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Jochen Dietrich Praxis der Umformtechnik Umform- und Zerteilverfahren, Werkzeuge, Maschinen 12. Auflage Praxis der Umformtechnik Jochen Dietrich Praxis der Umformtechnik Umform- und Zerteilverfahren, Werkzeuge, Maschinen 12., überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 434 Abbildungen und 123 Tabellen JochenDietrich HTWDresden/UniversityofAppliedSciences Dresden,Deutschland ISBN978-3-658-19529-8 ISBN978-3-658-19530-4(eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-658-19530-4 DieDeutscheNationalbibliothekverzeichnetdiesePublikationinderDeutschenNationalbibliografie;detaillier- tebibliografischeDatensindimInternetüberhttp://dnb.d-nb.deabrufbar. SpringerVieweg Biszur4.AuflageerschiendasBuchunterdemTitelHandbuchUmformtechnikimHoppenstedtVerlag,Darm- stadt.Inder5.AuflageerschiendasBuchunterdemTitelPraxiswissenUmformtechnikimViewegVerlag,alle unterderalleinigenAutorenschaftvonProf.HeinzTschätsch. ©SpringerFachmedienWiesbadenGmbH1997,2001,2003,2005,2008,2010,2013,2018 DasWerkeinschließlichallerseinerTeileisturheberrechtlichgeschützt.JedeVerwertung,dienichtausdrücklich vomUrheberrechtsgesetzzugelassenist,bedarfdervorherigenZustimmungdesVerlags.Dasgiltinsbesondere fürVervielfältigungen,Bearbeitungen,Übersetzungen,MikroverfilmungenunddieEinspeicherungundVerar- beitunginelektronischenSystemen. DieWiedergabevonGebrauchsnamen,Handelsnamen,Warenbezeichnungenusw.indiesemWerkberechtigt auchohnebesondereKennzeichnungnichtzuderAnnahme,dasssolcheNamenimSinnederWarenzeichen- undMarkenschutz-Gesetzgebungalsfreizubetrachtenwärenunddahervonjedermannbenutztwerdendürften. DerVerlag,dieAutorenunddieHerausgebergehendavonaus,dassdieAngabenundInformationenindiesem WerkzumZeitpunktderVeröffentlichungvollständigundkorrektsind.WederderVerlagnochdieAutorenoder dieHerausgeberübernehmen,ausdrücklichoderimplizit,GewährfürdenInhaltdesWerkes,etwaigeFehler oderÄußerungen.DerVerlagbleibtimHinblickaufgeografischeZuordnungenundGebietsbezeichnungenin veröffentlichtenKartenundInstitutionsadressenneutral. Lektorat:ThomasZipsner GedrucktaufsäurefreiemundchlorfreigebleichtemPapier SpringerViewegistTeilvonSpringerNature DieeingetrageneGesellschaftistSpringerFachmedienWiesbadenGmbH DieAnschriftderGesellschaftist:Abraham-Lincoln-Str.46,65189Wiesbaden,Germany Inhaltsverzeichnis Teil I: Umform- und Trennverfahren ..................................................... 1 1 Einteilung der Fertigungsverfahren ................................................................ 3 2 Begriffe und Kenngrößen der Umformtechnik .............................................. 5 2.1 Plastische (bleibende) Verformung ..................................................................... 5 2.2 Fließspannung kf ................................................................................................. 6 2.3 Formänderungswiderstand kw ............................................................................. 9 2.4 Formänderungsvermögen .................................................................................... 10 2.5 Formänderungsgrad und Hauptformänderung .................................................... 16 2.6 Formänderungsgeschwindigkeit .......................................................................... 18 2.7 Testfragen zu Kapitel 2 ....................................................................................... 19 3 Reibung und Schmierung beim Umformen .................................................... 20 3.1 Kalt-Massivumformung ...................................................................................... 20 3.2 Warm-Massivumformung ................................................................................... 22 3.3 Blechumformung ................................................................................................. 22 3.4 Testfragen zu Kapitel 3 ....................................................................................... 22 4 Stauchen ............................................................................................................. 23 4.1 Definition ............................................................................................................ 23 4.2 Anwendung ......................................................................................................... 23 4.3 Ausgangsrohling ................................................................................................. 23 4.4 Zulässige Formänderungen ................................................................................. 24 4.5 Stauchkraft .......................................................................................................... 28 4.6 Staucharbeit ......................................................................................................... 28 4.7 Stauchwerkzeuge ................................................................................................. 29 4.8 Erreichbare Genauigkeiten .................................................................................. 31 4.9 Fehler beim Stauchen .......................................................................................... 32 4.10 Berechnungsbeispiele .......................................................................................... 32 4.11 Testfragen zu Kapitel 4 ....................................................................................... 37 5 Fließpressen ....................................................................................................... 38 5.1 Definition ............................................................................................................ 38 5.2 Anwendungen des Fließpressens ........................................................................ 38 5.3 Unterteilungen des Fließpressens ........................................................................ 40 5.4 Ausgangsteil ........................................................................................................ 40 5.5 Hauptformänderung φh ....................................................................................... 41 5.6 Kraft- und Arbeitsberechnung ............................................................................. 42 5.7 Fließpresswerkzeuge ........................................................................................... 43 5.8 Armierungsberechnung nach VDI 3186 Bl. 3 für einfach armierte Pressbüchsen ....................................................................... 45 5.9 Erreichbare Genauigkeiten .................................................................................. 47 5.10 Fehler beim Fließpressen .................................................................................... 48 5.11 Stadienplan .......................................................................................................... 49 5.12 Berechnungsbeispiele .......................................................................................... 50 V VI Inhaltsverzeichnis 5.13 Formenordnung .................................................................................................... 55 5.14 Testfragen zu Kapitel 5 ........................................................................................ 61 6 Gewinde-, Verzahnungs- und Ringwalzen....................................................... 62 6.1 Unterteilung der Gewindewalzverfahren ............................................................. 62 6.2 Anwendung der Verfahren .................................................................................. 64 6.3 Vorteile des Gewindewalzens .............................................................................. 65 6.4 Bestimmung des Ausgangsdurchmessers ............................................................ 66 6.5 Rollgeschwindigkeiten mit Rundwerkzeugen ..................................................... 67 6.6 Walzwerkzeuge .................................................................................................... 67 6.7 Beispiel ................................................................................................................ 69 6.8 Gewindewalzmaschinen ...................................................................................... 70 6.9 Verfahren und Maschinen für das Walzen von Verzahnungen ........................... 75 6.10 Ringwalzen .......................................................................................................... 82 6.11 Herstellung von Ringen durch das TRENPRO®-Verfahren ................................ 90 6.12 Testfragen zu Kapitel 6 ........................................................................................ 92 7 Kalteinsenken ..................................................................................................... 93 7.1 Definition ............................................................................................................. 93 7.2 Anwendung des Verfahrens ................................................................................. 93 7.3 Zulässige Formänderungen .................................................................................. 94 7.4 Kraft- und Arbeitsberechnung ............................................................................. 94 7.5 Einsenkbare Werkstoffe ....................................................................................... 95 7.6 Einsenkgeschwindigkeit ...................................................................................... 96 7.7 Schmierung beim Kalteinsenken ......................................................................... 96 7.8 Gestaltung der einzusenkenden Werkstücke ....................................................... 96 7.9 Einsenkwerkzeug ................................................................................................. 97 7.10 Vorteile des Kalteinsenkens ................................................................................. 98 7.11 Fehler beim Kalteinsenken .................................................................................. 99 7.12 Maschinen für das Kalteinsenken ........................................................................ 99 7.13 Berechnungsbeispiele .......................................................................................... 100 7.14 Testfragen zu Kapitel 7 ........................................................................................ 101 8 Massivprägen ..................................................................................................... 102 8.1 Definition ............................................................................................................. 102 8.2 Unterteilung und Anwendung der Massivprägeverfahren ................................... 102 8.3 Kraft- und Arbeitsberechnung ............................................................................. 103 8.4 Werkzeuge ........................................................................................................... 104 8.5 Fehler beim Prägen .............................................................................................. 105 8.6 Beispiel ................................................................................................................ 105 8.7 Testfragen zu Kapitel 8 ........................................................................................ 106 9 Abstreckziehen ................................................................................................... 107 9.1 Definition ............................................................................................................. 107 9.2 Anwendung des Verfahrens ................................................................................. 107 9.3 Ausgangsrohling .................................................................................................. 107 9.4 Hauptformänderung ............................................................................................. 107 9.5 Kraft- und Arbeitsberechnung ............................................................................. 109 9.6 Beispiel ................................................................................................................ 109 9.7 Testfragen zu Kapitel 9 ........................................................................................ 110 Inhaltsverzeichnis VII 10 Drahtziehen ........................................................................................................ 111 10.1 Definition ............................................................................................................ 111 10.2 Anwendung ......................................................................................................... 111 10.3 Ausgangsmaterial ................................................................................................ 112 10.4 Hauptformänderung ............................................................................................ 112 10.5 Zulässige Formänderungen ................................................................................. 112 10.6 Ziehkraft .............................................................................................................. 113 10.7 Ziehgeschwindigkeiten ........................................................................................ 113 10.8 Antriebsleistung .................................................................................................. 114 10.9 Ziehwerkzeuge .................................................................................................... 115 10.10 Beispiel ................................................................................................................ 118 10.11 Testfragen zu Kapitel 10 ..................................................................................... 119 11 Rohrziehen ......................................................................................................... 120 11.1 Definition ............................................................................................................ 120 11.2 Rohrziehverfahren ............................................................................................... 120 11.3 Hauptformänderung und Ziehkraft ...................................................................... 121 11.4 Ziehwerkzeuge .................................................................................................... 122 11.5 Beispiel ................................................................................................................ 123 11.6 Testfragen zu Kapitel 11 ..................................................................................... 123 12 Strangpressen .................................................................................................... 124 12.1 Definition ............................................................................................................ 124 12.2 Anwendung ......................................................................................................... 124 12.3 Ausgangsmaterial ................................................................................................ 125 12.4 Die Strangpressverfahren .................................................................................... 125 12.5 Hauptformänderung ............................................................................................ 128 12.6 Formänderungsgeschwindigkeiten beim Strangpressen ..................................... 128 12.7 Presskraft ............................................................................................................. 129 12.8 Arbeit................................................................................................................... 131 12.9 Werkzeuge........................................................................................................... 133 12.10 Strangpressmaschinen ......................................................................................... 135 12.11 Beispiel ................................................................................................................ 136 12.12 Testfragen zu Kapitel 12 ..................................................................................... 137 13 Gesenkschmieden .............................................................................................. 138 13.1 Definition ............................................................................................................ 138 13.2 Ausgangsrohling ................................................................................................. 138 13.3 Unterteilung und Anwendung des Verfahrens .................................................... 139 13.4 Vorgänge im Gesenk ........................................................................................... 141 13.5 Kraft- und Arbeitsberechnung ............................................................................. 142 13.6 Werkzeuge........................................................................................................... 148 13.7 Gestaltung von Gesenkschmiedeteilen ................................................................ 152 13.8 Erreichbare Genauigkeiten .................................................................................. 153 13.9 Quer- und Reckwalzen zur Qualitätsverbesserung ............................................. 153 13.10 Beispiel ................................................................................................................ 155 13.11 Axialvorschub-Querwalzen (AVQ) zur flexiblen Bauteilerzeugung ........................................................................... 157 13.12 Testfragen zu Kapitel 13 ..................................................................................... 160 VIII Inhaltsverzeichnis 14 Tiefziehen ............................................................................................................ 161 14.1 Definition ............................................................................................................. 161 14.2 Anwendung des Verfahrens ................................................................................. 161 14.3 Umformvorgang und Spannungsverteilung ......................................................... 162 14.4 Ausgangsteil ........................................................................................................ 163 14.5 Zulässige Formänderung ...................................................................................... 170 14.6 Zugabstufung ....................................................................................................... 172 14.7 Berechnung der Ziehkraft .................................................................................... 174 14.8 Niederhalterkraft .................................................................................................. 175 14.9 Zieharbeit ............................................................................................................. 176 14.10 Ziehwerkzeuge ..................................................................................................... 178 14.11 Erreichbare Genauigkeiten .................................................................................. 187 14.12 Tiefziehfehler ....................................................................................................... 188 14.13 Beispiel ................................................................................................................ 190 14.14 Hydromechanisches Tiefziehen (Hydro-Mec-Ziehverfahren) ............................. 193 14.15 Außenhochdruckumformen (AHU®) .................................................................. 195 14.16 Innenhochdruckumformen ................................................................................... 200 14.17 Warmumformung beim Tiefziehen ...................................................................... 206 14.18 Testfragen zu Kapitel 14 ...................................................................................... 215 15 Ziehen ohne Niederhalter, Drücken und inkrementelle Blechumformung ............................................................... 216 15.1 Ziehen ohne Niederhalter ..................................................................................... 216 15.2 Drücken ............................................................................................................... 217 15.3 Inkrementelle Blechumformung .......................................................................... 223 15.4 Testfragen zu Kapitel 15 ...................................................................................... 234 16 Biegen .................................................................................................................. 235 16.1 Definition ............................................................................................................. 235 16.2 Anwendung des Verfahrens ................................................................................. 235 16.3 Biegeverfahren ..................................................................................................... 235 16.4 Grenzen der Biegeumformung ............................................................................. 237 16.5 Rückfederung ....................................................................................................... 238 16.6 Ermittlung der Zuschnittslänge ............................................................................ 239 16.7 Biegekraft ............................................................................................................ 240 16.8 Biegearbeit ........................................................................................................... 246 16.9 Biegewerkzeuge ................................................................................................... 247 16.10 Biegefehler ........................................................................................................... 249 16.11 Beispiel ................................................................................................................ 249 16.12 Biegemaschinen ................................................................................................... 250 16.13 Testfragen zu Kapitel 16 ...................................................................................... 259 17 Hohlprägen ......................................................................................................... 260 17.1 Definition ............................................................................................................. 260 17.2 Anwendung des Verfahrens ................................................................................. 260 17.3 Kraft- und Arbeitsberechnung ............................................................................. 261 17.4 Werkzeuge zum Hohlprägen ............................................................................... 264 17.5 Prägefehler ........................................................................................................... 265 Inhaltsverzeichnis IX 17.6 Beispiel ................................................................................................................ 265 17.7 Testfragen zu Kapitel 17 ..................................................................................... 265 18 Schneiden (Zerteilen) ........................................................................................ 266 18.1 Definition ............................................................................................................ 266 18.2 Ablauf des Schneidvorganges ............................................................................. 266 18.3 Unterteilung der Schneidverfahren nach DIN 8588 ............................................ 267 18.4 Zulässige Formänderung ..................................................................................... 268 18.5 Kraft- und Arbeitsberechnung ............................................................................. 268 18.6 Resultierende Wirkungslinie (Linienschwerpunkt) ............................................. 270 18.7 Schneidspalt ........................................................................................................ 273 18.8 Steg- und Randbreiten ......................................................................................... 275 18.9 Erreichbare Genauigkeiten .................................................................................. 276 18.10 Schneidwerkzeuge ............................................................................................... 276 18.11 Maschinen (offener Schneidvorgang) ................................................................. 286 18.12 Beispiel ................................................................................................................ 290 18.13 Testfragen zu Kapitel 18 ..................................................................................... 290 19 Feinschneiden (Genauschneiden) ..................................................................... 291 19.1 Definition ............................................................................................................ 291 19.2 Einsatzgebiete...................................................................................................... 291 19.3 Ablauf des Schneidvorganges ............................................................................. 291 19.4 Aufbau des Feinschneidwerkzeuges ................................................................... 292 19.5 Schneidspalt ........................................................................................................ 293 19.6 Kräfte beim Feinschneiden .................................................................................. 294 19.7 Feinschneidpressen ............................................................................................. 295 19.8 Testfragen zu Kapitel 19 ..................................................................................... 298 20 Fügen durch Umformen ................................................................................... 299 20.1 Clinchen .............................................................................................................. 300 20.2 Blindnieten .......................................................................................................... 304 20.3 Halbhohlstanznieten ............................................................................................ 306 20.4 Vollstanznieten .................................................................................................... 310 20.5 Falzen und Falzkleben ......................................................................................... 313 20.6 Testfragen zu Kapitel 20 ..................................................................................... 317 Teil II: Umformmaschinen ........................................................................ 319 21 Unterteilung der Umformmaschinen ............................................................... 321 21.1 Arbeitsgebundene Maschinen ............................................................................. 321 21.2 Weggebundene Maschinen ................................................................................. 321 21.3 Kraftgebundene Maschinen ................................................................................. 322 21.4 Testfrage zu Kapitel 21 ....................................................................................... 322 22 Hämmer ............................................................................................................. 323 22.1 Ständer und Gestelle............................................................................................ 323 22.2 Unterteilung der Hämmer .................................................................................... 323 22.3 Konstruktiver Aufbau .......................................................................................... 325 22.4 Automatisches Hammerschmieden ..................................................................... 332 22.5 Einsatzgebiete der Hämmer ................................................................................. 334 X Inhaltsverzeichnis 22.6 Beispiel ................................................................................................................ 334 22.7 Testfragen zu Kapitel 22 ...................................................................................... 335 23 Spindelpressen .................................................................................................... 336 23.1 Konstruktive Ausführungsformen ....................................................................... 336 23.2 Wirkungsweise der einzelnen Bauformen ........................................................... 336 23.3 Berechnung der Kenngrößen für Spindelpressen ................................................ 348 23.4 Vorteile der Spindelpressen (im Vergleich zu den Hämmern und Kurbelpressen) .......................................... 352 23.5 Typische Einsatzgebiete der Spindelpressen ....................................................... 352 23.6 Beispiele .............................................................................................................. 353 23.7 Testfragen zu Kapitel 23 ...................................................................................... 355 24 Exzenter- und Kurbelpressen ........................................................................... 356 24.1 Unterteilung dieser Pressen ................................................................................. 356 24.2 Gestellwerkstoffe ................................................................................................. 359 24.3 Körperfederung und Federungsarbeit .................................................................. 360 24.4 Antriebe der Exzenter- und Kurbelpressen .......................................................... 361 24.5 Berechnung der Kenngrößen ............................................................................... 368 24.6 Beispiel ................................................................................................................ 372 24.7 Einsatz der Exzenter- und Kurbelpressen ............................................................ 374 24.8 Testfragen zu Kapitel 24 ...................................................................................... 374 25 Kniehebelpressen ............................................................................................... 375 25.1 Kniehebelpressen mit Einpunktantrieb ................................................................ 375 25.2 Kniehebelpressen mit modifiziertem Kniehebelantrieb ....................................... 376 25.3 Liegende Kniehebelpressen ................................................................................. 379 25.4 Testfragen zu Kapitel 25 ...................................................................................... 379 26 Hydraulische Pressen ........................................................................................ 380 26.1 Antrieb der hydraulischen Pressen ...................................................................... 380 26.2 Beispiel ................................................................................................................ 382 26.3 Vorteile der hydraulischen Pressen ...................................................................... 383 26.4 Praktischer Einsatz der hydraulischen Pressen .................................................... 383 26.5 Testfragen zu Kapitel 26 ...................................................................................... 387 27 Sonderpressen .................................................................................................... 388 27.1 Stufenziehpressen ................................................................................................ 388 27.2 Mehrstufenpressen für die Massivumformung .................................................... 394 27.3 Stanzautomaten .................................................................................................... 403 27.4 Testfragen zu Kapitel 27 ...................................................................................... 407 28 Servopressen ....................................................................................................... 408 28.1 Einleitung ............................................................................................................. 408 28.2 Definition und Klassifizierung von Servopressen ............................................... 408 28.3 Antriebsstrukturen von Servopressen .................................................................. 409 28.4 Energiemanagement ............................................................................................. 411 28.5 Vorteile von Servopressen im Vergleich zu konventionellen Pressen................. 411 28.6 Testfragen ............................................................................................................ 413

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Praxis der Umformtechnik: Umform- und Zerteilverfahren, Werkzeuge, Maschinen PDF

480 Pages·2018·50.794 MB·German
by  Jochen Dietrich (auth.)
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by Jochen Dietrich (auth.)| 2018| 480 pages| 50.794| German

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Author:Jochen Dietrich (auth.)
Publication Year:2018
Pages:480
Language:German
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