Umformtechnik-Zusammenfassung PDF

Preview

Summary

Zusammenfassung relevanter Folien...

Description

Umformtechnik Zusammenfassung Allgemeine umformtechnische Grundlagen Einleitung Umformen: Fertigen durch bildsames (plastisches) Ändern der Form eines festen Körpers Beibehaltung der Masse und des Stoffzusammenhaltes Teilweise Änderung der Stoffeigenschaften (Kaltverfestigung)

Unterscheidung zwischen Um- und Verformen  Umformen: Gezielte Geometrieerzeugung  Verformen: Ungezielte Geometrieerzeugung (z.B. Autocrash) Unterteilung von Umformverfahren nach  Eingesetztem Halbzeug (Blech, Stab, Block)  Umformtemperatur (Kalt, Halbwarm, Warm)  Spannungszustand (Druck, Zugdruck, Zug, Biege, Schub)

Werkstoffverhalten Makroskopisch Unterscheidung der Verformung in  Reversibel (elastisch)  Irreversibel (plastisch)

Spannungs-Dehnungs-Diagramm (homogene einachsige Zugspannung) plastische Verformung 1000 mal größer als elastische Rm: Zugfestigkeit (Beginn der Einschnürung) Rp0,2: Dehngrenze (0,2% plastische Dehnung)

Fließspannung (kf): Wahre Spannung (bezogen auf momentanen Querschnit) Umformgrad (ϕ): Beginnt bei plastischer Dehnung 𝜀𝐺𝑙𝑒𝑖𝑐ℎ𝑚𝑎ß : Punkt, ab dem Probe einschnürt ε=

𝛥𝑙 𝑙0

ϕ=ln

𝑙

𝑙0

Idealer Umformwerkstoff besitzt folgende Eigenschaften:  Großes Umformvermögen  Hohe Verfestigung  Kein Reißen des Werkstoffs Reales Werkstoffverhalten:  Umformvermögen sinkt mit steigender Festigkeit

Metalle haben kristallinen Aufbau (3 Strukturen möglich):  Kfz: 12 Gleitsysteme  Krz: 12 oder 24 Gleitsysteme  Hdp: 3 oder 6 Gleitsysteme  Je mehr Gleitsysteme, desto besser umformbar o Hdp hauptsächlich warmumformbar Gitterfehler beeinflussen plastische Verformung stark  Punktförmige Fehler: Zwischengitteratome  Linienförmige Fehler: Versetzungslinien  Flächenförmige Fehler: Korngrenzen, Stufenversetzungen etc. Plastisches Verformen ist Wandern von Versetzungen  Wenn Wanderung der Versetzungen blockiert wird → Verfestigung  Bei Kaltumformung: Zunehmende Verfestigung → Versprödung Versetzungen können Hindernisse (z.B. Korngrenzen) durch Klettern oder Quergleiten überwinden Festigkeitssteigerung durch Erhöhung der Versetzungsdichte gegen Versetzungsbewegungen

   

Erhöhung der Versetzungsdichte Erzeugung von Korn- und Zwillingsgrenzen Einbringen von im Gitter gelösten Fremdatomen Erzeugen von Ausscheidungen

Dehngrenze Rp für technische Metalle: Rp = Grundfestigkeit + Festigkeitssteigerung durch Versetzungen + Festigkeitssteigerung durch Korngrenzen + Festigkeitssteigerung durch gelöste Fremdatome + Festigkeitssteigerung durch ausgeschiedene Teilchen → Rp = Rmin + ΔRV + ΔRKG + ΔRMK + ΔRT  ΔRV = √𝜌  ΔRKG =

1

√𝑑𝑘

 ΔRMK = √𝑐𝐹  ΔRT = 𝑅(𝑐𝐴 , 𝑑𝐴 )

(Versetzungsdichte) (Korndurchmesser) (Anzahl im Gitter gelöster Fremdatome) (Konz. ausgeschiedener Teilchen, mittlerer Teilchenabstand)

Cottrell-Verankerung (Blausprödigkeit)  Zwischen 200° und 300°C besonders hohe Festigkeit und geringe Duktilität => Vermeiden Kaltumformung: Keine Rekristallisationsvorgänge  Notwendige Fließspannung steigt mit zunehmender Verformung Warmumformung: ständige Rekristallisation -> Keine Verfestigung

Mechanismen der Entfestigung  Bei klassischer Kaltverformung wird Metallgefüge stark verfestigt  In Verzerrungen des Metallgitters ca. 10-15% der gesamten Umformarbeit  Wärmezufuhr erhöht freie Beweglichkeit der Atome und erleichtert Wandern von Versetzungen Mindestumformgrad von 1-5% führt zu folgenden Entfestigungsmechanismen:  Erholung  Primäre Rekristallisation  Sekundäre Rekristallisation Erholung: Gleichmäßig und gleichzeitig in allen Körnern

𝑇𝐸𝑟ℎ𝑜𝑙𝑢𝑛𝑔 [𝐾] ≈ (0,25 … 0,35) ∗ 𝑇𝑆𝑐ℎ𝑚𝑒𝑙𝑧 [𝐾 ]  Ausheilung & Umordnung ohne Neubildung des Gefüges Primäre Rekristallisation  Neubildung des Kristallgefüges (→ weicherer Zustand)  Rekristallisationstemperatur ist abhängig von chemischer Werkstoffzusammensetzung und vorangegangenem Umformgrad  Mindestkaltumformung (1-5%) erforderlich (≜ kritischer Verformungsgrad)  Mit steigendem Umformgrad sinkt notwendige Rekristallisationstemperatur  Verlängerte Glühdauer verringert notwendige Rekristallisationstemperatur Sekundäre Rekristallisation (unerwünscht!)    

Hervorgerufen durch höhere Glühtemperatur und/oder längere Glühzeiten 𝑇𝑆𝑒𝑘.𝑅𝑒𝑘𝑟. [𝐾] > 0,42 ∗ 𝑇𝑆𝑐ℎ𝑚𝑒𝑙𝑧 [𝐾] Sekundäre Rekristallisation verschlechtert Werkstoffeigenschaften Ausnahme: Grobkornglühen zur Verbesserung der Zerspanbarkeit

Statische und dynamische Rekristallisation  Statisch läuft während Wärmebehandlung nach der Umformung ab  Dynamisch läuft schon während der Umformung  Umformtemperatur muss oberhalb der Rekristallisationstemp. liegen Entfestigungsmechanismen Erholung und Rekristallisation werden bei der Kaltumformung genutzt, um durch Glühen: -

Die Kaltverfestigung abzubauen und Umformvermögen zu steigern Induzierte Eigenspannungen nach der Umformung aufzuheben

Formänderung Allgemein gilt: Volumenkonstanz

-

 Für kleine Formänderungen gilt: ϕ ≈ ε Die Summe der Umformgrade ist Null Die Summe der Umformgeschwindigkeiten ist Null Die Summe der lokalen Formänderungen ist Null Die Summe der lokalen Formänderungsgeschwindigkeiten ist Null

Dehnung ε =

𝛥𝑙 𝑙0

𝑙

Umformgrad ϕ = ln 𝑙1

0

 Positiver Wert: Zunahme des Maßes  Negativer Wert: Abnahme des Maßes  Bei sehr kleinen Formänderungen bis zu 20% (ε = ±0,2) gilt ε ≈ ϕ Vorteile von Rechnung mit ϕ gegenüber ε: Summe der drei Formänderungen 𝜑𝑥 + 𝜑𝑦 + 𝜑𝑧 = 0

-

Gesamtumformgrad φ𝑔𝑒𝑠 ist unabhängig von Anzahl der Umformstufen Betragsmäßig größte Hauptformänderung ist 𝜑𝑚𝑎𝑥

-

Formänderungsgeschwindigkeit 𝜑󰇗 =

𝑑𝜑 𝑑𝑡

Für einachsigen Spannungszustand (Stauchversuch) gilt: 𝑣

𝜑󰇗 = ℎ

mit:

v = jew. Werkzeuggeschwindigkeit h = jew. Probenhöhe

Fließkurven und Aufnahmeverfahren Die Fließspannung kf ist die Spannung, die im einachsigen, homogenen Spannungszustand die plastische Verformung eines Werkstoffs einleitet bzw. aufrechterhält Flachzugversuche zur Aufnahme von Fließkurven -

Klassicher Zugversuch nach Siebel Zugversuch nach Reihle

Vorteile: -

Abbildung des Zugspannungszustandes der überwiegend in der Blechumformung vorherrscht Versuch unabhängig von der Reibung

Nachteile: -

Schnelles Eintreten der Einschnürung

Versuche mit größerem Messbereich -

Hydraulische Tiefung Flachstauchversuch

Einflüsse auf die Fließspannung -

Fließspannung kf ist u.a. abhängig von:  Werkstoff  Umformgrad  Formänderungsgeschwindigkeit  Umformtemperatur

Steigende Formänderungsgeschwindigkeit führt zu:  Verringerung des Formänderungsvermögens 𝜑𝑚𝑎𝑥  Warmumformung: Höhere Fließspannung (nur wenn 𝜑󰇗 > 𝑉𝑅𝑒𝑘𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎𝑙𝑙𝑖𝑠𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛  Kaltumformung: Sehr geringer Einfluss auf die Fließspannung

Umformkraft und Umformarbeit Benötigte Kraft für einen Umformprozess  𝐹𝑔𝑒𝑠 = 𝐹𝑖𝑑𝑒𝑒𝑙𝑙 + 𝐹𝑅𝑒𝑖𝑏 + 𝐹𝑆𝑐ℎ𝑖𝑒𝑏𝑢𝑛𝑔 + 𝐹𝐵𝑖𝑒𝑔𝑒 Bei Prozessen mit direkter Krafteinleitung (z.B. Walzen) wird die Kraft direkt in die Umformzone eingeleitet (𝐹𝑖𝑑𝑒𝑒𝑙𝑙 = 𝐴 ∗ 𝑘𝑓) Bei Prozessen mit indirekter Krafteinleitung (z.B. Drahtziehen) sind Umformzone und Bereich der Krafteinleitung räumlich getrennt (𝐹𝑖𝑑𝑒𝑒𝑙𝑙 = 𝐴 ∗ 𝑘𝑓 ∗ 𝜑𝑚𝑎𝑥 ) Die ideelle Umformarbeit ist die zur verlustosen Formänderung aufzuwendende mechanische Arbeit  Gesamte Umformarbeit nach Siebel:  𝑊𝑔𝑒𝑠 = 𝑊𝑖𝑑𝑒𝑒𝑙𝑙 + 𝑊𝑅𝑒𝑖𝑏 + 𝑊𝑆𝑐ℎ𝑖𝑒𝑏𝑢𝑛𝑔 + 𝑊𝐵𝑖𝑒𝑔𝑒 Der Umformwirkungsgrad beschreibt das Verhältnis der ideellen und der ges. Umformarbeit 𝐹

 𝜂𝐹 = 𝐹 𝑖𝑑 = 𝑒𝑓𝑓

𝑊𝑖𝑑 𝑊𝑒𝑓𝑓

0,7 ≤ 𝜂𝐹 < 1 (bei realen Prozessen)

Berechnung umformtechnischer Prozesse Einführung in die Berechnung umformtechnischer Prozesse Am 3D-Volumenelement treten unter Belastung Normal- und Schubspannungen auf:

-

 Normalspannungen σ: senkrecht zur Elementoberfläche  Schubspannungen τ: parallel zur Elementoberfläche Durch Achsentransformation lassen sich alle Spannungen auf drei Hauptspannungen 𝜎𝐼,𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼 reduzieren; es treten keine Schubspannungen auf

Einachsiger Spannungszustand: ohne Reibung Mehrachsiger Spannungszustand: mit Reibung Hydrostatischer und deviatorischer Spannungsanteil -

-

Hydrostatischer Anteil hat keinen Einfluss auf den Fließbeginn, beeinflusst nur Größe der Formänderung  𝜎𝑚 =

1 3

∗ (𝜎𝐼 + 𝜎𝐼𝐼 + 𝜎𝐼𝐼𝐼 )

Deviatorischer Anteil ist verantwortlich für die Formänderung  𝜎𝑖′ = 𝜎𝑖 − 𝜎𝑚

Mohrscher Spannungskreis -

Rechts vom Ursprung: Zugspannung (z.B. Zugversuch) Links vom Ursprung: Druckspannung (z.B. Reibungsloses Stauchen) Symmetrisch um den Ursprung: Scherspannung (z.B. Scherschneiden) Tangieren des Ursprungs -> einachsige Belastung Kein Schnitt mit dem Ursprung -> zweiachsige Belastung Mehrere miteinander verbundene Kreise -> mehrachsige Belastung

Formänderungsvermögen: Eigenschaft eines metallischen Werkstoffs, bleibende Formänderungen ohne Werkstofftrennung zu ertragen Logarithmische Bruchformänderung: 𝜑𝐵𝑟 = ln Mit:

ℎ𝐵𝑟

ℎ0

h0 : Höhe der unverformten Probe hBr : Höhe zum Zeitpunkt des Werkstoffversagens

Formänderungsvermögen hängt stark vom Spannungszustand während der Umformung ab Druckumformverfahren sind bezüglich der Größe der erreichbaren Formänderungen den Verfahren des Zugumformens überlegen, weil die einzelnen Werkstoffteilchen unter gegenseitigem Druck stehen.

Hydrostatischer Spannungsanteil ist Maß für die vom Spannungszustand ausgehende Stützwirkung Allgemein gilt: -

Negative Werte von σm (hydrostatischer Druck) größeres Formänderungsvermögen  Für negative σm ist Formänderungsvermögen umso größer, je negativer σm ist Hydrostatischer Anteil hat keinen Einfluss auf Fließbeginn

Vereinfachte Werkstoffmodelle Zur Vereinfachung: Mechanische Werkstoffeigenschaften als Hookesche Gerade (elastisch) und Fließkurve (plastisch) mit Hilfe von idealisierten Werkstoffmodellen Starr-idealplastisch Elastischidealplastisch Starr-linear verfestigend

Massivumformung: Vernachlässigung des elastischen Anteils Blechumformprozesse: Beachtung der Rückfederung

Elastisch-linear verfestigend Starr-real verfestigend Elastisch-real verfestigend

Werkstoffmodelle beschreiben Zusammenhänge zwischen Lasten und Formänderungen Plastomechanische Beziehungen werden als Stoffgesetze bezeichnet Hier: Spannungen verknüpft mit Zuwachs der Formänderungen Elastisch: 𝜎 = 𝐸 ∗ 𝜀

Plastisch: 𝜎 = 𝑓(𝜀󰇗) = 𝑓(𝜑󰇗 )

Stoffgesetz der Plastitizitätsrechnung weist drei Merkmale auf:  Fließbedingung (Wann beginnt das Material zu fließen?)  Fließregel (Größe und Richtung der Formänderung?)  Verfestigungsgesetz (Wie ändern sich die Werkstoffeigenschaften?)

Fließbedingung:  Vergleichsspannung ermitteln (entspricht der realen mehrachsigen Beanspruchung)  Überführung des mehrachsigen Spannungszustands auf Gegebenheiten eines einachsigen Zug- oder Druckspannungszustands  Vereinfachte Fließbedingung: Material fließt, wenn 𝜎𝑣 = 𝑘𝑓 Tresca 𝜎𝑣 = 𝑘𝑓 = |𝜎𝑚𝑎𝑥 − 𝜎𝑚𝑖𝑛 |

Fließbedingung 𝜎𝑣 = 𝑘𝑓

Von Mises

𝜎𝑣 = 𝑘𝑓

1 = √ [(𝜎1 − 𝜎2 )2 + (𝜎2 − 𝜎3 )2 + (𝜎3 − 𝜎1 )²] 2

Fließregel:    

Bestimmt Größe und Richtung der bleibenden inkrementellen Formänderung. Dient zur Ermittlung der aktuellen plastischen Formänderungsgeschwindigkeiten Es wird kein Zusammenhang zwischen Formänderung und Spannung hergeleitet Deviatorische Spannungsanteile werden mit Formänderungeschw. verknüpft

Nach von Mises gilt für starr-idealplastisches Materialverhalten:

𝜀󰇗𝐼 𝜀󰇗𝐼𝐼 𝜀󰇗𝐼𝐼𝐼 = 𝜆 (→ 𝑃𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑡𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑖𝑡ä𝑡𝑠𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟) = = (𝜎𝐼 − 𝜎𝑚 ) (𝜎𝐼𝐼 − 𝜎𝑚 ) (𝜎𝐼𝐼𝐼 − 𝜎𝑚 )

Keine Verfestigung:  Keine Veränderung der mechanischen Festigkeit des Werkstoffs während einer plastischen Formänderung  Elastisch/starr – idealplastisch  Keine Verfestigung (keine Veränderung des Fließortes) Verfestigungsgesetz:  In der Regel Veränderung der mechanischen Festigkeit eines Werkstoffs während der plastischen Formgebung (z.B. Kaltverfestigung)  Berücksichtigung durch eine Modifikation der Fließbedingung  Bestimmung der isotropen Verfestigung (Vergrößerung des Fließortes) durch einachsige Zugversuche mit wiederholter Entlastung  Bestimmung der kinematischen Verfestigung (Bauschinger Effekt, Verschiebung des Fließortes) durch einachsige Versuche mit Lastumkehr (Zug-Druck)

Berechnungsverfahren der Plastizitätsrechnung Ziel der Lösung plastomechanischer Problemstellungen ist die Berechnung von:  Spannungen  Formänderungen  Temperaturen Vereinfachung der Berechnungen durch analytische und numerische Berechnungsverfahren:  Elementare Theorie o Reduktion allgemeiner Gleichungen auf ein vereinfachtes Gleichungssystem  Schrankenverfahren o Eingrenzung der exakten Lösung  Finite-Elemente-Methode o Numerische Simulation Elementare Theorie:  Einteilung der Umformzone in geometrische Grundformen (charakteristische Gestalt bleibt bei Formänderung erhalten)  Volumenelemente sind in einer Richtung infinitesimal klein, in den anderen Richtungen haben sie endliche Ausdehnungen o Streifenmodell (ebene Formänderungszustände z.B. Walzprozess) o Scheibenmodell (axialsymetrische Umfomvorgänge z.B. Drahtziehen) o Röhrenmodell (Stauchvorgang kreiszylindrischer Vollproben z.B. Stauchen von Zylindern)  Senkrecht auf der Fläche stehende Geschwindigkeitsvektoren sind nur von der Zeit und der dritten Ortskoordinate abhängig o Streifenmodell: 𝑣𝑥 = 𝑣𝑥 (𝑥, 𝑡) o Scheibenmodell: 𝑣𝑧 = 𝑣𝑧 (𝑧, 𝑡) o Röhrenmodell: 𝑣𝑟 = 𝑣𝑟 (𝑟, 𝑡)  Geschwindigkeit innerhalb des Volumenelements ist konstant o Geschwindigkeitsfeld kann über Volumenkonstanz bestimmt werden o Dadurch Formänderungsgeschwindigkeiten 𝜀󰇗 bekannt Finite Elemente Methode:  Ermöglicht Aussagen bezüglich Stofffluss und resultierender Werkzeugbelastung  Auftreten von Fertigungsfehlern kann vorhergesagt werden  Je nach Problemstellung können Verschiebungen, Spannungsfelder, Temperaturfelder und magnetische Felder ermittelt werden  FEM stellt nur eine Näherung der exakten Lösung dar  Kommerzielle FEM-Software besteht grundsätzlich aus o Pre-Prozessor:

 Software zur Erstellung des FEM-Modells  Definition der Werkstück- und Werkzeuggeometrien  Definition der Materialeigenschaften  Definition der Anfangs- und Randbedingungen o Solver  Berechnung des berachteten Umformprozesses  Übergabe der Berechnungsergebnisse an den Post-Prozessor o Post-Prozessor  Visualisierung der Berechnungsergebnisse  Einsatz der FEM in der Umformtechnik: o Standardwerkzeug zur numerischen Abbildug von Umformprozessen o Einbindung von mathematischen Modellen in die FEM zur Beschreibung des Materialverhaltens o Werkzeuganalyse bereits in der Konzeptionsphase möglich

Einfluss der Reibung auf den Umformprozess Reibung ist Wechselwirkung zwischen sich berührenden Stoffbereichen, sie wirkt der Relativbewegung entgegen  Beeinflusst die aufzuwendende Kraft in der Umformtechnik maßgeblich Auswirkungen der Reibung in Umformprozessen: Negativ Erhöhter Kraftaufwand Unkontrollierte Temperaturentwicklung Abrasion (Verschleiß)

Positiv Reibung ermöglicht Umformvorgänge (z.B. Walzen)

Darstellung der Oberfläche als Schichtmodell zum besseren Verständnis:  Äußere Grenzschicht entsteht durch physikalische und chemische Reaktionen der Oberfläche mit dem Schmierstoff und der Luft  Innere Grenzschicht wird durch die Zerspanung oder Umformung beeinflusst Unterschiedliche Reibungsmechanismen haben bewegungshemmende und energieverbrauchende Wirkung:    

Adhäsion Plastische Deformation Furchung Elastische Hysterese und Dämpfung

 Alle Reibungsmechanismen sind gleichzeitig vorhanden, daher einzelne Reibmechanismen nur unter Annahme einer statischen Verteilung erfassbar Klassifizierung der Reibungszustände nach dem Kontaktzustand der Reibpartner  Festkörperreibung o unmittelbarer Kontakt der Reibpartner  Flüssigkeits-/Gasreibung o Reibung in einem die Reibpartner trennenden Medium (flüssig/gasförmig) o statisch oder dynamisch  Grenzschichtreibung o Reibung zwischen festen Grenzschichten auf metallischen Oberflächen o Grenzschichten entstehen durch:  Oxidation an der Oberfläche  Reaktionen zwischen den Metallen  Reaktionen mit dem Schmierstoff  Mischreibung o Jede Mischform der Reibzustände, primär Festkörper und Flüssigkeitsreibung Stribeck-Kurve:  Reibungszahl hängt nach Stribeck von einer Kombination verschiedener Größen ab: o Viskosität des Schmiermittels o Gleitgeschwindigkeit o Wirkende Normalkraft  Für Umformtechnik gilt hauptsächlich der mittlere Bereich

Einflussfaktoren auf die Reibung sind:        

Art der Reibung Schmierung (Schmierstoff, Viskosität, Aggregatzustand) Werkzeugrandschicht (Werkzeugbeschichtung, Rauheit, Weiße Schicht) Wechselwirkungen der Kontaktflächen (Abrasion, Adhäsion) Kontaktdruck Gleitgeschwindigkeit Temperatur Werkstückrandschicht (Rauheit, Einglättung der Oberfläche, Fließspannung)

Reibmodellierung nach Coulomb    

𝜏𝑅 = 𝜇 ∗ 𝜎𝑁 Reibschubspannung proportional zur Normalspannung Werte der Reibschubspannung über Schubfließgrenze aber nicht zulässig Gut geeignet für die Berechnung von Blechumformprozessen

Reibmodellierung nach Tresca      

𝜏𝑅 = 𝑚 ∗ 𝑘 Kein Zusammenhang zwischen Reibschubspannung und Normalspannung Wird für die Berechnung von Massivumformprozessen genutzt Reibschubspannung proportional zur Schubfließgrenze Vorteil: Abbildung des Haftzustandes Nachteil: Überschätzung der Reibschubspannung bei niedrigen Normalspannungen

Kombinierte Reibmodellierung    

𝜏𝑅 = min(𝜇 ∗ 𝜎𝑁 ; 𝑚 ∗ 𝑘) Reibschubspannung proportional zur Normalspannung Genauere Reibschubspannungen bei kleinen Normalspannungen Zulässige Reibschubspannungen bei hohen Normalspannungen

Blechumformung Blechumformung Blechbearbeitungsverfahren sind:      

Biegen, Rollen, Verwinden Tiefziehen, Reckziehen, Abstrecken Formstanzen, Ausbauchen, Aufweiten Durchziehen, Aufstellen eines Bordes, Umbördeln Einziehen, Planieren, Formschlagen Prägen, Ankörnen, Einschlagen

Verbindungsarten der Stanzereitechnik sind:  Falzen, Sicken und Hohlnieten, Verbinden durch Laschen  Einpressen, Nieten, Kaltschweißen Tiefziehen:  Zugdruckumformverfahren  Aus ebenem Blechzuschnitt wird durch Stauchen und Strecken ein Hohlkörper erzeugt

 Einteilung der ablaufenden Vorgänge in zwei Phasen: o Streckziehvorgang  Ziehstempel formt Ziehteilboden aus  Werkstoff fließt aus der Blechdicke o Tiefziehvorgang  Beginnt nach Überschreiten der Flascheinzugskraft  Werkstoff fließt aus dem Flanschbereich in die Ziehteilzarge  Blech verdickt sich im Aussenbereich des Flansches  Mittelbare Krafteinwirkung

 Folgende Beanspruchungen treten auf: o Zug-/Druckbeanspruchung am Flansch (Umformbereich) o Ebene Dehnung/behinderte einachsige Zugbeanspruchung am Auslauf der Stempelkantenrundung o Zug-/Zugbeanspruchung am Boden (Kraftübertragungszone) Formänderungen am Flanschbereich:  Blech wird aus dem Flanschbereich über die Ziehringrundung in den Zargenbereich gezogen  Blechdicke s0 bleibt konstant

 Umformgrad am Außenrand des Flansches: 𝜑𝑎 = ln

 Umformgrad am Innenrand des Flansches: 𝜑𝑖 = Mit:

𝐷0

𝐷 𝐷0 ln 𝑑 0

D0 : Rondendurchmesser vor der Umformung d0 : Ziehstempeldurchmesser D: Rondendurchmesser nach der Umformung

 Ablesen der Fließspannungen aus der Fließkurve Tiefziehen im Anschlag:  Verhältnis zwischen Rondenaußendurchmesser und Stempeldurchmesser ist Ziehverhältnis β: o β0 =

𝐷0 𝑑0

und

𝛽=

𝐷 𝑑0

 Im Flanschbereich Überlagerung von folgenden Spannungen: o Radiale Zugspannung σr o Tangentiale Druckspann...