ISBN: 3540177094
TITLE: Umformtechnik. Handbuch fr Industrie und Wissenschaft
AUTHOR: Lange, Kurt (Hrsg.)
TOC:

1 Einfhrung (K. Lange) 1
2 Stauchen (M. Herrmann) 5
2.0 Einordnung, Bedeutung, Grundlagen 5
2.1 Stoffflu, Reibung und Schmierung 6
2.2 Spannungen, Kraft- und Arbeitsbedarf 7
2.3 Kenngren und Verfahrensgrenzen 12
2.3.1 Zulssige Umformung 13
2.3.2 Zulssiges Stauchverhltnis 13
2.3.2.1 Kaltstauchen 14
2.3.2.2 Warmstauchen 14
2.3.3 Zulssige Werkzeugbeanspruchung 16
2.4 Vorstaucher 17
2.4.1 Fester Vorstaucher 17
2.4.2 Gefederter Vorstaucher 17
2.5 Stauchverfahren 18
2.5.1 Kaltstauchen 19
2.5.1.1 Werkstoffe, Ausgangsmaterial 19
2.5.1.2 Verfahren des Kaltstauchens 19
2.5.2 Flachprgen 21
2.5.3 Taumelpressen 21
2.5.4 Warmstauchen 25
2.6 Maschinen 25
2.6.1 Maschinen zum Kaltstauchen 25
2.6.2 Maschinen zum Warmstauchen 31
2.7 Werkzeuge, Gestaltung und Werkstoffe 31
Literatur zu Kapitel 2 34
3 Schmieden (K. Lange; H. Meyer-Nolkemper) 36
3.0 Einleitung 37
3.1 Grundverfahren des Schmiedens 37
3.1.1 Verfahren fr Querschnittsnderungen 40
3.1.2 Verfahren fr Richtungsnderungen 40
3.1.3 Verfahren zum Erzeugen von Hohlrumen 41
3.1.4 Verfahren des Gesenkschmiedens im engeren Sinne 42
3.1.5 Verfahren zum Trennen 43
3.1.6 Verfahren zum Fgen 45
3.2 Theoretische Grundlagen 46
3.2.1 Kennwerte des Umformvorgangs 47
3.2.1.1 Fliespannungen 47
3.2.1.2 Temperaturen 48
3.2.1.3 Reibzahlen 52
3.2.2 Freiformschmieden 53
3.2.2.1 Werkstoffflu 53
3.2.2.2 Spannungen, Krfte, Arbeitsbedarf 58
3.2.2.3 Radialumformen 59
3.2.3 Gesenkschmieden 65
3.2.3.1 Werkstoffflu 65
3.2.3.2 Spannungen, Krfte, Arbeitsbedarf 71
3.3 Werkstoffe fr Schmiedestcke 89
3.4 Wrmen zum Schmieden 105
3.5 Arbeitsablauf beim Schmieden 109
3.5.1 Freiformschmieden 109
3.5.2 Gesenkschmieden 114
3.5.2.1 Scherschneiden 116
3.5.2.2 Formpressen 117
3.5.2.3 Abgraten 123
3.5.2.4 Wrmebehandeln aus der Umformwrme 127
3.5.2.5 Reinigen 129
3.5.2.6 Kaltrichten und -prgen 131
3.5.3 Spezielle Gesenkschmiedeverfahren 131
3.5.3.1 Genau- und Przisionsschmieden 133
3.5.3.2 Formpressen ohne Grat 133
3.5.3.3 Halbwarmschmieden 136
3.5.3.4 Pulver- und Sinterschmieden 138
3.5.3.5 Isothermes, superplastisches und Heigesenkschmieden 138
3.6 Eigenschaften und Gestaltung von Gesenkschmiedestcken 138
3.6.1 Eigenschaften von Gesenkschmiedestcken 138
3.6.2 Gestaltung von Gesenkschmiedestcken 142
3.6.2.1 Beanspruchungsgerechte Gestaltung 142
3.6.2.2. Fliegerechte und werkzeuggerechte Gestaltung 142
3.6.2.3 Magerechte Gestaltung 144
3.6.2.4 Bearbeitungsgerechte Gestaltung 145
3.7 Werkzeuge zum Gesenkschmieden 147
3.7.1 Gesenke 147
3.7.2 Abgratwerkzeuge 152
3.8 Maschinen zum Schmieden 153
3.8.1 Maschinen zum Freiformschmieden 158
3.8.2 Maschinen zum Gesenkschmieden 160
3.8.2.1 Maschinen fr die Endformung und Zwischenformung 160
3.8.2.2 Sondermaschinen fr die Endformung 164
3.8.2.3 Sondermaschinen fr die Zwischenformung (Massenverteilung) 165
3.8.2.4 Mechanisierung und Automatisierung 166
3.9 Rechneruntersttzte Methoden 169
Literatur zu Kapitel 3 172
4 Walzen (T. Oberlnder; N. Kurz; K. Lange) 178
4.0 Einleitung 179
4.1 Grundbegriffe des Walzvorgangs 180
4.1.1 Bemerkungen, Voraussetzungen 180
4.1.2 Greifbedingung 183
4.1.3 Spannungen im Walzspalt 184
4.1.4 Lage der Fliescheide, Durchziehbedingung 185
4.1.5 Bremszug, Haspelzug 186
4.1.6 Walzkraft, Drehmoment, Leistung 188
4.1.7 Abweichungen von der elementaren Theorie189
4.1.7.1 Breitung 189
4.1.7.2 Haftzone 189
4.1.7.3 Elastische Walzenverformung 189
4.2 Fliegut-Walzverfahren 191
4.2.1 Allgemeines 191
4.2.2 Werkstoffe 192
4.2.2.1 Werkzeugstoffe 192
4.2.2.2 Walzbare Werkstoffe, Eigenschaften 193
4.2.3 Schmierung 193
4.2.4 Walzverfahren 194
4.2.4.1 Flach-Lngswalzen 194
4.2.4.2 Profil-Lngswalzen 198
4.2.4.3 Walzen von Drhten und Rohren198
4.2.5 Schrgwalzen 202
4.3 Stckgut-Walzverfahren 205
4.3.0 Einleitung 205
4.3.1 Oberflchenfeinwalzen 205
4.3.1.1 Einleitung 205
4.3.1.2 Grundlagen, Verfahrensgrenzen 206
4.3.1.3 Glattwalzen 208
4.3.1.4 Mawalzen 209
4.3.1.5 Festwalzen 209
4.3.1.6 Maschinen und Einrichtungen 211
4.3.2 Profilwalzen von Rohteilen 211
4.3.2.1 Lngswalzen 211
4.3.2.2 Querwalzen 214
4.3.2.3 Schrgwalzen 215
4.3.3 Profilwalzen von Fertigteilen 216
4.3.3.1 Lngswalzen 216
4.3.3.2 Querwalzen 219
4.4 Gewindewalzen 221
4.4.1 Allgemeines 221
4.4.2 Grundlagen 221
4.4.3 Werkstoffe, Schmierstoffe 223
4.4.4 Walzbare Gewindeformen 224
4.4.5 Walzverfahren 224
4.4.5.1 Gewindewalzen mit Flachwerkzeugen 224
4.4.5.2 Gewindewalzen mit Rundwerkzeugen 225
4.4.6 Maschinen zum Gewindewalzen 227
4.4.7 Arbeitsgenauigkeit 227
4.5 Drckwalzen 228
4.5.1 Drckwalzen von Hohlteilen mit zylindrischer Mantellinie 229
4.5.1.1 Kinematik, Gleichlauf-, Gegenlaufverfahren 229
4.5.1.2 Formnderungen, Instabilitten 230
4.5.1.3 Spannungen, Krfte, Arbeiten 236
4.5.1.4 Verfahrensgrenzen, Auswirkung des Drckwalzens auf die Werkstoffeigenschaften 238
4.5.1.5 Anwendung, Beispiele 240
4.5.2 Drckwalzen von Hohlteilen mit kegeliger oder anders geformter Mantellinie 241
4.5.2.1 Kinematik, Formnderungen 241
4.5.2.2 Spannungen, Krfte 243
4.5.2.3 Verfahrensgrenzen 243
4.5.2.4 Anwendung, Beispiele 244
4.5.3 Arbeitsgenauigkeit 245
4.5.4 Werkzeuge 247
4.5.5 Werkzeugmaschinen 248
Literatur zu Kapitel 4 250
5 Grundlagen des Durchdrckens und Durchziehens (M. Geiger) 254
5.0 Einleitung 254
5.0.1 Durchdrcken 254
5.0.2 Durchziehen 256
5.1 Vergleichende Systembetrachtung von Durchdrck- und Durchziehvorgngen 258
5.2 Plastomechanische Grundlagen der Durchdrck- und Durchziehverfahren 260
5.2.1 Werkstoffflu, Formnderungen 260
5.2.2 Spannungen 263
5.2.2.1 Spannungszustand beim Voll-Vorwrts-Fliepressen und Strangpressen 265
5.2.2.2 Spannungszustand beim Gleitziehen von Vollkrpern 266
5.2.3 Umformarbeiten und -krfte bei den Durchdrck- und Durchziehverfahren 267
5.2.3.1 Umformarbeiten und -krfte beim Voll-Vorwrts-Fliepressen und -Strangpressen 269
5.2.3.2 Umformarbeiten und -krfte beim Gleitziehen von Vollkrpern 274
5.2.3.3 Zusammenfassung der Angaben ber die Krfte bei den Durchdrck- und Durchziehverfahren 275
5.2.3.4 Der Umformwirkungsgrad bei den Durchdrck- und Durchziehverfahren 276
5.2.4 Optimaler ffnungswinkel 277
5.3 Simulation von Durchdrck- und Durchziehvorgngen mit numerischen Nherungsverfahren 279
Literatur zu Kapitel 5 286
6 Durchziehen (U. Engel) 289
6.0 Einleitung 290
6.1 Berechnungsgrundlagen 293
6.1.1 Allgemeines 293
6.1.2 Gleitziehen von Vollkrpern 294
6.1.2.1 Draht-und Stabziehen 294
6.1.2.2 Profilziehen 298
6.1.2.3 Temperaturen beim Gleitziehen 299
6.1.3 Gleitziehen von Hohlkrpern 303
6.1.3.1 Hohlziehen ohne Stopfen 303
6.1.3.2 Hohlziehen ber festen Stopfen 306
6.1.3.3 Hohlziehen ber losen Stopfen 309
6.1.3.4 Abstreckgleitziehen 310
6.1.4 Walzziehen 311
6.2 Verfahrensgrenzen 312
6.2.1 Anstrengungsgrad 312
6.2.2 Optimaler ffnungswinkel 312
6.2.3 Ziebfehler 313
6.2.4 Rattern und Faltenbildung 315
6.2.5 Verfahrensgrenzen beim Abstreckgleitziehen 315
6.3 Werkstckformen 317
6.3.1 Allgemeines 317
6.3.2 Drahtziehen 317
6.3.3 Profilziehen bzw. Profilwalzziehen 318
6.4 Werkstoffe, Reibung und Schmierung 322
6.4.1 Allgemeines 322
6.4.2 Schmiertechnik beim Drahtziehen 322
6.4.2.1 Ziehen von Stahldraht 322
6.4.2.2 Ziehen von Kupferdraht 324
6.4.2.3 Ziehen von Aluminiumdraht 324
6.4.2.4 Drhte aus anderen Werkstoffen 324
6.4.3 Schmiertechnik beim Rohrziehen 324
6.4.4 Schmiertechnik beim Abstreckgleitziehen 325
6.5 Sonderverfahren 326
6.5.1 Allgemeines 326
6.5.2 Ziehen bei hohem Schmiermitteldruck 326
6.5.3 Ziehen mit berlagerter Ultraschallschwingung 328
6.5.4 Ziehen mit rotierendem Werkzeug 329
6.5.5 Ziehen im Stufenzug 329
6.5.6 Ziehen mit Khlung 331
6.5.7 Warmziehen 332
6.6 Werkzeuge 334
6.6.1 Allgemeines 334
6.6.2 Werkzeuge zum Gleitziehen 334
6.6.2.1 Geometrische Gestaltung 334
6.6.2.2 Werkstoffe und Herstellverfahren 337
6.6.2.3 Werkzeugverschlei und Werkzeugbruch 340
6.6.3 Werkzeuge zum Walzziehen 341
6.7 Werkstckeigenschaften nach dem Ziehen 342
6.7.1 Allgemeines 342
6.7.2 Eigenspannungen 342
6.7.3 Mechanische Eigenschaften 345
6.7.4 Oberflchenbeschaffenheit 346
6.8 Werkzeugmaschinen 347
6.8.1 Maschinen fr den Drahtzug 347
6.8.2 Maschinen fr den Stangen- und Rohrzug 352
6.8.3 Hilfseinrichtungen und Automatisierung 356
6.8.3.1 Drahtzug 356
6.8.3.2 Stangen- und Rohrzug 357
6.8.4 Maschinen zum Abstreckgleitziehen 357
6.8.5 Maschinen zum Walzziehen 359
Literatur zu Kapitel 6 360
7 Strangpressen (J. Breme; V. Schmidt) 367
7.0 Einleitung 367
7.1 Technologie und Werkstoffverhalten 371
7.1.1 Technologie des Strangprevorgangs 372
7.1.2 Temperaturverhltnisse beim Strangpressen 372
7.1.3 Reibung und Schmierung 382
7.1.4 Rechnerische Behandlung von Strangpreproblemen 384
7.2 Werkzeuge zum Strangpressen 388
7.3 Werkstckgestaltung, mgliche Strangprefehler 402
7.4 Werkstoffverhalten 408
7.4.1 Werkstoffflu 409
7.4.2 Fliespannung kf 412
7.4.3 Gefgeausbildung 420
7.4.4 Strangprebare Werkstoffe 426
7.5 Maschinenanlagen und Steuerungen 430
7.5.1 Antriebssysteme 430
7.5.2 Steuerungen 436
7.5.3 Pressenbauarten 438
7.5.4 Hilfs- und Zusatzeinrichtungen 439
7.5.5 Sonderkonstruktionen 448
7.5.5.1 Hydraulische Kabelpressen 448
7.5.5.2 Kurbel-Strangpressen (Kurbel-Rohrpressen) 449
Literatur zu Kapitel 7 450
8 Fliepressen (R. Geiger; K. Lange; W. Osen) 458
8.0 Einleitung 458
8.0.1 Historische Entwicklung 458
8.0.2 Verfahrensbersicht 458
8.0.3 Vorteile des Fliepressens 461
8.1 Fliepressen mit quasistationrem Werkstoffflu und Verjngen 462
8.1.1 Voll-Fliepressen 462
8.1.1.1 Werkstoffflu 462
8.1.1.2 Spannungen 463
8.1.1.3 Kraftbedarf 463
8.1.1.4 Optimale Dsenform 468
8.1.2 Hohl-Fliepressen 469
8.1.2.1 Werkstoffflu 469
8.1.2.2 Spannungen 469
8.1.2.3 Kraftbedarf 470
8.1.3 Verjngen 472
8.1.3.1 Werkstoffflu 473
8.1.3.2 Spannungen 474
8.1.3.3 Kraftbedarf 475
8.1.3.4 Verfahrensgrenzen 477
8.2 Fliepressen mit instationrem Werkstoffflu 478
8.2.1 Napf-Fliepressen 478
8.2.1.1 Werkstoffflu 479
8.2.1.2 Spannungen 480
8.2.1.3 Kraftbedarf 484
8.2.2 Querfliepressen 489
8.2.2.1 Werkstoffflu 491
8.2.2.2 Spannungen und Verfahrensgrenzen 492
8.2.2.3 Kraftbedarf 493
8.3 Sonderverfahren 493
8.3.1 Halbwarmfliepressen 493
8.3.2 Taumelpressen 497
8.3.3 Kaltgesenkschmieden 497
8.3.4 Fliepressen mit Wirkmedien, hydrostatisches Fliepressen 499
8.3.5 Kaltpreschweien 500
8.4 Verfahrensfolgen und Verfahrenskombinationen 502
8.4.1 Verfahrensfolgen 502
8.4.2 Verfahrenskombinationen 502
8.5 Herstellbare Werkstckformen 509
8.5.1 Formenordnung 509
8.5.2 Gestaltung von Kaltfliepreteilen 509
8.6 Werkstoffe fr Fliepreteile 513
8.6.1 Sthle 513
8.6.2 Nichteisenmetalle 515
8.7 Rohteilherstellung 518
8.7.1 Zuschnitte 518
8.8 Wrme- und Oberflchenbehandlung 518
8.8.1 Wrmebehandlung 518
8.8.2 Oberflchenbehandlung 520
8.9 Arbeitsgenauigkeit und Oberflchenbeschaffenheit 520
8.9.1 Erreichbare Arbeitsgenauigkeit 520
8.9.2 Oberflchenbeschaffenheit 521
8.10 Festlegung des Fertigungsplans 522
8.11 Werkzeuge 524
8.11.1 Werkzeuggestaltung 526
8.11.1.1 Aufbau 526
8.11.1.2 Gestaltung der Stempel 529
8.11.1.3 Gestaltung der Prebchsen/Matrizen 533
8.11.1.4 Gestaltung der Armierungsverbnde 537
8.11.2 Auslegung der Flieprewerkzeuge 540
8.11.2.1 Beanspruchung der Werkzeuge 540
8.11.2.2 Berechnung der Werkzeuge 540
8.11.3 Standmengen und Verschlei 546
8.11.3.1 Flieprestempel 549
8.11.3.2 Flieprematrizen 550
8.11.4 Werkzeugwerkstoffe 550
8.12 Werkzeugmaschinen zum Fliepressen und Automatisierung 556
8.12.1 Mechanische Pressen 558
8.12.2 Hydrauliche Pressen 558
8.12.3 Mehrstufenpressen 560
8.12.4 Automatisierung, Umrstsysteme, Prozeberwachung 562
8.13 Wirtschaftlichkeitsfragen beim Fliepressen 563
Literatur zu Kapitel 8 566
9 Eindrckverfahren (E. Nehl) 575
9.0 Einleitung 575
9.1 Grundlagen der Eindrckverfahren 578
9.1.0 Allgemeine Bemerkungen 578
9.1.1 Spannungszustand 578
9.1.2 Umformarbeiten und -krfte 582
9.2 Einsenken 584
9.2.0 Begriffe, Allgemeines 584
9.2.1 Werkstoffe zum Kalteinsenken 586
9.2.2 Beschreibung des Einsenkvorgangs 588
9.2.2.1 Werkstoffflu und Kaltverfestigung beim Kalteinsenken 588
9.2.2.2 Berechnung von Einsenkkraft und Einsenktiefe beim Kalteinsenken, Einflufaktoren auf Einsenkkraft und Einsenktiefe 589
9.2.2.3 Reibung und Schmierung 594
9.2.3 Wrmebehandlung nach dem Kalteinsenken 594
9.2.4 Werkzeuge zum Kalteinsenken 595
9.2.5 Maschinen zum Kalteinsenken 599
9.2.6 Warmeinsenken 599
9.3 Gewindefurchen 601
9.4 Freies Napfen 602
Literatur zu Kapitel 9 603
10 Rohteilherstellung (Th. Herlan) 605
10.0 Einleitung 605
10.1 Halbzeug 605
10.2 Trennverfahren zur Rohteilherstellung 608
10.2.1 Scheren 608
10.2.2 Brechen 623
10.2.3 Rohteilherstellung durch Sgen 623
10.2.3.1 Kreissgen 624
10.2.3.2 Bandsgen 628
10.2.4 Abstechdrehen 632
10.2.5 Schneiden 633
10.3 Weiterbehandlung getrennter Abschnitte 635
10.3.1 Setzen gescherter Abschnitte 635
10.3.2 Reinigungsstrahlen 636
10.3.3 Entgraten 637
10.4 Pulvermetallurgisch hergestellte Rohteile 638
10.5 Wirtschaftlichkeitsfragen 639
10.5.1 Einflugren 639
10.5.2 Gesichtspunkte beim Scheren 640
10.5.3 Gesichtspunkte beim Sgen 640
10.5.4 Einsatz vorgeformter Rohteile 642
10.5.5 Einsatz pulvermetallurgisch hergestellter Rohteile 642
Literatur zu Kapitel 10 643
11 Wrme- und Oberflchenbehandlung (K. Phlandt) 646
11.0 Einleitung 646
11.1 Wrmebehandlung 646
11.1.1 Vorbemerkung 646
11.1.2 Wichtige Verfahren der Wrmebehandlung von Stahl 648
11.1.2.1 berblick 648
11.1.2.2 Spannungsfreiglhen 648
11.1.2.3 Rekristallisationsglhen 649
11.1.2.4 Weichglhen 650
11.1.2.5 Normallhen 651
11.1.2.6 Blankglhen 653
11.1.2.7 Patentieren 653
11.1.3 Wrmebehandlung von Aluminiumlegierungen 653
11.1.4 Wrmebehandlung von Kupferlegierungen 655
11.1.5 Glhfehler 656
11.1.6 Einrichtungen zur Wrmebehandlung 656
11.1.6.1 Allgemeines 656
11.1.6.2 Wrmetrger 657
11.1.6.3 Glhfen 657
11.2 Oberflchenbehandlung 659
11.2.1 Oberflchenbehandlung beim Gleitziehen von Stahl 660
11.2.1.1 Entzundern 660
11.2.1.2 Aufbringen von Schmierstofftrgern 661
11.2.1.3 Aufbringen von Schmierstoffen 662
11.2.2 Oberflchenbehandlung in der Kaltmassivumformung 662
11.2.2.1 Allgemeines 662
11.2.2.2 Aufbringen von Schmierstofftrgern 663
11.2.2.3 Aufbringen von Schmierstoffen 667
Literatur zu Kapitel 11 668
Sachverzeichnis 671
END
