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5
Runde Ziehteile
5.2
Anschlagzug
5.2.2
Ziehstempel Teilkräfte und Gesamtkraft
203 Artikel  2254 Elemente

Ziehstempel Teilkräfte und Gesamtkraft

5.2.2
Benennungen Tiefziehen
Abb. 1
Benennungen Tiefziehen
dA Flanschdurchmesser d0 Platinendurchmesser d1 Stempeldurchmesser h Ziehteilhöhe pn Niederhalterdruck s0 Blechdicke rM Ziehringradius μ1 Reibwert Blech / Niederhalter μ2 Reibwert Blech / Matrize μ3 Reibwert Blech / Ziehringradius

Beim Tiefziehen rotationssymmetrischer Blechformteile im Anschlagzug wirken auf den Ziehstempel fünf Teilkräfte:

  • Fid die zur verlustlosen Umformung in der Umformzone erforderliche ideelle Umformkraft.
  • Fb die zur Biegung des Bleches um den Matrizenradius rM erforderliche Biegekraft.
  • FR B/N die wirkende Reibungskraft zwischen Blech und Niederhalter.
  • FR B/Z die wirkende Reibungskraft zwischen Blech und Matrize.
  • FR B/ZR die wirkende Reibungskraft zwischen Blech und Matrizenrundung rM.
Gl. 1
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} F_{\color{myred}ges}=F_{\color{myred}id}+F_{\color{myred}b}+F_{\color{myred}R\;B/N}+F_{\color{myred}R\;B/Z}+F_{\color{myred}R\;B/ZR}
Gl. 2
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} \sigma_{\color{myred}Z}=\frac{F_{\color{myred}ges}}{d_{\color{myred}1}\cdot\pi\cdot s_{\color{myred}0}}
Gl. 3
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} F_{\color{myred}id}=d_{\color{myred}1}\cdot\pi\cdot s_{\color{myred}0}\cdot k_{\color{myred}fm}\cdot\ln\left(\frac{d_{\color{myred}A}}{d_{\color{myred}1}}\right)
Gl. 4
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} F_{\color{myred}b}=\pi\cdot d_{\color{myred}1}\cdot s_{\color{myred}0}\cdot\frac{k_{\color{myred}fi}\cdot s_{\color{myred}0}}{4\cdot r_{\color{myred}M}}
Gl. 5
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} F_{\color{myred}R\;B/N}=\mu_{\color{myred}1}\cdot\frac\pi4\cdot\left(d_{\color{myred}A}^{\color{myred}2}-d_{\color{myred}1}^{\color{myred}2}\right)\cdot p_{\color{myred}N}
Gl. 6
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} F_{\color{myred}R\;B/Z}=\mu_{\color{myred}2}\cdot\frac\pi4\cdot\left(d_{\color{myred}A}^{\color{myred}2}-d_{\color{myred}1}^{\color{myred}2}\right)\cdot p_{\color{myred}N}
Gl. 7
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} F_{\color{myred}R\;B/ZR}=\left(e^{\color{myred}\mu_{\color{myred}3}\cdot\frac\pi2}-1\right)\cdot\left(F_{\color{myred}id}+F_{\color{myred}R\;B/N}+F_{\color{myred}R\;B/Z}\right)
Stempel-GesamtkraftFges=38,86kN 
ZugspannungσZ=123,68MPa 
Ideelle UmformkraftFid=24,73kN 
BiegekraftFb=6,87kN 
Reibkraft Blech zu NiederhalterFR B/N=0,27kN 
Reibkraft Blech zu ZiehringFR B/Z=0,27kN 
Reibkraft Blech zu ZiehringradiusFR B/ZR=6,71kN 
Durchmesser FlanschdA = 130mm
Durchmesser Stempeld1 = 100mm
Blechstärkes0 = 1mm
Mittlere Kaltverfestigungkfm = 300MPa
Obere Fließspannungkfi = 350MPa
MatrizenradiusrM = 4mm
Niederhalterdruckpn = 1MPa
Reibwertμ1 = 0,05
μ2 = 0,05
μ3 = 0,15
130
Ber. 1
Teilkräfte nach Siebel und Panknin935

Die Reibwerte können je nach Oberflächenbeschaffenheit des Werkzeugs und des Blechs variieren.

Die mittlere Kaltverfestigung kfm und die obere Fließspannung kfi werden anhand der Umformgrande φ1 und φ2 und unter Verwendung der Fließkurven berechnet. Für kfi sollte der Umformgrad φ2 verwendet werden.

Eine Abschätzung der maximalen Gesamtkraft auf den Stempel kann unter der folgenden Vereinfachung erfolgen:

Gl. 8
\require{color}\definecolor{myred}{RGB}{255,0,0} F_{\color{myred}max}\approx F_{\color{myred}ges}\left(d_{\color{myred}A}\approx0,77\cdot D_{\color{myred}0};k_{\color{myred}fm}\approx1,3\cdot R_{\color{myred}m}\right)
9
Siegert, K. / Blechumformung / Springer Vieweg / Berlin / 2015 / …
35
Strackerjahn, W. / Die Voraussage des Versagensfalls beim Tiefziehen rechteckiger Teile / Dissertation / Hannover / 1982 / …
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