Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, ein mechanisches Verfahrensprinzip zum Tiefziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss zu entwerfen und zum Kragenziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss weiterzuentwickeln sowie die Voraussetzungen für die wissenschaftlich fundierte Verfahrensplanung und Verfahrensrealisierung zu schaffen. Durch das Nachschieben von Werkstoff wird im Flansch des Werkstücks eine radial gerichtete Druckspannungskomponente erzeugt. Diese Druckspannungskomponente bewirkt einen Werkstofffluss in Richtung des sich ausbildenden Formelementes im Zentrum des Werkstücks und führt dazu, dass die Verfahrensgrenzen für das Verfahren Tiefziehen wesentlich erweitert, die Endteileigenschaften verbessert, Umformstufen eingespart und schwer umformbare Werkstoffe angewendet werden können. Die vorliegende Dissertation beinhaltet Untersuchungen zum Tiefziehen mit Nach-schieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss (TNWW) sowie dessen Weiterentwicklung zum Kragenziehen mit Nachschieben von Werkstoff und definiertem Werkstofffluss (KNWW). Den Schwerpunkt bilden theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Ermittlung von Verfahrensparametern und Verfahrensgrenzen sowie zu den erreichbaren Endteileigenschaften. Die Verfahrensgrenzen der Verfahrensvarianten TNWW und KNWW wurden für die Werkstoffe DC 01 (Blechdicke 2 mm), QStE 380 (Blechdicke 2 mm und 4 mm) und AlMg 3 (Blechdicke 2 mm und 4 mm) definiert. Die beim Umformvorgang eintretenden Formänderungen sowie die notwendigen Pressenkräfte sind ermittelt worden. Die verbesserten Gebrauchseigenschaften der hergestellten Werkstücke wurden über die Endteileigenschaften wie beispielsweise den Verlauf der Blechdicke, die Höhe der Formelemente (Napfhöhe, Kragenhöhe) und den Verlauf der Härte nachgewiesen. Bei dem Verfahren TNWW können Nachschiebe-Ziehverhältnisse (Verhältnis Außendurchmesser des Flansches zum Ziehstempeldurchmesser) von 5,5 bei einer Blechdicke von 2 mm und 7,3 bei einer Blechdicke von 4 mm erreicht werden. Die Fertigung von Formelementen, deren Durchmesser im Verhältnis zum Durchmesser der Grundgeometrie klein sind, kann mit dem hier untersuchten Verfahren in einem Zug realisiert werden. Die Reduktion der Blechdicke am Übergang vom Ziehteilboden zur Zarge ist wesentlich geringer als beim konventionellen Tiefziehen. Bei dem Verfahren TNWW können Werkstoffe mit geringerer Eignung zum Tiefziehen oder auch höherfeste Werkstoffe eingesetzt werden. Beim Verfahren KNWW können durch das Nachschieben von Werkstoff und den damit verbundenem Werkstoffeintrag aus dem Flansch in den entstehenden Kragen wesentlich höhere Kragen im Vergleich zum konventionellen Kragenziehen erzielt werden (Vergrößerung der Kragenhöhe auf 300%).
Schlagwörter :
Tiefziehen; Kragenziehen; zusätzliche Druckspannungskomponente; Nachschieben von Werkstoff; Erweiterung der Verfahrensgrenzen
