Präzise Herstellung der Werkzeuge sichert fehlerfreien Umformprozess

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Universität Hannover Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen

In den ersten Untersuchungen konnte jedoch nachgewiesen werden, dass der Randbereich beim Erodieren stark aufgehärtet wird. Ob der gehärtete Randbereich den Verschleiß reduziert oder ob durch den hohen S_k-Wert der Verschleiß begünstigt wird, soll anhand von Serienschmiedeversuchen überprüft werden.

Ermittlung der Reibfaktoren bei Schmiedetemperatur

Der Ringstauchversuch ist ein Modellversuch zur experimentellen Ermittlung des Reibfaktors m für Verfahren der Warmmassivumformung. Bei diesem Versuch werden Hohlzylinder mit einem definierten Ausgangsverhältnis von 6:3:2 (d_o:d_i:h) zwischen zwei ebenen, parallelen Stauchbahnen gestaucht. Die Endabmessungen der gestauchten Proben stellen sich entsprechend den an den Stirnflächen herrschenden Reibverhältnissen ein.

Bei geringer Reibung fließt das Material stärker nach außen und der Innendurchmesser vergrößert sich. Bei hoher Reibung hingegen fließt das Material nach innen und der Innendurchmesser verkleinert sich. In Bild 6 sind links eine Ausgangsprobe und daneben zwei gestauchte Ringproben bei unterschiedlichen Reibwerten dargestellt.

Höhere Temperatur führt immer zu höheren Reibfaktoren

Die Auswertung der Versuche erfolgt anhand berechneter Kalibrierkurven nach Avitzur [5]. Da der Reibfaktor m aus der Änderung der Geometrie der gestauchten Probe ermittelt wird, muss diese möglichst präzise bestimmt werden. Um dies zu gewährleisten, erfolgt die Vermessung mit einem Schiebe-Messgerät der Firma Leitz-Strassmann, welches eine Auflösung von 0,0001 mm besitzt. In Bild 7 sind die aus den Ringstauchversuchen ermittelten Reibfaktoren dargestellt.

Es ist eine deutliche Abhängigkeit der Reibfaktoren vom Bearbeitungsverfahren, den Bearbeitungsparametern und der Umformtemperatur zu erkennen. Eine höhere Temperatur hat unabhängig vom Bearbeitungsverfahren höhere Reibfaktoren zur Folge. Hohe Stromstufen führen zu den höchsten Werten im Rahmen der Untersuchungen.

Höchste Reibfaktoren bei auf 55 HRC gehärteten Werkzeugen

Bei den gedrehten Werkzeugen sind die Reibwerte unabhängig vom Vergütungszustand. Eine Abhängigkeit vom Vergütungszustand ist ausschließlich bei den erodierten Werkzeugen zu erkennen. Die höchsten Reibfaktoren werden durchgehend bei den auf 55 HRC gehärteten Werkzeugen erreicht.

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