Druckumformen: Freiformen

Die Definition für das Freiformen nach DIN 8583-3 lautet:

Druckumformen mit nicht oder nur teilweise die Form eines Werkstückes enthaltenden, gegeneinander bewegten Werkzeugen. Die Werkstückform entsteht dabei durch freie oder festgelegte Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück (kinematische Gestalterzeugung).

Stauchen

Die Definition für das Stauchen nach DIN 8583-3 lautet:

Freiformen, wobei eine Werkstückabmessung zwischen meist ebenen, parallelen Wirkflächen (Stauchbahnen) vermindert wird. Dabei ist die Stauchbahn stets größer als die gedrückte Werkstückfläche.

Vor dem Stauchen

Nach dem Stauchen

Verwendete Formelzeichen

ε[%]bezogene Stauchung
ηf[%]Formänderungswirkungsgrad
ηM[%]Maschinenwirkungsgrad
µReibwert
φ[%]Umformgrad
a[Nmm/mm2]bezogene spezifische Formänderungsarbeit
A0[mm2]Ausgangsquerschnitt
A1[mm2]umgeformter Querschnitt
b0[mm]Ausgangsbreite
b1[mm]Breite am Ende des Stauchens
d0[mm]Ausgangsdurchmesser
d1[mm]Durchmesser nach dem Umformen
F[N]Umformkraft
Fm[N]mittlere Stauchkraft
h0[mm]Werkstückdicke vor der Bearbeitung
h1[mm]Werkstückdicke nach der Bearbeitung
kf0[N/mm2]Formänderungsfestigkeit vor der Umformung
kfE[N/mm2]Formänderungsfestigkeit am Ende der Umformung
kfm[N/mm2]mittlere Formänderungsfestigkeit
l[mm]Rohlingslänge
l0[mm]Ausgangslänge
l1[mm]Länge am Ende des Stauchens
Pa[W]Leistungsbedarf
sStauchverhältnis
V[mm3]an der Umformung beteiligtes Volumen
V0[mm3]Volumen des Rohlings
V1[mm3]Volumen nach dem Umformen
Vd[mm3]Volumen des Drahtabschnittes
Vk[mm2]Volumen der Kugel
W[Nm]Umformarbeit

Formeln

Rohlänge

h0=h1·d12d02 Bei runden Werkstückenh0=h1·l1·b1l0·b0 Bei rechteckigen Werkstücken

Stauchverhältnis

s=h0d0=h0h1=ld0

Stauchungsgrad

φ=lnh0h1·100

Mittlere Stauchkraft

Fm=A1·kfm·1+13·μ·d1h1

Umformarbeit

W=V·kfm·φηf

Ausgangsdurchmesser

d0=4·Vπ·s3

Leistungsbedarf

Pa=W·nηM·60

Mittlere Formänderungsfestigkeit

kfm=kf0+kfE2kfm=aφ

Volumen des Drahtabschnitts

Vd=d2·π4·l

Volumen der Kugel

VK=D3·π6 kfekfl

Ausgangslänge

l0=d12d02·h1

bezogene Stauchung

ε=h0h1h1·100

2 Kommentare

  1. Hallo Nils,

    Wie komme ich denn auf die Formel für den Ausgangsdurchmesser? Diese taucht in keiner meiner Formelsammlungen auf. Ich habe auch auf verschiedenen Wegen versucht sie selbst abzuleiten, was mir aber leider nicht gelingt. Vielleicht kannst du mir da weiterhelfen.

    Gruß
    Jan

    • Hallo Jan,
      entschuldige bitte, dass ich jetzt erst antworte. Die Formel leitet sich aus dem Stauchverhältnis ab. Berücksichtigt man, dass beim Umformen eine Volumenkonstanz herrscht und setzt man z.B. die Dickenveränderung ins Verhältnis so gelangt man zu dieser Formel. Eine genaue Ableitung habe ich jetzt auch nicht parat.

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