Forschungsberichte

Umformeinheit - Untersuchungen an einem neuen Pressenkonzept zur Blechumformung

Jens Kuschke

120 Seiten 62 Abbildungen Hieronymus Buchreproduktions GmbH, München, 2001 ISBN 3-89791-213-9

Die Nachfrage nach individuellen Fahrzeugen steigt und ein Automobilunternehmen muss in der Lage sein, Nischenfahrzeuge kostengünstig fertigen zu können. Blechformteile mit weniger als 100 Stück pro Tag sind oftmals nicht wirtschaftlich mit kapitalintensiven Großteilstufenpressen herzustellen. Für diese Blechformteile müssen neue Fertigungsmethoden entwickelt werden. Die dazu notwendigen Fertigungsanlagen müssen im Vergleich zu konventionellen Umformmaschinen stark im Invest reduziert sein.

Dieses Ziel kann erreicht werden, wenn sich die Funktionen einer Umformanlage auf die Verfügbarkeit der erforderlichen Pressennennkraft und -arbeit, die Führung der Werkzeughälften und die kraftbeaufschlagte Zurücklegung eines Hauptweges durch den Pressenstößel reduzieren lassen. Die Firmen Schuler-SMG GmbH, Waghäusel und Nothelfer GmbH, Lockweiler haben zusammen mit dem Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen einen solchen Prototypen der Umformeinheit entwickelt und gebaut.

Die Erprobung der Umformeinheit erfolgt an einem Tiefziehwerkzeug für die erste Ziehstufe eines Türaußenblechs, da dies der kritischste Vorgang bei der Herstellung von Blechformteilen ist. Bei dieser Umformoperation besteht die größte Gefahr, dass aufgrund von Reißern, Falten oder Einfallstellen Ausschuss produziert wird. Um die Einflussgrößen und die elastischen Wechselwirkungen während des Tiefziehens erfassen zu können, wird vorab das Genauigkeitsverhalten der Umformeinheit ermittelt. Die gefertigten Türbleche werden in Bezug auf die Maßhaltigkeit und die Oberflächengenauigkeit mit der Originaltür verglichen.

Um die Messergebnisse der Genauigkeitsuntersuchung besser interpretieren und überprüfen zu können, wird ein geeignetes FEM-Simulationsmodell für die Umformeinheit generiert und ein Vergleich mit den Versuchsergebnissen durchgeführt.

Die Arbeit ist in folgende Teilaufgaben gegliedert:

  • Ermittlung des Genauigkeitsverhaltens der Umformeinheit durch Untersuchung des statischen und dynamischen Verhaltens bei mittiger und außermittiger Belastung
  • Durchführung von Referenzuntersuchungen an einer konventionellen Presse
  • Ermittlung der erzielbaren Teilequalität für verschiedene Werkstoffe im Vergleich zur Originaltür
  • Generierung eines FEM-Simulationsmodells zur zusätzlichen Interpretation und Überprüfung der Versuchsergebnisse