Umformtechnische Herstellung dünnwandiger Funktionsbauteile aus Feinblech durch Verfahren der Blechmassivumformung: Bericht aus dem Lehrstuhl für Fertigungstechnologie Prof. Dr.-Ing. habil. Marion Merklein
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Bamberg
Meisenbach GmbH Verlag
[2016]
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| Series: | Fertigungstechnik - Erlangen
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FORMELZEICHEN UND
ABKUERZUNGEN...........................................................................................9
1
EINLEITUNG.............................................................................................
11
2 STAND DER TECHNIK UND
FORSCHUNG.................................................................................13
2.1 GRUNDLAGEN DER
BLECHMASSIVUMFORMUNG............................................................13
2.2 HERSTELLUNG FUNKTIONALER BLECHBAUTEILE MIT
NEBENFORMELEMENTEN.....................17
2.2.1 REALISIERUNG DUENNWANDIGER NEBENFORMELEMENTE
..............................
17
2.2.2 REALISIERUNG DICKWANDIGER NEBENFORMELEMENTE
...............................
20
2.3 PROZESSANGEPASSTE HALBZEUGE IN DER BLECHMASSIVUMFORMUNG
..........................
28
2.3.1 EINSATZ UMFORMTECHNISCH HERGESTELLTER TAILORED BLANKS
....................
28
2.3.2 LOKALE ANPASSUNG TRIBOLOGISCHER BEDINGUNGEN AM HALBZEUG
..........
32
2.4 GESTALTUNGSRICHTLINIEN UND PROZESSGRENZEN RELEVANTER VERFAHREN
......................
33
2.5 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG DES STANDS DER TECHNIK UND FORSCHUNG
...........
40
3 ZIELSETZUNG UND METHODISCHE VORGEHENS
WEISE..............................................................43
4 WERKSTOFFE, VERSUCHSANLAGEN, PRUEFVERFAHREN UND METHODEN
....................................
45
4.1 EINGESETZTE VERSUCHSWERKSTOFFE
.........................................................................
45
4.2 VERWENDETE SCHMIERSTOFFE
..................................................................................
48
4.3 UNTERSUCHTE DEMONSTRATORBAUTEILE
.......................................................................
48
4.3.1 AUSSENVERZAHNUNG
...............................................................................
49
4.3.2 OFFENER
MITNEHMER..............................................................................
52
4.4 UMFORMTECHNISCHE
VERSUCHSANLAGEN...................................................................53
4.5 MESSTECHNISCHE METHODEN UND ANLAGEN ZUR BAUTEILCHARAKTERISIERUNG
..............
54
4.6 NUMERISCHE SIMULATION DER UMFORMPROZESSE
....................................................
58
5 PROZESSFUEHRUNGSSTRATEGIE UND
WERKZEUGKONZEPT.........................................................61
5.1 DEFINITION VON ANFORDERUNGEN UND BEWERTUNG VON LOESUNGSKONZEPTEN
............
61
5.2 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE DES NEUARTIGEN UMFORMWERKZEUGES
......................
64
5.2.1 WERKZEUGAUFBAU UND UMFORMKINEMATIK
...........................................
64
5.2.2 AUSLEGUNG UND DESIGN DER AKTIVELEMENTE
.
.
........................................66
6 HERSTELLUNG VON NEBENFORMELEMENTEN ERHOEHTER WANDSTAERKE
....................................
71
6.1 PROZESS- UND STOFFFLUSSANALYSE EINES REFERENZPROZESSES
....................................
71
6.1.1 ANALYSE DES TIEFZIEHPROZESSES
...........................................................
71
6.1.2 MATERIALFLUSS UND FEHLERMERKMALE BEIM STAUCHEN
............................
75
6.1.3 EINFLUSS DER RICHTUNGSABHAENGIGEN WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN
...............
79
6.2 EINFLUSS PROZESSSPEZIFISCHER KENNGROESSEN AUF DAS UMFORMERGEBNIS
..................
81
6.2.1
GEGENHALTERKRAFT..................................................................................81
6.2.2
ZIEHSTEMPELRUNDUNG............................................................................84
6.2.3 BEWERTUNG DER
PARAMETER....................................................................90
6.3 EINFLUSS DER BLECHDICKE AUF DAS FORMFUELLUNGSVERHALTEN
....................................
91
6.3.1 NUMERISCHE PARAMETERSTUDIE ZUM BLECHDICKENEINFLUSS
.....................
91
6.3.2 EXPERIMENTELLE VERIFIKATIONEN
...........................................................
96
6.3.3 BEWERTUNG DES EINSATZES HOEHERER NENNBLECHDICKEN
........................
100
6.4 EINSATZ VON BLECH WERKSTOFFEN HOEHERER
FESTIGKEIT.............................................101
6.5 UEBERTRAGBARKEIT DER ERKENNTNISSE AUF GEOMETRISCHE
VARIANTEN.........................105
6.5.1 VARIATION DER
GRUNDKOERPERGEOMETRIE................................................105
6.5.2 VARIATION DER
ZAHNGEOMETRIE.............................................................110
6.6 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG
..........................................................................
114
7 HERSTELLUNG DUENNWANDIGER
NEBENFORMELEMENTE........................................................117
7.1 TIEFZIEHEN VON BLECHBAUTEILEN MIT
NEBENFORMELEMENTEN.................................117
7.1.1 ANALYSE DES REFERENZPROZESSES UND VALIDIERUNG DES FE-MODELLS ..117
7.1.2 MODIFIKATION DER
PROZESSFUEHRUNGSSTRATEGIE.......................................123
7.2 KALIBRIEREN DES FORMELEMENTS IM KOMBINIERTEN
PROZESS..................................125
7.2.1 UNTERSUCHUNGEN ZUM EINFLUSS DER
PLATINENGEOMETRIE.......................126
7.2.2 EINFLUSS DER
WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN.................................................132
7.3 UEBERTRAGBARKEIT DER ERKENNTNISSE AUF GEOMETRISCHE
VARIANTEN.........................139
7.4 ZUSAMMENFASSENDE
BEWERTUNG..........................................................................
142
8 INNOVATIVE PROZESSSTRATEGIEN ZUR VERBESSERUNG DER
STOFFFLUSSKONTROLLE..................145
8.1 EINSATZ LOKAL ANGEPASSTER TRIBOLOGISCHER
BEDINGUNGEN......................................145
8.1.1 NUMERISCHE IDENTIFIKATION DES POTENZIALS VON TAILORED SURFACES....
145
8.1.2 EXPERIMENTELLE REALISIERUNG LOKALER TRIBOLOGISCHER ZONEN
..............
147
8.1.3 VERIFIKATION DER PROZESSFUEHRUNGSSTRATEGIE IM EXPERIMENT
...............
148
8.2 EINSATZ VON HALBZEUGEN MIT ANGEPASSTER
BLECHDICKENCHARAKTERISTIK................152
8.2.1 STOFFFLUSSANALYSE MIT DICKENANGEPASSTEN HALBZEUGEN
.....................
152
8.2.2 EIGENSCHAFTEN UMFORMTECHNISCH HERGESTELLTER TAILORED BLANKS
......
154
8.2.3 EINSATZ PROZESSANGEPASSTER HALBZEUGE IM UMFORMVERSUCH
...........
157
8.3 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG UND IDENTIFIKATION VON
POTENZIALEN.................162
9 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK..................................................................................
165
10 SUMMARY AND FUTURE
WORK............................................................................................
169
11
LITERATURVERZEICHNIS.......................................................................................................
173
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