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Über dieses Buch

Das Buch "Praxiswissen Umformtechnik", dass für die 8. Auflage überarbeitet wurde, zeigt den neuesten Stand der Technik auf dem Sektor der Umformtechnik. Im Teil I werden die Umform- und Trennverfahren abgehandelt. Es werden die wichtigsten Merkmale der Verfahren, die dazu notwendigen Werkzeuge und die Einsatzgebiete beschrie­ ben. An praktischen Beispielen wird gezeigt, wie man die erforderlichen Umformkräfte und Formänderungsarbeiten rechnerisch bestimmen kann. Im Teil 11 werden Umformmaschinen beschrieben und gezeigt, wie man ihre Kenngrößen rechnerisch bestimmen kann. In diesem Teil werden auch die flexiblen Fertigungssysteme in der Umformtechnik und die zur Vollautomatisierung erforderlichen Handlingsysteme (automatische Werkzeugwechsel- und Werkstück-Zubringersysteme), vorgestellt. Teil III enhält Tabellen und Fließkurven, mit Zahlenangaben, die zur Berechnung von Um­ formkräften und Formänderungsarbeiten erforderlich sind. Die modeme CNC-Technik in den Steuerungen dieser weitestgehend automatisierten Ferti­ gungsanlagen vermindert die Neben- und Rüstzeiten und damit auch die Herstellkosten. Außer diesen wirtschaftlichen Vorteilen, sind aber auch die technischen Vorteile, wie: Materialeinsparung optimaler Faserverlauf Kaltverfestigung beim Kaltumformen wichtige Gründe für den Einsatz der Umformverfahren. Das Buch stellt die wichtigsten Umform- und Trennverfahren und die dazugehörigen Werk­ zeuge und Maschinen in einer gerafften Form vor. In Kap. 15.4 wurde die inkrementale Blechumformung neu aufgenommen. Für den Techniker im Betrieb soll es ein Nachsch1agwerk sein, in dem er sich schnell orientie­ ren kann. Der Student hat mit diesem Buch ein Skriptum, das ihm im Hörsaal Schreibarbeit erspart und dadurch ein aufmerksames Anhören der Vorlesung ermöglicht.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Begriffe, Formelzeichen und Einheiten

Begriffe, Formelzeichen und Einheiten

Heinz Tschätsch

Umform- und Trennverfahren

Frontmatter

1. Einteilung der Fertigungsverfahren

Nach DIN 8580 werden die Fertigungsverfahren in 6 Hauptgruppen unterteilt.

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2. Begriffe und Kenngrößen der Umformtechnik

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.

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3. Oberflächenbehandlung

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

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4. Stauchen (DIN 8583)

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

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5. Fließpressen

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.

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6. Gewindewalzen

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

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7. Kalteinsenken

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

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8. Massivprägen

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

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9. Abstreckziehen (Abstrecken)

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.

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10. Drahtziehen

Drahtziehen ist ein Gleitziehen (Bild 10.1), bei dem ein Draht größerer Abmessung (

d

0

) durch einen Ziehring mit kleinerer Abmessung (

d

1

) 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. Beim Drahtziehen unterscheidet man nach der Abmessung des Drahtes zwischen:

Grobzug:

d

= 16 bis 4,2 mm

Mittelzug:

d

= 4,2 bis 1,6 mm

Feinzug:

d

= 1,6 bis 0,7 mm

Kratzenzug:

d

< 0,7 mm

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11. Rohrziehen

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.

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12. Strangpressen

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.

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13. Gesenkschmieden

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 13.2, Seite 124).

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14. Tiefziehen

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).

Dabei wird der Werkstoff durch den Ziehstempel in den von Stempel und Ziehring gebildeten Ziehspalt hineingezogen und zu einem Napf umgeformt.

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15. Ziehen ohne Niederhalter und Drücken

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

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16. Biegen

Biegen ist nach DIN 8586 ein Umformen von festen Körpern, mit dem aus Blechen oder Bändern abgewinkelte oder ringförmige Werkstücke erzeugt werden. Bei Biegen wird der plastische Zustand durch eine Biegebeanspruchung herbeigeführt.

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17. Hohlprägen

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.

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18. Schneiden (Zerteilen)

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).

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19. Feinschneiden (Genauschneiden)

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

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20. Fügen durch Umformen

Fügen durch Umformen ist laut DIN 8593 (siehe Bild 1.1) eine Sammelbezeichnung für Verfahren, bei denen die Fügeteile oder Hilfsfügeteile örtlich — bisweilen auch ganz — umgeformt werden. Die Umformkräfte können mechanisch, hydraulisch, elektromagnetisch oder auf andere Art, z.B. explosiv, aufgebracht werden. Die Verbindung ist im Allgemeinen durch Formschluss gegen ungewolltes Lösen gesichert. Dabei wird unterschieden in Fügen durch

Umformen drahtförmiger Körper (z.B. Flechten)

Umformen bei Blech-, Rohr- und Profilteilen (Bördeln, Falzen, Clinchen) und

Nietverfahren (Hohlnieten, Stanznieten).

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Pressmaschinen

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21. Unterteilung der Pressmaschinen

Die Pressmaschinen unterteilt man nach ihren charakteristischen Kenngrößen in arbeit-, kraftoder weggebundene Maschinen.

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22. Hämmer

Die wichtigsten Ständerausführungen der Hämmer zeigt Bild 22.1.

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23. Spindelpressen

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.

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24. Exzenter- und Kurbelpressen

Exzenter- und Kurbelpressen sind weggebundene Pressmaschinen.

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25. Kniehebelpressen

Kniehebelpressen (Bild 25.1) sind eine Sonderart 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.

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26. Hydraulische Pressen

Die Pressengestelle der hydraulischen Pressen sind meist als O- oder Torgestell (Bild 26.1) 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.

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27. Sonderpressen

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

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28. Werkstück- bzw. Werkstoffzuführungssysteme

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

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29. Weiterentwicklung der Umformmaschinen und der Werkzeugwechselsysteme

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

Vollautomatische Beschickung der Maschinen,

Vollautomatischer Werkzeugwechsel,

Vollautomatische Steuerung und Überwachung des Produktionsablaufes.

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Technische Tabellen

Technische Tabellen

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