Praxis der Umformtechnik

Nach DIN 8580 werden die Fertigungsverfahren in 6 Hauptgruppen unterteilt.

Im Gegensatz zur elastischen Verformung, bei der z. B. ein auf Zug beanspruchter Stab in seine Ursprungslänge zurückgeht, wenn ein bestimmter Grenzwert (Dehngrenze des Werkstoffes R_p0,2-Grenze) nicht überschritten wird, nimmt das plastisch verformte Werkstück die Form bleibend an.

Würde man die Rohlinge (Draht- oder Stangenabschnitte) nur einfach in das Preßwerkzeug einführen und dann pressen, dann wäre das Werkzeug nach wenigen Stücken nicht mehr zu gebrauchen. Durch eine entstehende Kaltverschweißung zwischen Werkstück und Werkzeug käme es im Werkzeug zum Fressen. Dadurch würden am Werkzeug Grate entstehen, die unbrauchbare Preßteile zur Folge hätten. Deshalb müssen die Rohlinge vor dem Pressen sorgfältig vorbereitet werden. Zu dieser Vorbereitung, die man zusammenfassend als »Oberflächenbehandlung« bezeichnet, gehören Beizen, Phosphatieren, Schmieren.

Stauchen ist ein Massivumformverfahren, bei dem die Druckwirkung in der Längsachse des Werkstückes liegt.

Fließpressen ist ein Massivumformverfahren, bei dem der Werkstoff unter Einwirkung eines hohen Druckes zum Fließen gebracht wird. Die Umformung erfolgt überwiegend bei Raumtemperatur — Kaltfließpressen — weil man dabei preßblanke Werkstücke mit hoher Maßgenauigkeit erhält.

Gewindewalzen ist ein Kalt-Massivumformverfahren, mit dem Gewinde aller Art, Kordel und Schrägverzahnungen hergestellt werden.

Kalteinsenken ist ein Kalt-Massivumformverfahren, bei dem ein gehärteter Stempel mit geringer Geschwindigkeit (kleiner als beim Fließpressen) in ein zu formendes Werkstück eindringt.

Massivprägen ist ein Kaltumformverfahren mit dem bei geringer Werkstoffwanderung bestimmte Oberflächenformen erzeugt werden.

Abstreckziehen ist ein Massivumformverfahren, bei dem die Umformkraft (Zugkraft), von der umgeformten Napfwand aufgenommen werden muß. Übersteigt die Spannung in der umgeformten Napfwand die Zugfestigkeit des Napfwerkstoffes, dann reißt der Boden ab.

Drahtziehen ist ein Gleitziehen (Bild 10.1), bei dem ein Draht größerer Abmessung (d₀) durch einen Ziehring mit kleinerer Abmessung (d₁) gezogen wird. Dabei erhält der Draht die Form und die Querschnittsmaße des Ziehringes. Das Drahtziehen gehört nach DIN 8584 zu den Fertigungsverfahren mit Zugdruckumformung, weil sich in der Verformungszone ein Spannungszustand, der sich aus Zug- und Druckumformung zusammensetzt, ergibt.

Das Rohrziehen ist ein Gleitziehen von Hohlkörpern (Hohlgleitziehen — DIN 8584), bei dem die Formgebung außen durch ein Ziehhol und innen durch einen Stopfen oder eine Stange erzeugt wird.

Strangpressen (Bild 12.1) ist ein Massivumformverfahren, bei dem ein erwärmter Block, der von einem Aufnehmer (Rezipienten) umschlossen ist, mittels Preßstempel durch eine Formmatrize gedrückt wird. Dabei nimmt der austretende Strang die Form der Matrize an.

Gesenkschmieden ist ein Warm-Massivumformverfahren. Nach DIN 8583 gehört es zu den Druckumformverfahren mit gegeneinander bewegten Formwerkzeugen, wobei der Werkstoff in eine bestimmte Richtung gedrängt wird und die Form der im Gesenk vorhandenen Gravuren annimmt (siehe Tabelle 13.1, Seite 114).

Tiefziehen ist ein Umformen von ebenen Zuschnitten (aus Blech) zu Hohlkörpern. Es gehört zu den Verfahren mit Zugdruckumformung. Die Umformung erfolgt unter Verwendung von:

Ziehring, Ziehstempel und Niederhalter (Bild 14.1).

Beim Ziehen ohne Niederhalter vereinfacht sich der Werkzeugaufbau, weil der Niederhalter entfällt. Außerdem kann das Ziehen ohne Niederhalter auf jeder einfachwirkenden Presse ausgeführt werden.

Biegen ist nach DIN 8586 ein Umformen von festen Körpern, mit dem aus Blechen oder Bändern abgewinkelte oder ringförmige Werkstücke erzeugt werden.

Prägen ist ein Umformverfahren, bei dem unter Einwirken eines hohen Druckes an einem Werkstück die Oberfläche verändert wird. Je nachdem, wie die Umformung dabei erfolgt, unterscheidet man zwischen Hohlprägen und Massivprägen.

Zerteilen ist nach DIN 8588 ein spanloses Trennen von Werkstoffen. Nach Art der Schneidenausbildung unterscheidet man zwischen dem Scherschneiden und dem Keilschneiden (Bild 18.1).

Feinschneiden ist ein Schneidverfahren, mit dem Werkstücke mit völlig glatter, abrißfreier Schnittfläche bei höchster Maßgenauigkeit erzeugt werden.

Die Preßmaschinen unterteilt man nach ihren charakteristischen Kenngrößen in arbeit-, kraft- oder weggebundene Maschinen.

Die wichtigsten Ständerausführungen der Hämmer zeigt Bild 21.1.

Spindelpressen sind mechanische Pressen, bei denen der Stößel durch eine Gewindespindel (meist 3-gängig) auf und ab bewegt wird. Sie zählen zu den arbeitgebundenen Maschinen, weil man an ihnen nur das Arbeitsvermögen unmittelbar einstellen kann. Das im Schwungrad gespeicherte Arbeitsvermögen ergibt sich aus der Abmessung und der Drehzahl des Schwungrades.

Exzenter- und Kurbelpressen sind weggebundene Preßmaschinen.

Kniehebelpressen (Bild 24.1) sind eine Abart der Kurbelpressen, bei denen die Kraft von der Kurbel über ein Hebelsystem (Kniehebel) erzeugt wird. Im Prinzip gelten, sowohl für den konstruktiven Aufbau als auch von der Wirkungsweise her, die Gesetzmäßigkeiten der Kurbelpresse.

Die Pressengestelle der hydraulischen Pressen sind meist als O- oder Torgestell (Bild 25.1) in Stahl-Schweißkonstruktion ausgebildet. Bei kleineren Maschinen ist das Gestell aus einem Stück und bei großen Maschinen in 3-geteilter Ausführung. Die 3 Hauptelemente Pressentisch, Seitenständer und Kopfstück werden durch Zuganker zusammengehalten.

Sonderpressen sind für ganz bestimmte Anwendungsgebiete bzw. ganz bestimmte Arbeitsverfahren konzipiert.

Alle automatisch im Dauerhub arbeitenden Pressen benötigen auch automatisch arbeitende Werkstückzuführeinrichtungen.

Auch in der Umformtechnik geht der Trend zu vollautomatischen flexiblen Fertigungssystemen. Ihre Merkmale sind: