Ziele |
1. Entwicklung von Verfahrensgrundlagen bzw. Richtlinien für Prozessgestaltung und Werkzeugauslegung für das Halbwarm-Napf-Querfließpressen von hochfesten Stählen Unter den Bedingungen des heutigen internationalen Wettbewerbes sind die Unternehmen der Umformtechnik gezwungen, geometrisch komplexe Bauteile aus schwierig umformbaren Werkstoffen zu entwickeln und zu fertigen. Das Verfahren des Quer-Fließpressens ermöglicht die umformtechnische Fertigung von Bauteilen, deren Form durch andere Fließpressverfahren nicht darstellbar ist. Das Napf-Quer-Fließpressen, siehe Bild 1, von kreuzförmigen Bauteilen mit hohlen Zapfen, insbesondere aus höherfesten Stählen, stößt auf seine Grenzen hinsichtlich des Formänderungsvermögens bei Raumtemperatur des umzuformenden Werkstoffes und der aus den Prozessbedingungen resultierenden Werkzeugbeanspruchung.
Eine Möglichkeit zur Erweiterung der oben genannten Verfahrensgrenzen bietet die Halbwarmumformung im Bereich von 600 °C bis 900 °C. Eine Erhöhung des Formänderungsvermögens bei Halbwarmtemperaturen soll die Verfahrensgrenzen hinsichtlich der Gestaltung von geometrischen Formen wesentlich erweitern. Durch eine temperaturbedingte Herabsetzung der Fließspannung ist mit einer signifikanten Reduzierung des in den aktiven Werkzeugteilen herrschenden Druckspannungszustandes zu rechnen. Zusätzliche positive Effekte der Kraft- bzw. Spannungsreduktion und der verbesserten Formfüllung könnten durch das Auslösen eines geteilten Stoffflusses in der Verfahrenskombination des Hohl-Querfließpressens mit einem doppelseitigen Napf-Rückwärtsfließpressen auftreten.
Eine Analyse des Standes der Technik bestätigt, dass die Verfahrensgrundlagen zum Halbwarm-Napf-Querfließpressen von kreuzförmigen Bauteilen mit Leichtbaupotential nur für Einzelfälle bekannt sind. Zentrales Ziel des Forschungsvorhabens bildet daher die Entwicklung von Verfahrensgrundlagen bzw. Richtlinien für Prozessgestaltung und Werkzeugauslegung für das Halbwarm-Napf-Querfließpressen von hochfesten Stählen zur Erschließung neuer Bauteilfamilien für kreuzartige Werkstücke. Wichtigstes Teilziel stellt dabei die Bestimmung der Prozesskräfte und Spannungen im Umformwerkzeug verbunden mit der Bestimmung von Verfahrensgrenzen dar. Folgende Versuchsparameter sollen dabei variiert werden: Werkstückwerkstoffe, Rohteil- und Werkzeugtemperatur, Zapfenanzahl und geometrische Verhältnisse, Position der Stirnflächen von Zapfenstempeln in Relation zum Rohteil, Rohteil- und Zapfenlänge, Schmierstoffsysteme.
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