IM FOKUS
Obwohl
der geometrische
Umformgrad
bei beiden
Varianten
0,9 beträgt,
ruft die zweifache
Umformung
aufgrund
der damit
einhergehenden
zusätzlichen
Scherung
einen
Unterschied
von ΔφV = 1,2 im Randbereich
hervor.
Neben
der gewählten
Prozessroute,
den Werkzeugradien
und dem Reibwert
haben
die
Schulteröffnungswinkel
der Matrizen
den größten
Einfluss
auf
die randnahen
Umformgrade.
Bild 2 zeigt, dass eine
Erhöhung
der Winkel
von 60 auf 145 ° beim zweistufigen
Prozess
im grossen
Absatz
eine
maximale
Umformgradsteigerung
Δφ von bis
zu 2,8 bewirkt.
Die Anpassung
der Schulteröffnungswinkel
ist eine
naheliegende
Methode
zur Steigerung
der oberflächennahen
Festigkeit.
Es ist jedoch
zu beachten,
dass die kombinierte
Wahl von
geringen
Werkzeugradien
und hohem
Schulteröffnungswinkel
die notwendige
Umformkraft
erhöht.
Die Werkzeuge
werden
somit stärker
belastet.
Außerdem
sind oberflächennahe
Bereiche der umgeformten
Werkstücke
durch die stärkere
Werkstoffumlenkung
empfindlich
für Oberflächenrisse.
EIGENSCHAFTEN
DER WELLEN
Zur Validierung
der numerischen
Ergebnisse
wurden
Fließpressversuche
an einer
hydraulischen
Ziehpresse
des Typs
M+W BZE 1000-30.1.1 mit einer
Nennkraft
von 10 MN durchgeführt.
Der verwendete
Aufbau
sowie
die produzierten
Wellen
sind exemplarisch
in Bild 3 dargestellt.
Zur Analyse
der mechanischen
Eigenschaften
der Wellen
wurden
Längs- und Querschliffe
angefertigt
und Härtemessungen
sowie
Rauheitsmessungen
an der Wellenoberfläche
Bild 2: Einfluss
der Schulteröffnungswinkel
auf die Umformgradverteilung
(zweistufiges
und einstufiges
Fließpressen)
durchgeführt.
Durch Zug- und Druckversuche
an Werkstoffproben
aus der Wellenmittelachse
wurde
das Verfestigungsverhalten
beziehungsweise
die Restumformbarkeit
der Wellen
analysiert.
Zudem
wurden
die lokalen
Eigenspannungen
mittels
Bohrlochmethode
bestimmt.
Der Vorteil
einer
qualitativen
Festigkeitsbewertung
anhand
von Härtemessungen
liegt in der Möglichkeit
zur AbschätMECHANISCHE
28 massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2019