Peter Groche Books

Die Geschwindigkeit des Umformprozesses beeinflusst die Reibkräfte und somit die Prozesskräfte beim Tiefziehen. Mit der numerischen Simulation kann dieser Effekt qualitativ vorhergesagt abgeschätzt werden. Dies ist in besonderem Maße hilfreich bei der Auslegung von Prozessen mit komplexen Geometrien und kritischen Ziehverhältnissen, welche durch die maximal durch das Bauteil übertragbaren Kräfte limitiert sind. Damit erweitert sich das Prozessfenster des Tiefziehens sowohl hinsichtlich der Ziehtiefe, der geometrischen Formgebungs- als auch der Kraftreduzierungsmöglichkeiten. Weiterhin zu berücksichtigen ist die während des Prozesses erzeugte Wärme, die sowohl durch Reibung aber auch durch den Umformvorgang selbst entsteht, als auch die Veränderung der Oberflächeneigenschaften aufgrund hoher Flächenpressungen.

Im Vergleich mit den etablierten Verfahren Kugelstrahlen, Festwalzen und Diamantglätten werden die zu hebenden Potentiale sowie mögliche Alleinstellungsmerkmale des maschinellen Oberflächenhämmerns aufzeigt. Dabei werden die Verfahren einem Benchmark hinsichtlich der Einstellbarkeit relevanter Oberflächencharakteristika (Rauheit, Härte, Eigenspannungen) unterzogen. Um schwer zugängliche Bereiche mit einer modifizierten Kinematik zu bearbeiten, wird ein neues Hämmerwerkzeug entwickelt und optimiert. Für verschiedene, industrierelevante Materialien (Zamak, Al2024, 42CrMo4, WC-Co) mit Härten zwischen 120 und 960 HV wird unter Verwendung verschiedener Hammerkopfmaterialien und -geometrien ein Materialkatalog erstellt und eine Anwendungsrichtlinie erarbeitet.

Die Schnittstelle zwischen Werkzeug und Presse, die Werkzeugspannsituation, beeinflusst aufgrund von Schwingungen und Verlagerungen sowohl die Bauteilqualität als auch den Verschleiß. Der Hebelarm zwischen Prozesskraft und Spannkraft als ausschlaggebender Parameter wird durch den Einsatz von Schnellspannern verkürzt und damit bei gleicher Anzahl von Spannmitteln eine Steigerung der Steifigkeit erreicht. Am stärksten wird sowohl die Werkzeugbeschleunigung als auch die Werkzeugschwingung mit Magnetspannplatten reduziert, die aufgrund der flächigen Krafteinleitung eine steife Verbindung zwischen Werkzeug und Presse bieten.