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2010-03-Schmiede-Journal

Spektrum tigkeit sowie die Druckbestän digkeit unter schwierigen klimatischen Wech selbe din gun - gen für den Einsatz der Gesenk schmiede - tech nologie. Auf Grund der guten bis sehr guten Verformbarkeit der Messing legie run - gen ist dieses Fertigungsverfahren geradezu prädestiniert für eine wirtschaftliche Her - stellung solch hoch belasteter Bauteile. Das hier vorgestellte Produkt findet im Bereich der Feuer wehrtechnik seinen Einsatz und wurde im Rahmen eines Koopera tions pro - jek tes der University of Science and Tech no - logy, Krakau, mit einem Industriepartner entwickelt. Hohlpressen – ein Verfahren mit enormen Vorteilen Die Besonderheiten von Messing-Schmie - destücken liegen zum einen in den sehr hohen Werkstoffkosten, die um den Faktor drei bis vier über den Kosten für massengleiche Stahl bauteile liegen, zum anderen in der Tatsache, dass selbst hochkomplexe Pro duk - te innerhalb einer Fertigungsstufe hergestellt werden müssen. Der Kostendruck im internationalen Wett be werb erlaubt im Allge mei - nen keine Fer tigung in mehreren Opera tio - nen. Hohl for men sowie Hinterschneidungen können üblicherweise nur durch eine an - schließende Zer spa nung (Bohren, Fräsen) realisiert werden, was einen immensen Mate - ri al einsatz mit sich bringt. Heute setzt man daher verstärkt auf das Ver fahren des Hohlpressens. Die eingesetzte Ma terialmenge wird hierbei drastisch reduziert und das Problem der fehlenden Vor - form-Möglichkeiten wird ausgeglichen. Ne - ben diesen enormen Vorteilen trägt die Mini - mierung der nachfolgenden mechanischen Endbear bei tung deutlich zur Steigerung der Wettbewerbs fähigkeit dieses komplexeren Fertigungsver fahrens bei. Ein komplexes Umformverfahren erfordert genauste Prozessplanung Beim Hohlpressen wirken während des Pressenhubs über hydraulisch-mechanisch ge koppelte Pressenzusatzmodule zusätzliche Stempel auf den Schmiedeprozess ein. Der Ablauf dieser mehrdirektionalen Umform - vor gänge ist nahezu immer identisch. Zu - nächst schließt sich das Gesenkoberteil, welches an schließend zusammen mit dem Ge - senk un terteil auf ein hydraulisches Fe der - kissen wirkt und die Kniehebel-Mechanik zur Bewegung der seitlichen Stempel auslöst. Diese Kniehebel-Mechanismen sind je nach Bauart des Pressenzusatzmoduls für zwei bis vier auf den Maschinenachsen liegende Stem pelbewegungen ausgelegt. Bild 2 zeigt die Komponenten einer solchen Werk - zeug an ord nung. Spezielle Konstruktionen erlauben auch seitliche Stempel an ord nun - gen, im Winkel zu den Maschinenachsen bzw. frei schwenkbar. Die Abstimmung der Kinematik aller am Um formprozess beteiligten Werkzeuge und Stem pel beeinflusst we - sent lich die Qualität des Pro duk tes. Im All - ge meinen ist bei diesen Verfah rens kon zep - ten auch mit einem erhöhten Er pro bungs auf - wand gegenüber einer konventionellen Schmiedung zu rechnen. Doch kann dies wei testgehend durch den Einsatz der Pro - zess simulation kompensiert werden. Hohlpressen – eine Herausforderung für die Prozesssimulation Bei der Simulation von Hohlpress pro zes - sen werden deutlich höhere Anforderungen an die Umformsimulation gestellt als bei der Analyse klassischer Gesenk schmiedepro - zesse. Bereits bei der Modellerstellung gilt es zunächst, nicht nur die Kinematik des „Hauptprozesses“ abzubilden – dies wird im Allgemeinen durch die Wahl eines Umform - Bild 2: Werkzeugkomponenten für das seitliche Hohlpressen. Bild 3: Gratausbildung am Schmiedeteil. Bild 4: Faltenanzeige. Bild 5: Simuliertes Hohlpressteil links: Darstellung des Umformgrades, rechts: Temperatur. Bilder: Autoren 50 Schmiede-Journal März 2010


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