Optimierung des Schließverhaltens der Werkzeuge beim Ziehen auf einfach wirkenden Pressen

Im Rahmen einer statistischen Erfassung wurden in 2 Presswerken die für Blechumformung eingesetzten Maschinen- und Werkzeugpaarungen ermittelt. Die für dieses Projekt wichtigen technischen Daten, wie z.B. Stößelgeschwindigkeiten und -massen, Fertigungshubzahlen, Werkzeugmassen, Platinengrößen und Ziehwulstlängen wurden gesammelt und ausgewertet.
Aus den gewonnenen Daten wurden die partiellen Belastungen der Blechwerkstoffe zum Zeitpunkt des Schließens der Werkzeuge ermittelt. Weiterhin wurden Nomogramme erstellt, mit deren Hilfe die Impulsbelastungen der Blechwerkstoffe in Abhängigkeit von der eingestellten Hubzahl der Presse und vom Gewicht des eingesetzten Werkzeugoberteils abgelesen werden können.
Aus dieser Erfassung wurden die notwendigen Informationen für den Bau der Versuchswerkzeuge gewonnen.
Im Rahmen der Untersuchungen wurden Experimente an einem Fallhammer, einer mechanischen und einer hydraulischen Presse durchgeführt. Die Versuchswerkzeuge wurden den maschinenseitigen Anforderungen angepasst. Es wurde ein Werkzeug mit ebenen Blechberührflächen, ein Werkzeug mit integrierten Ziehleisten und ein Realwerkzeug (Automobilteil) bei der Versuchsdurchführung eingesetzt.
Die Stößelgeschwindigkeit und die Blechbreite wurden als Parametervariation bei der Durchführung der einzelnen Versuchsserien verändert. Durch diese Variationsparameter ließen sich bei allen Versuchseinrichtungen unterschiedliche Impulsdichten realisieren.
Im wesentlichen wurden St 14-Stahlbleche als Versuchswerkstoffe eingesetzt, die unterschiedliche Oberflächenstrukturen (OS, EBT und EDT) besaßen.
Bei der anschließenden Auswertung der Probenbleche standen die Veränderungen der Materialeigenschaften der Blechwerkstoffe im Vordergrund. Speziell wurden die verwendeten Probenwerkstoffe im Hinblick auf Blechdicken- und Härteveränderungen sowie die Oberflächenwandlung der Blechwerkstoffe, d.h. die Veränderungen des Ölaufnahmevermögens der Blechoberflächen, untersucht.
Aus den Versuchsergebnissen lassen sich folgende allgemeingültigen Erkenntnisse ableiten:
• Durch die im Rahmen von Tiefziehprozessen auftretenden Impulswerte wurden in ebenen Blechen nur sehr geringe negative Einflüsse auf die tribologischen Eigenschaften der Blechoberflächen ausgeübt.
• Die Größe des Impulses ist nicht die Haupteinflußgröße, sondern die Größe der Auftreffgeschwindigkeit der Werkzeuge auf das Blech.
• Beim Eindrücken der Sicke in das ebene Blech laufen die zwei Umformvorgänge Biegen und Streckziehen gleichzeitig ab; dabei wurden in Abhängigkeit von der Auftreffgeschwindigkeit die Reduzierung der Blechdicke, die Steigerung der Blechhärte und der Anstieg der Oberflächenrauheit größer. Diese Negativ-Faktoren wurden mit größer werdendem Sickenradius kleiner.
• Bei der Konstruktion von Ziehwerkzeugen mit Ziehsicken, bei denen der ursprüngliche Bereich der Ziehsicke in die Werkstückzarge einlaufen darf, sind die inhomogenen Blecheigenschaften in diesem Bereich zu berücksichtigen.