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Oktober 2014
Norman Möller
Beschreibung der Relativgeschwindigkeiten sowie deren Einflüsse beim Tiefziehen
Die Reibung liefert einen großen Beitrag zu den Kräften beim Tiefziehen. Diese Reibkräfte unterliegen Einflüssen wie der Gleitgeschwindigkeit zwischen Blech und Werkzeug und der Flächenpressung. Mit modernen Servopressen ist die Möglichkeit gegeben, die Abhängigkeit der Reibkräfte von der Gleitgeschwindigkeit gezielt zu nutzen. Dazu müssen die Geschwindigkeitsverhältnisse im Tiefziehwerkzeug sowie die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Reibung bekannt sein.
Die vorliegende Arbeit hat die Beschreibung der Gleitgeschwindigkeit während des Tiefziehens in Abhängigkeit von der Position im Werkzeug zum Ziel. Weiterhin wird eine Approximation für die Beschreibung der Abhängigkeit des Reibkoeffizienten von der Gleitgeschwindigkeit und der Flächenpressung vorgeschlagen. Im Vergleich mit experimentell ermittelten Daten wird diese qualifiziert.
Hierfür werden Reibversuche mit variabler Flächenpressung und der Gleitgeschwindigkeit durchgeführt. Diese Daten dienen auch als Eingangsdaten für numerische Simulationen, mit denen die Prozesskräfte beim Tiefziehen in Abhängigkeit von der Prozessgeschwindigkeit untersucht werden. In experimentellen Tiefziehversuchen wird untersucht, wie die Stempelkraft von der Stempelgeschwindigkeit abhängt. Es folgt eine halbanalytische Vorhersage dieser Abhängigkeit. Deren Ergebnisse bilden die Grundlage für einen Vergleich mit experimentellen Daten. Weiterhin werden numerische Simulationen mit geschwindigkeitsabhängigem Reibkoeffizienten durchgeführt, die ebenso die Vorhersage der Geschwindigkeitsabhängigkeit zum Ziel haben und mit experimentellen Ergebnissen verglichen werden. Abschließend werden Differenzen zwischen halbanalytischer bzw. simulativer Vorhersage und den experimentellen Daten analysiert und die Ursachen diskutiert.
Die vorliegende Arbeit hat die Beschreibung der Gleitgeschwindigkeit während des Tiefziehens in Abhängigkeit von der Position im Werkzeug zum Ziel. Weiterhin wird eine Approximation für die Beschreibung der Abhängigkeit des Reibkoeffizienten von der Gleitgeschwindigkeit und der Flächenpressung vorgeschlagen. Im Vergleich mit experimentell ermittelten Daten wird diese qualifiziert.
Hierfür werden Reibversuche mit variabler Flächenpressung und der Gleitgeschwindigkeit durchgeführt. Diese Daten dienen auch als Eingangsdaten für numerische Simulationen, mit denen die Prozesskräfte beim Tiefziehen in Abhängigkeit von der Prozessgeschwindigkeit untersucht werden. In experimentellen Tiefziehversuchen wird untersucht, wie die Stempelkraft von der Stempelgeschwindigkeit abhängt. Es folgt eine halbanalytische Vorhersage dieser Abhängigkeit. Deren Ergebnisse bilden die Grundlage für einen Vergleich mit experimentellen Daten. Weiterhin werden numerische Simulationen mit geschwindigkeitsabhängigem Reibkoeffizienten durchgeführt, die ebenso die Vorhersage der Geschwindigkeitsabhängigkeit zum Ziel haben und mit experimentellen Ergebnissen verglichen werden. Abschließend werden Differenzen zwischen halbanalytischer bzw. simulativer Vorhersage und den experimentellen Daten analysiert und die Ursachen diskutiert.
Schlagwörter: Tiefziehen; Tribologie; Servopressen
Berichte aus Produktion und Umformtechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Peter Groche, Darmstadt
Band 91
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