Methodik zur Bestimmung optimaler Stößelbewegungsprofile

Projektbeschreibung

Vergleich der erzielten Ergebnisse beim Tiefziehen mit unterschiedlichen Stößelbewegungsprofilen

Kraftgebundene Umformpressen ermöglichen eine freie Gestaltung der Stößelbewegung. Bisher wird diese Eigenschaft in der Produktionspraxis von Blechbauteilen nur dazu genutzt, die Produktivität einer Pressenlinie z.B. durch ein vergleichsweise schnelles Schließen des Blechhalters und/oder einen schnellen Rückhub des Pressenstößels zu OT zu erhöhen. Neuere Veröffentlichungen belegen aber, dass sich die versagensfrei erzielbare Ziehtiefe durch den Einsatz von angepassten Stößelbewegungsprofilen erhöhen lässt und so die Robustheit von Ziehvorgängen gesteigert werden kann.

Es wird davon ausgegangen, dass die dadurch veränderten Reibungsverhältnisse in den Kontaktzonen zwischen Werkzeug und Werkstück den wichtigsten Einflussfaktor auf das Ziehergebnis darstellen. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung einer Methodik zur Bestimmung von an die Bauteilgeometrie angepassten Stößelbewegungsprofilen für das Tiefziehen. Dies wird zu einer Prozessgrenzenerweiterung sowie zu einer Steigerung der Prozessrobustheit führen.

Die Prozessgrenzenerweiterung beim Tiefziehen sowie die Reduzierung der Einarbeitungszeit sind vor allem für KMU-Pressteilhersteller von Vorteil. Durch stagnierende Losgrößen (mehr Baureihenderivate, variierende Bauteilgrößen) können KMU durch angepasste Stößelbewegungsprofile ihre Wettbewerbsfähigkeit bei der Herstellung kleiner Serien und im Werkzeug-Try-Out steigern. Um dieses Ziel zu erreichen, werden zuerst Werkstoff- und Reibungsmodellierungen für ausgewählte Blechwerkstoffe durchgeführt. Anschließend erfolgen simulative Untersuchungen zur Festlegung eines optimalen „globalen" Reibungszahlverlaufs während des Ziehvorgangs bzw. zur Erweiterung der Prozessgrenzen. In Verbindung mit den modellierten geschwindigkeits- und flächenpressungsabhängigen Reibungszahlen findet dann die Festlegung eines optimalen Stößelbewegungsprofils statt. Die Eignung der Methodik wird an einer komplexen Bauteilgeometrie simulativ und experimentell nachgewiesen.