen werden kann, zum Stempeldurchmesser. Die Bestimmung des LDR für komplexe Bauteile ist schwierig und daher wird das Teil auf kritische Bereiche untersucht, für die eine Approximation möglich ist.

Kommerzielle Anwendungen dieses Metallformungsprozesses beinhalten oft komplexe Geometrien mit geraden Seiten und Radien. In einem solchen Fall der BegriffStempelnwird verwendet, um zwischen den Komponenten Tiefziehen (radiale Zug-Tangential-Kompression) und Dehnen und Biegen (entlang der geraden Seiten) zu unterscheiden.

Variationen
Tiefziehen wurde klassifiziert in konventionelles und unkonventionelles Tiefziehen. Das Hauptziel eines unkonventionellen Tiefziehprozesses ist die Erweiterung der Umformbarkeitsgrenzen des Prozesses. Zu den unkonventionellen Verfahren gehören das hydromechanische Tiefziehen, der Hydroform-Prozess, der Aquadraw-Prozess, der Guerin-Prozess, der Marform-Prozess und der hydraulische Tiefziehprozess, um nur einige zu nennen.

Foder Beispiel, ter Marform-Prozess arbeitet nach dem Prinzip des Gummipads. Tief vertiefte Teile mit entweder vertikalen oder geneigten Wänden können geformt werden. Bei dieser Art des Formens verwendet die Matrizenanordnung eine Gummiauflage als Formhälfte und eine feste Formhälfte, ähnlich der Matrize in einem herkömmlichen Matrizensatz, um eine Komponente in ihre endgültige Form zu bringen. Hierbei handelt es sich um gegossene Leichtmetalle, und die Gummiauflage ist 1,5 bis 2-mal dicker als das Formteil. Für das Marforming sind einfachwirkende Pressen mit Werkzeugkissen und Niederhalter ausgestattet. Der Rohling wird durch einen Niederhalter gegen die Gummiauflage gehalten, durch die ein Stempel wie beim herkömmlichen Tiefziehen wirkt. Es handelt sich um ein doppelt wirkendes Gerät: Zuerst gleitet der Kolben nach unten, dann bewegt er den Niederhalter: Mit dieser Funktion können Tiefzeichnungen (30-40% Querausmaß) ohne Falten ausgeführt werden.

Industrielle Anwendungen von Tiefziehprozessen umfassen Karosserie- und Strukturteile von Kraftfahrzeugen, Flugzeugkomponenten, Utensilien und Haushaltsgeräte. Komplexe Teile werden normalerweise unter Verwendung progressiver Gesenke in einer einzigen Formpresse oder unter Verwendung einer Pressenlinie geformt. Weichere Materialien lassen sich viel leichter verformen und erfordern daher weniger Zugkraft. Die folgende Tabelle zeigt die Ziehkraft zur prozentualen Reduktion von üblicherweise verwendeten Materialien.

Werkzeugmaterialien
Schläge undstirbtwerden typischerweise aus Werkzeugstahl hergestellt, jedoch ist Kohlenstoffstahl billiger, aber nicht so hart und wird daher bei weniger harten Anwendungen verwendet. Es ist auch üblich, dass Sinterkarbide verwendet werden, bei denen eine hohe Verschleiß- und Abriebfestigkeit vorliegt. Legierte Stähle werden normalerweise für das Auswerfersystem verwendet, um das Teil herauszuschlagen und sind langlebig und hitzebeständigPlatinenhalter.

Lubricating und kühlen
Schmierstoffe werden benötigt, um die Reibung zwischen dem Arbeitsmaterial und dem Stempel und der Matrize zu reduzieren. Sie helfen auch beim Entfernen des Teils vom Stempel. Beispiele für Schmiermittel, die bei Ziehvorgängen verwendet werden, sind Hochleistungsemulsionen, Phosphate, Bleiweiß und Wachsfilme. Sie sollten den effektiven Temperaturbereich, die Korrosionseigenschaften und die Methoden zum Aufbringen und Entfernen des Schmiermittels kennen. BBevor Sie sich für ein Schmiermittel entscheiden. Die Kunststofffolien, die beide Seiten des Teils bedecken, während sie mit einem Schmiermittel verwendet werden, hinterlassen eine feine Oberfläche des Teils.