Prägehöhe Hohlprägen

15.5
Prägehöhe Definition
Abb. 1
Maximale Prägehöhe & Minimale Blechdicke
① Ausgangssituation ② Beginn der Einschnürung ③ Bruch Breite hB Höhe bis Bruch hmax Maximale Prägehöhe rM Matrizenradius rSt Stempelradius s0 Blechdicke sMin Minimale Blechdicke am Ort der dünnsten Stelle u Prägespalt

Der phänomenologische Ort der dünnsten Stelle befindet sich am Berührpunkt des Bleches mit dem Stempelradius. Nach Erreichen einer Höhe hmax beginnt die Einschnürung.

Aufgrund der signifikanten Reduzierung der Blechdicke s0 sowie der zunehmenden Veränderung der Oberflächenstruktur durch Orangenhautbildung und Mikrorissbildung wird die maximale Prägehöhe 85 % der Bruchhöhe definiert.20

Gl. 1
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} h_{\color{myred}max}<6,8\cdot b\cdot n\cdot e^\kappa\leq0,85\cdot h_{\color{myred}B}
Gl. 2
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} \kappa=-2,68\cdot\frac{b-r_{\color{myred}St}}{b+u+r_{\color{myred}M}}
Gl. 3
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} s_{\color{myred}min}=s_{\color{myred}0}\cdot0,15^{\color{myred}\chi}
Gl. 4
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} \chi=0,235\cdot\left(\frac{r_{\color{myred}St}+u+r_{\color{myred}M}}b\right)^{\color{myred}0,439}
Prägehöhehmax<13,44mm 
Minimale Blechdickesmin=0,64mm 
Breiteb = 25mm
Verfestigungsexponentn = 0,22
StempelradiusrSt = 10mm
Prägespaltu = 10mm
MatrizenradiusrM = 5mm
Blechstärkes0 = 1mm
Ber. 1
Maximale Prägehöhe & Minimale Blechdicke20

Die maximale Prägehöhe ist hauptsächlich  vom Verfestigungsexponenten und vom Stempelradius abhängig. Diese Gleichung wurde durch Regressionsrechnung basierend auf rotationssymmetrischer Modellwerkstücken entwickelt.20

Die Gleichung für die Prägehöhe ist anzuwenden, wenn folgende Bedingungen gelten:

  • weiche unlegierte Stähle
  • 15 ≤ b ≤ 50
  • 2 ≤ rSt ≤ 20
  • 2 ≤ rM ≤ 10
  • 2 ≤ u ≤ 17,5

Die Verfestigungsexponenten entnehmen Sie bitte der Werkstofftabelle.

Ein Vergleich verschiedener Geometrien hat gezeigt, dass Schmierung nur einen geringen Einfluss auf die Steigerung der maximalen Bodenhöhe hat (etwa 7 % Steigerung bei beidseitigem Schmierstoffauftrag). Durch Änderungen der Geometrie hingegen lässt sich die Prägehöhe um bis zu 120 % steigern.14

14
Doege, E.; Breidohr, B.EFB-Forschungsbericht Nr. 35: Untersuchungen zum Tiefziehen von Teilen mit unebenen BodenformenEuropäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e. V.Hannover1988
20
Wolf, H.; Kluge, S.Spannungs- und Formänderungsuntersuchungen beim Hohlprägen von FormfeldernUmformtechnik 20Zwickau1986
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